空氣軸承 用空氣作為潤(rùn)滑劑的滑動(dòng)軸承。空氣比油粘滯性小,耐高溫,無(wú)污染,因而可用于高速機(jī)器、儀器及放射性裝置中,但其負(fù)荷能力比油低。
% i |7 @) q# o$ Y+ n2 O 空氣軸承優(yōu)點(diǎn)# F: x# t8 N; J. E5 ]9 R: p
1.更高精度
; U& A# ?" V6 b, |5 Q _* U6 e6 E 空氣軸承提供極高的徑向和軸向旋轉(zhuǎn)精度。由于沒(méi)有機(jī)械接觸,磨損程度降到了最低,從而確保精度始終保持穩(wěn)定。
! w( |! o3 h3 N( u) Z0 ~ 由于制造結(jié)構(gòu)的不同,空氣主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的精確性是天生具備的。特殊的制造技術(shù)提高了這一精確性,能夠提供極高的旋轉(zhuǎn)和軸向精度。空氣主軸的設(shè)計(jì)是,能夠在軸向和徑向同時(shí)獲得小于0.1微米TIR的旋轉(zhuǎn)精確性。由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和靜態(tài)支撐部分之間沒(méi)有機(jī)械接觸,所以沒(méi)有磨損產(chǎn)生,從而確保精度始終保持穩(wěn)定——制造商使用統(tǒng)計(jì)學(xué)加工控制的一個(gè)重要特性。, k \5 s4 R6 i; G2 H
典型的同步徑向偏擺值:<10微米(PCB鉆孔主軸,高速)( r6 _/ P8 k0 T% j* V# H7 I/ m# I
典型的非同步徑向偏擺值:<0.025微米(磁盤測(cè)試主軸,低速)
3 r3 r1 K$ M/ p- J: I D1787高端PCB主軸的動(dòng)態(tài)偏擺與轉(zhuǎn)子速度之間的關(guān)系 [3 x) ~* E V4 Z& O% b8 h5 m
D1640-05磁盤測(cè)試主軸的非同步徑向偏擺與轉(zhuǎn)子速度之間的關(guān)系! g/ Q1 n' ~! m, `
2. 高速
8 K1 n0 Z0 p0 S- K V0 I3 S 空氣軸承內(nèi)部的低剪切力,能夠在提供極高轉(zhuǎn)速的同時(shí),將動(dòng)力損失降到最低,并使產(chǎn)生的熱量非常小。轉(zhuǎn)速可以超過(guò)300,000轉(zhuǎn)/分鐘。9 P8 D8 \; \( U# G' _7 W% r
空氣軸承阻力較低,允許較高的速度,并能同時(shí)保持較低的振動(dòng)水平。摩擦對(duì)空氣軸承旋轉(zhuǎn)的阻礙非常小,并且,因此使得動(dòng)力損失和熱量產(chǎn)生也非常小。這使得轉(zhuǎn)子能夠以極高的表面速度運(yùn)行。有些主軸中,較高的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)導(dǎo)致軸承硬度的增加——由空氣動(dòng)力學(xué)和回轉(zhuǎn)加勁的特點(diǎn)導(dǎo)致的。 # _; Q' g( a [2 \9 J
各個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域中目前最高速西風(fēng)空氣主軸的圖示
# H3 Y2 U( q5 m; I8 g 3.增加刀具壽命
% V+ z/ n9 y9 e, I! }- {: R 使用空氣軸承意味著能夠大大延長(zhǎng)刀具的壽命。9 k, T! l" A9 H% p: o1 O
較低的振動(dòng)和較高的旋轉(zhuǎn)精度,意味著鉆頭、刀具、砂輪、和鉆探工具都會(huì)有更長(zhǎng)的壽命——降低了保養(yǎng)和運(yùn)行成本。特別地,在PCB鉆孔行業(yè)中,目前使用的鉆針直徑更小至50微米,只有空氣主軸才能以所需的速度運(yùn)行,以確保刀具的壽命達(dá)到要求
7 g$ [/ k. r& `9 g 砂輪壽命的典型增長(zhǎng):1.5倍~4倍,取決于應(yīng)用領(lǐng)域和砂輪類型& R0 u+ X- G- B
直徑0.01的PCB鉆孔工具壽命與旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系 & G+ `/ R4 G$ J' ~8 j8 p
4.提高表面光度
7 P) z# D8 G+ C2 b- x7 F 空氣主軸精確的、可重復(fù)的運(yùn)動(dòng),使得表明光度達(dá)到了非常出色的程度。
+ y1 l, E) O: t1 c; [3 y) W 空氣主軸的應(yīng)用(如:半導(dǎo)體加工)提供了流暢的、精確的、可重復(fù)的運(yùn)動(dòng)——使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同,空氣軸承提供了穩(wěn)定的軸承硬度,能夠確保所加工的硬質(zhì)材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的,轉(zhuǎn)子所經(jīng)受的、來(lái)自外負(fù)載的作用力,在其旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定的分布在所有點(diǎn)上。這一特性與研磨時(shí)產(chǎn)生良好的表面光度息息相關(guān)。
% F! k( y: F' h: l. T0 u :典型的表面光度:$ k4 k# {, {' U" ^/ H% P# X
表面研磨——<0.05微米(2微英寸)CLA
0 r. k; t9 ]' {% V6 V i$ y2 a: b 菱形轉(zhuǎn)動(dòng)、或者飛刀切削丙烯酸樹(shù)脂和軟性材料——<0.012微米(0.5微因存)CLA,達(dá)到穩(wěn)定的光學(xué)品質(zhì)
! O t( @! p i, ^. I9 v# \ 空氣軸承硬度值:
( \3 N/ y) q8 w6 c( T' E ——軸向:達(dá)到250牛頓/微米(1,400,000磅/英寸)7 h2 {( x7 x1 L( H+ Q I: o6 O
——徑向:達(dá)到580牛頓/微米(3,300,000磅/英寸)2 q! G5 H y$ F5 j5 c3 z
空氣主軸精確的、可重復(fù)的運(yùn)動(dòng),使得表明光度達(dá)到了非常出色的程度。3 M% Y. q- k: {5 E
空氣主軸的應(yīng)用(如:半導(dǎo)體加工)提供了流暢的、精確的、可重復(fù)的運(yùn)動(dòng)——使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同,空氣軸承提供了穩(wěn)定的軸承硬度,能夠確保所加工的硬質(zhì)材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的,轉(zhuǎn)子所經(jīng)受的、來(lái)自外負(fù)載的作用力,在其旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定的分布在所有點(diǎn)上。這一特性與研磨時(shí)產(chǎn)生良好的表面光度息息相關(guān)。
5 ^% L( l+ U9 W* W b :典型的表面光度:
3 n$ L1 R" E* U8 F6 d* r) U6 J" N 表面研磨——<0.05微米(2微英寸)CLA# _& z& J: ?, n* K
菱形轉(zhuǎn)動(dòng)、或者飛刀切削丙烯酸樹(shù)脂和軟性材料——<0.012微米(0.5微因存)CLA,達(dá)到穩(wěn)定的光學(xué)品質(zhì)
- @3 U! R. m/ k3 A" V 空氣軸承硬度值:7 g7 x4 }3 Q* X. F
——軸向:達(dá)到250牛頓/微米(1,400,000磅/英寸)# B# p8 o7 D! L' c
——徑向:達(dá)到580牛頓/微米(3,300,000磅/英寸)
; `, h# F8 a/ W; m* b* E C滾動(dòng)元件軸承和空氣軸承的硬度比較0 G9 C, Q6 J! B' ~
5.延長(zhǎng)軸承壽命
# ^ j" v, F1 i 由于沒(méi)有機(jī)械接觸、并且供給清潔的空氣(沒(méi)有油和水),因此軸承的壽命大大延長(zhǎng)了。
* i, z/ x- R- O+ q( B2 p 軸承內(nèi)部沒(méi)有任何金屬與金屬之間的接觸,如果供給的空氣清潔、且沒(méi)有油和水,將確保實(shí)際上無(wú)限的壽命,此外,由于運(yùn)行的性質(zhì),空氣軸承會(huì)從軸承尾部不斷排除空氣,這就形成了阻礙外部有害污染物(如:原料碎片、或者切割液)進(jìn)入的天然屏障。這增加了機(jī)器的利用率,減少了停機(jī)時(shí)間,從而提高了整體的效率。) J3 ?( y" @5 K2 ]; ^# b
滾珠軸承和空氣軸承壽命的比較& i+ R; g9 U1 P7 R8 ?/ K
6.溫度上升緩慢
" A. h9 b7 G9 S" h; L2 C2 }) ] 低摩擦,穩(wěn)定的空氣流、和有效的動(dòng)力傳送,使溫度上升幅度降到最低。
+ Y. ^3 [* Z$ m1 r) p8 R 由于多種因素(如:低摩擦,穩(wěn)定的空氣流、和有效的動(dòng)力傳送),主軸轉(zhuǎn)子的熱效應(yīng)非常小。此外,特殊材料和結(jié)構(gòu)方法的選擇,以及內(nèi)部的液體冷卻管道,幾乎完全消除了溫度的上升,因此,無(wú)需預(yù)熱階段。, @+ k$ a; r" {# ], ?4 m/ n9 X! D
水冷卻PCB鉆孔主軸在200,000轉(zhuǎn)/分鐘的速度時(shí)的熱成像
; w& Y m! r+ S 7.減少保養(yǎng)5 X+ x. f% @7 T- l% I
只需要極少的保養(yǎng)。對(duì)空氣供給和冷卻系統(tǒng)的定期檢查,就是確保完全可靠性所需完成的全部工作。
- E9 N: O+ s- Q! | 通常,對(duì)空氣供給進(jìn)行定期檢查就足以確保完全的軸承可靠性。如果主軸是在設(shè)計(jì)規(guī)范限定的條件下運(yùn)行的,主軸擁有很長(zhǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。一般保養(yǎng)通常包括:確??諝夂退┙o保持清潔,并達(dá)到正確的標(biāo)準(zhǔn)。0 C6 [! o* h. n6 |1 y
注意:將夾頭或者其他支撐裝置安裝到主軸上,必須遵循特定的保養(yǎng)規(guī)定。
; x; l( B/ `, t 典型的空氣過(guò)濾要求:0.1微米5 p; Q: `9 I4 O/ w. L% V
8.增大負(fù)載能力
5 N8 q4 T9 h( l* e$ {& l2 b# O7 G! [! t, j 空氣軸承能夠支撐很大的負(fù)載,所以使得它們能夠被應(yīng)用于很多行業(yè)的機(jī)械工具中。
6 {" Z8 {1 t( b1 X) ]$ s% S0 t' [ 空氣軸承設(shè)計(jì)能夠具備較高的負(fù)載能力、較高的硬度能力、或者兩者同時(shí)兼?zhèn)?。在很多空氣軸承的應(yīng)用中,主軸速度相對(duì)較低,因此能夠組成徑向和軸向半徑較大的軸承。
0 b* P5 ?4 u) f0 k+ X: C 徑向軸承的負(fù)載可達(dá)500千克。
1 |% e+ Z m" Q. N: j$ Z! l+ K$ J: w 軸向軸承的負(fù)載可達(dá)500千克。 ^2 k$ |& }1 x6 R( b
9.降低震動(dòng): \2 L+ @ J1 r4 R
空氣主軸運(yùn)行時(shí),只產(chǎn)生最小幅度的振動(dòng)和可聞噪音。# D$ u, u! B$ N0 E9 I
由于達(dá)到了高度的平衡標(biāo)準(zhǔn)、而且沒(méi)有機(jī)械接觸,西風(fēng)空氣主軸產(chǎn)生的振動(dòng)幅度和可聞噪音都是最小的。
0 N) f5 H- W7 W' M 典型的平衡標(biāo)準(zhǔn):G0.4或者更高。
' t6 I8 B' c. @! Z4 _1 g+ b 典型的振動(dòng)幅度:<0.2毫米/秒(低速主軸)。<1.0毫米/秒(高速主軸)。4 n& w j. q; N0 e3 m
典型的噪音水平:70~80調(diào)整分貝
; q5 J+ j1 x% m D1733PCB主軸徑向振動(dòng)與轉(zhuǎn)子速度之間的關(guān)系& i1 @5 e- S' C: Q6 C5 k
10.清潔/ [- O4 F; s, z2 Y0 A4 Y+ A# B3 J6 Q
唯一使用的潤(rùn)滑劑是空氣;因此,對(duì)于必須要求無(wú)污染的工件、或者工作環(huán)境來(lái)說(shuō),空氣軸承技術(shù)是理想的。
! ]% T- B6 G1 X& O 在從空作環(huán)境中去除脂、油、和油霧后,使用空氣主軸的條件將保持更加清潔??諝廨S承對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生反作用,因此,是無(wú)塵環(huán)境(如:磁盤驅(qū)動(dòng)器制造)的理想應(yīng)用產(chǎn)品。事實(shí)上,特殊設(shè)計(jì)的西風(fēng)空氣主軸還能在高度真空的條件下使用,如:已經(jīng)在半導(dǎo)體硅晶片制造方面的應(yīng)用。
: e/ _# a) Z* P( f: a0 r" ` 主軸可以運(yùn)行的、典型的無(wú)塵室標(biāo)準(zhǔn):100級(jí)。* _: ^3 n) Z$ g7 e* j, H
絕對(duì)無(wú)塵環(huán)境 |