气浮轴承是一种利用高压气体（空气、氮气等）形成气膜来实现非接触支撑的轴承技术，具有零摩擦、无磨损、超高精度等特点，广泛应用于精密制造、半导体设备、航空航天等领域。
1. 气浮轴承的核心原理
气浮轴承通过向轴承间隙（通常5~50μm）注入高压气体，形成一层稳定的气膜，使转子与定子完全分离，实现：
非接触悬浮：消除机械摩擦，理论寿命无限（无磨损）。
纳米级精度：气膜均匀性可达亚微米级，适合超精密运动控制。
零污染：无需润滑，洁净度高，适用于无尘环境（如光刻机）。
2. 气浮轴承的主要类型
（1）按气膜形成方式分类
| 类型 | 原理 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 静压气浮轴承 | 外部气源持续供压，气膜稳定 | 承载力高、刚度大，但需复杂气路 | 机床主轴、精密测量 |
| 动压气浮轴承 | 依靠转子高速旋转自生气压 | 无需外部气源，但启动/停止阶段有接触 | 高速涡轮机、飞轮储能 |
（2）按结构分类
径向气浮轴承：支撑旋转轴的径向载荷（如主轴）。
推力气浮轴承：承受轴向载荷（如垂直轴支撑）。
复合气浮轴承：径向+轴向一体化设计（如光刻机工作台）。
3. 核心性能参数
| 参数 | 说明 | 典型值 |
|---|---|---|
| 气膜厚度 | 转子与定子间距 | 5~50 μm |
| 刚度 | 抵抗变形的能力 | 50~500 N/μm |
| 承载力 | 单轴承最大负载 | 几十至上千牛（N） |
| 供气压力 | 气源压力需求 | 0.3~0.8 MPa |
| 运动精度 | 旋转/直线运动误差 | ≤0.1 μm（高端应用） |
4. 气浮轴承的优缺点
✅ 优点
零摩擦 & 无磨损：理论寿命无限长，维护成本极低。
超高精度：无机械振动，运动重复性达纳米级（如光刻机）。
高速度：转速可达10万RPM以上（如牙钻、离心机）。
洁净无污染：无需润滑油，适合半导体、医疗设备。
❌ 局限性
成本高：需精密加工（气孔/气槽μm级公差）和稳定气源。
低承载：相比液压或滚珠轴承，单位面积承载力较低。
依赖气源：断气或气压不稳会导致气膜崩溃，需备用系统。
冀公网安备13010402003046号