C.气体润滑轴承

    气体轴承用气体作润滑剂,由气膜将轴与轴瓦分开。使轴在轴承中无接触地旋转或呈悬浮状态。润滑气体常用空气,也用氢、氦、一氧化碳及水蒸气等。

特点:

    气体黏度低,黏度随温度变化小,化学稳定性好。因此,气体轴承具有摩擦小、精度高、速度高、温升低、寿命长、耐高低温及原子辐射,对主机和环境无污染等优点。但这种轴承承载能力小、刚度低、稳定性差、对工作条件要求严格,气体静压轴承还要有稳压过滤气源,采用一般材料易卡滞或锈蚀,采用特殊材料价格贵,因而应用受限制。

分类及应用:

(1)气体动压轴承

    气体动压轴承与液体动压轴承的支承原理相同,只是气体可以压缩,为可压缩流体润滑轴承。

a.气体动压径向轴承

    气体动压径向轴承如圆筒轴承由于轴的自重或载荷使轴颈中心偏离轴承中心,当轴与轴承表面作相对运动时,其间隙内的气体便形成流体动力楔,产生承载能力。

    螺旋槽径向轴承,当轴和轴承表面按规定方向作相对运动时,由于偏心及螺旋槽,使间隙内气体既有流体动力楔形效应,又有阶梯效应和泵唧效应,它们共同形成承载能力。 

    圆筒轴承的承载能力低、稳定性差,采用较少。常用的是螺旋槽或人字槽轴承,其承载能力高,稳定性好。可倾瓦轴承稳定性最好,适用于很高速的场合。

b.气体动压推力轴承

    螺旋槽推力轴承最为常用,有泵入型、泵出型和人字型三种,其中以泵入型性能较好,其承载能力比泵出型约高20%~50%。止推环和轴肩连接处与环境压力沟通称为开式螺旋槽止推轴承,反之称为闭式螺旋槽止推轴承。由于螺旋槽有方向性,所以这种轴承只能按预定的方向转动。

c.气体动压组合型轴承

机械滑动轴承之气体动压静压流体润滑轴承——一文精通常用气体动压静压滑动轴承知识!

    这类轴承径向和轴向的承载能力相互关联。泵入式推力轴承的泵唧作用提高了径向轴承的初端压力,因而提高了轴承的承载能力。组合型轴承等同时承受两个方向的载荷,结构紧凑,易于实现等刚性。

    组合型轴承包括:封闭H型轴承和球型轴承

(2)气体静压轴承

    气体静压轴承的作用原理与液体动压轴承相同。常用的节流器有小孔、狭缝和多孔质轴衬(毛细孔节流),高承载时也使用可变节流器。各种节流器的气体静压轴承的性能比较见表。供气压力、节流器参数和轴承间隙三者,若匹配得当,可得到承载高、刚度大、流量小和工作稳定的轴承。 对于低速精密轴承,还要考虑涡流力矩问题。

a.气体静压径向轴承

    典型的静压径向轴承通常在轴线方向设一列或两列进气孔(缝),每一列沿圆周方向均匀布置若干小孔(狭缝),以Z代表每列孔数(缝数)。

b.气体静压推力轴承

    气体静压推力轴承有圆形、环形和矩形等,供气方式有单孔、多孔、狭缝等,单孔供气的圆形推力轴承,承载能力高,流量小,结构简单,但角刚度低。多孔和狭缝供气的环形推力轴承,角刚度高,常和径向轴承联合使用,应用广泛。

c.气体静压球面轴承

    球面轴承常用的结构型式有中心小孔节流型、周向多孔(单列或双列)环面节流型和周向狭缝(单列或双列)节流型三种

(1)中心小孔节流型 

    这种轴承结构简单,制造容易,轴向承载能力高,涡流力矩小,但其水平承载能力低,易发生锤振动。一般主要用作轴向承载

(2)多孔环面节流型 

    周向多孔环面节流轴承与中心小孔节流轴承相比,其水平承载能力高,但涡流力矩大,制造困难。

(3)狭缝节流型 

    缝式节流球面轴承的涡流力矩小,水平承载能力介于上述两种结构之间。