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空气轴承的结构和原理

浏览:33 作者: 来源: 时间:2020-04-24 分类:
轴承,相信大家都不会陌生,它是当代机械设备中的重要零部件。在早期的直线运动轴承形式,就是在一排撬板下放置一排木杆。现代直线运动轴承使用的是同一种工作原理,只不过有时用球代替滚子。最简单的旋转轴承是轴套轴承,它只是一个夹在车轮和轮轴之间的衬套···

轴承,相信大家都不会陌生,它是当代机械设备中的重要零部件。在早期的直线运动轴承形式,就是在一排撬板下放置一排木杆。现代直线运动轴承使用的是同一种工作原理,只不过有时用球代替滚子。最简单的旋转轴承是轴套轴承,它只是一个夹在车轮和轮轴之间的衬套。这种设计随后被滚动轴承替代,就是用很多圆柱形的滚子替代原先的衬套,每个滚动体就像一个单独的车轮。在1854年,法国人G.A伊恩当时提出用气体做润滑剂的想法,终于在1896年,第一个空气轴承问世了。


那今天就给大家介绍一下空气轴承。


空气轴承,顾名思义,运用气体做润滑剂的轴承最常用的气体润滑剂为空气,根据需要也可用氮、氩、氢、氦或二氧化碳等。在气体压缩机、膨胀机和循环器中,常以工作介质作为润滑剂。空气轴承材料的选用上,主要有工具钢、青铜、钨钴钼合金、粉末冶金多孔材料、陶瓷和工程塑料等。


1.气体润滑轴承形成承载气膜的机理与液体润滑轴承相同,分为气体动压轴承和气体静压轴承。气体动压轴承:是利用气体在楔形空间产生的流体动压力来支承载荷的。常在轴颈或轴瓦的表面做出浅螺纹槽,利用槽的泵唧作用提高承载能力。气体动压螺旋槽推力轴承:为气体动压螺旋槽推力轴承。气体静压轴承:气体静压轴承的供气压力一般不超过0.6兆帕。气体通过供气孔进入气室,然后分数路流经节流器进入轴承和轴颈的间隙,再从两端流出轴承,在间隙内形成支承载荷的静压气膜。气体静压轴承的内孔表面一般不开气腔,以增大气膜刚度,提高稳定性。


2.按承受载荷的方向不同,又可分为气体径向轴承、气体推力轴承和气体径向推力组合轴承。


①摩阻极低:由于气体粘度比液体低得多,在室温下空气粘度仅为10号机械油的五千分之一,而轴承的摩阻与粘度成正比,所以气体轴承的摩阻比液体润滑轴承低。


②适用速度范围大:气体轴承的摩阻低,温升低,在转速高达5万转/分时,其温升不超过20~30℃,转速甚至有高达130万转/分的。气体静压轴承还能用于极低的速度,甚至零速。


③适用温度范围广:气体能在极大的温度范围内保持气态,其粘度受温度影响很小(温度升高时粘度还稍有增加,如温度从20℃升至100℃,空气粘度增加23%),因此,气体轴承的适用温度范围可达-265℃到1650℃。


④承载能力低:动压轴承的承载能力与粘度成正比,气体动压轴承的承载能力只有相同尺寸液体动压轴承的千分之几。由于气体的可压缩性,气体动压轴承的承载能


力有极限值,一般单位投影面积上的载荷只能加到0.36兆帕。


⑤加工精度要求高:为提高气体轴承的承载能力和气膜刚度,通常采用比液体润滑轴承小的轴承间隙(小于0.015毫米),需要相应地提高零件精度。


50年代以来,气体轴承的应用越来越广泛,并且受到广泛和深入的研究。目前气体轴承可用于纺织机械、电缆机械、仪表机床、陀螺仪、高速离心分离机、牙钻、低温运转的制冷机、氢膨胀机和高温运转的气体循环器等。