氣體軸承

氣體軸承

氣體軸承(gas bearing):用氣體作潤滑劑的滑動軸承。最常用的氣體潤滑劑為空氣,根據需要也可用氮、氬、氫、氦或二氧化碳等。在氣體壓縮機、膨脹機和循環器中,常以工作介質作為潤滑劑。

基本信息

特點

氣體軸承氣體軸承
①摩阻極低:由於氣體粘度比液體低得多,在室溫下空氣粘度僅為10號機械油的五千分之一,而軸承的摩阻與粘度成正比,所以氣體軸承的摩阻比液體潤滑軸承低。
②適用速度範圍大:氣體軸承的摩阻低,溫升低,在轉速高達5萬轉/分時,其溫升不超過20~30℃,轉速甚至有高達130萬轉/分的。氣體靜壓軸承還能用於極低的速度,甚至零速。
③適用溫度範圍廣:氣體能在極大的溫度範圍內保持氣態,其粘度受溫度影響很小(溫度升高時粘度還稍有增加,如溫度從20℃升至100℃,空氣粘度增加23%),因此,氣體軸承的適用溫度範圍可達-265℃到1650℃。
④承載能力低:動壓軸承的承載能力與粘度成正比,氣體動壓軸承的承載能力只有相同尺寸液體動壓軸承的千分之幾。由於氣體的可壓縮性,氣體動壓軸承的承載能力有極限值,一般單位投影面積上的載荷只能加到0.36兆帕。
⑤加工精度要求高:為提高氣體軸承的承載能力和氣膜剛度,通常採用比液體潤滑軸承小的軸承間隙(小於0.015毫米),需要相應地提高零件精度。

類型

氣體軸承氣體軸承
1.氣體潤滑軸承形成承載氣膜的機理與液體潤滑軸承相同,故分為氣體動壓軸承和氣體靜壓軸承。
氣體動壓軸承:是利用氣體在楔形空間產生的流體動壓力來支承載荷的。常在軸頸或軸瓦的表面做出淺螺紋槽,利用槽的泵唧作用提高承載能力。氣體動壓螺鏇槽推力軸承:為氣體動壓螺鏇槽推力軸承。
氣體靜壓軸承:氣體靜壓軸承的供氣壓力一般不超過0.6兆帕。氣體通過供氣孔進入氣室,然後分數路流經節流器進入軸承和軸頸的間隙,再從兩端流出軸承,在間隙內形成支承載荷的靜壓氣膜。氣體靜壓軸承的內孔表面一般不開氣腔,以增大氣膜剛度,提高穩定性。
2.按承受載荷的方向不同,又可分為氣體徑向軸承、氣體推力軸承和氣體徑向推力組合軸承。

材料

製造氣體軸承的材料有工具鋼、青銅、鎢鈷鉬合金、粉末冶金多孔材料、陶瓷和工程塑膠等。

發展

早在1854年,法國人G.A.伊恩就提出過用氣體作潤滑劑的構想。
1896年第一個空氣軸承問世。
1913年英國人W.J.哈里森發表氣體潤滑軸承流體動力學分析的論文。
50年代以來,氣體軸承的套用逐步擴大,並受到廣泛和深入的研究。

套用

氣體軸承可用於紡織機械、電纜機械、儀表工具機、陀螺儀、高速離心分離機、牙鑽、低溫運轉的制冷機、氫膨脹機和高溫運轉的氣體循環器等。

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