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大多數(shù)人在說到軸承時,通常會想到滾珠軸承。在此類軸承中,固定表面和移動表面被一系列潤滑滾珠隔離。這些滾珠沿著特殊軌道或滾道運動。也許最常見的應用,是一個軸在固定的輪轂內旋轉,例如汽車或自行車前輪上的驅動軸。
在空氣軸承中,滾珠由氣墊代替。空氣軸承最為人熟知的應用之一或許是氣墊船。
巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣,通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產(chǎn)生的高氣壓能夠支撐船體重量,因而使其漂浮在氣墊上。巨大的氣墊不僅起到支撐船體重量的作用,而且還作為一個軟彈簧使船體平穩(wěn)地漂浮在粗糙的陸地表面或水面上。
可將同樣的原理運用在轉軸軸承。將高壓空氣注入轉軸和固定軸承之間的空隙中。該空隙非常小(約為 0.01 毫米),從而使得空隙中的空氣壓力保持不變。
當空氣軸承靜止時,軸承的內外圈是直接接觸的 ,而當將壓縮空氣輸入到軸承間隙界面時,會使內部壓力不斷增加,直到產(chǎn)生的壓力開始將軸承內部接觸面推開,讓其處于漂浮狀態(tài) ,甚至間隙內氣壓達到承載力,整個空氣軸承就會呈現(xiàn)出無摩擦運動狀態(tài) 。
而且,這一狹小的空隙也顯著降低了氣墊的“彈性”,從而使軸非常精確地固定,即僅可產(chǎn)生低動態(tài)偏心。由于摩擦力很低,軸便可以自由地旋轉,而且空氣壓力可確保轉軸不與固定軸承表面相接觸。
空氣軸承最常用的氣體介質是空氣,根據(jù)不同需要也可以是氮氣、氫氣、氦氣、二氧化碳等等。如今在一些先進的機械設備中,需要更高精度、更長使用壽命和更大承載能力的軸承,空氣軸承就能滿足這樣的要求。