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理 论 I卧 广角 ChinascienceandTechnologyReview 气体轴承简介 安志军 (黑龙江北大荒农业股份公司浩良河化肥分公司，黑龙江 伊春 153103) j【商 要】气体轴承因为旋转正常运行中是不接触的，系无摩擦滑动，所以寿命长。轴承间隙极其狭窄，旋转精度高。特别是由于其间隙狭窄。 为容易落人灰尘和杂质。本文，主要介绍气体轴承的构造，种类以及性能和应用实例。 [关键词】空气轴承 动压气体轴承 静压气体轴承 性能极限 自激振动 舞动 中图分类号：TH 文献标识码 ：A 文章编号：1009—914X(2012)31—230-01 1前言 速运转。旋转体重提高静压轴承或者混合轴承 (hyvfidveering)的供 空气轴承又称气体轴承，也即是以空气或其它气体代替润滑油的 气压力虽然可以悬浮，但是也存在着运转不稳定的问题。为了解决这 滑动轴承。19世纪中叶法国人G．Him实验证明了其可靠性。 种不稳定问题，又收到设计范围、标准的限制。所以使用中总有某一 然而，实际发达却是2O世纪中叶以后 ，开发出不同结构的气体轴 极限。 承，其特性多姿多彩，并在某些领域中应用。特别是，高速旋转机械 小型静压气体轴承，当提高负载能力时，一旦中断供气，则极易 采用时，因为气体的粘性小，损失小，而倍受业内人士关注。 发生称之为气流锤 (pneumatichammer)的自激振动。此外，动压轴承 另外气体粘性大小，决定着负荷能力大小，所以大功率的旋转机 或者静压轴承还会发生旋转同步振动与舞动等不稳定现象。 械，不能采用气体轴承。不过气体轴承不需要润滑油的特性。作为无 旋转同步振动是旋转体的旋转中心与轴承部轴的中心不一致。因 油轴承，因为不同于配套润滑油站的油润滑的轴承和配套磁旋转机械。 此，在运行前必须充分地进行调整，校正其平衡 ，同时还必须在结构 气体轴承因为旋转轴与轴承在运转中不接触，且为无摩擦滑动， 和材料上，消除运转中热与离心力等作用引起的变形。特别，安装转 寿命长。轴承间隙非常狭窄旋转精度高。轴承间隙狭窄更不容易沿积 子的配合部 (fiUing)在旋转中因离心力作用松动时，以及热膨胀系数 灰尘杂质。正因为如此，其应用范围极广。如牙科治疗用机械(Spindle) 不同的材料应力作用，转子发生热变形时，必须彻底核对不平衡度， 2构造与分类 否则主机也不能运转。 气体轴承轴与轴承间的间隙狭窄，是保持间隙间稳定的气体的关 再一个运转极限是称为饱瓦尔 (Howamu)的舞动不稳定性。振动 键。气体的种类与周围的气体相同，但压力必须高于周围气体的压力。 数比同步转数低，且为旋转数的 1／2、1／3、14／、……以下，与轴的固 2．1动压气体轴承 有共振点一致。正常除改善轴承面外，还采用O型环、浮动推力等弹 随着轴的旋转，利用与气体磨擦作用，将周围的气体吸入轴承间 性支持轴承的方法加以改善。 隙之内，使轴承悬浮起来的气体轴承，即为动压气体轴承。为了提高 气体轴承的负荷能力与气体的粘度相关。正常多原子分子比单原 负载能力和高速旋转和稳定性，轴及轴承表面进行了精心设计与加工。 子分子粘性小，氢、氨、丙烷、氟氯烷等是粘性低而倍受关注的气体。 因为供给加压气体，不需要配套动力装置，因此通过精心设计则 此外，低温环境下气体的粘度降低。气体轴承又是强度低的部件，虽 可制成构造简单的紧凑型轴承和推力轴承 (thrustbeating)的构造为例 然精心设计，精心制造，精心安装，轴的弯曲状态也不允许超过初级 (参看图1，图2)介绍其种类。其中，八字形 (herning