探索空气轴承：了解其原理、特点与应用 - 轴承展览会

空气轴承，一种以气体为润滑剂的滑动轴承，其润滑介质通常为空气，但也可以根据需求选用氮、氩、氢、氦或二氧化碳等气体。在气体压缩机、膨胀机和循环器等设备中，工作介质常被用作润滑剂。

空气轴承通过轴承滑动副表面之间形成的压力空气膜来支承负荷，工作时滑动副表面完全由气膜分开，属于滑动轴承中的流体滑动轴承范畴，其润滑方式为流体润滑。

根据压力空气膜的形成机理，空气轴承可分为两大类：空气动压轴承和空气静压轴承。空气动压轴承的压力空气膜是通过滑动副的相对运动将空气带入滑动副表面间的收敛区域来形成的，其气膜大致呈楔形，且无需外部气源，因此也被称为“自作用轴承”。而空气静压轴承则需要通过外部压缩空气经节流器导入滑动副表面之间来形成压力空气膜，因此需要洁净的外部气源。

空气动压轴承，其压力空气膜的形成独具特色。在滑动副的相对运动过程中，空气被带入滑动副表面间的收敛区域，从而建立起楔形的气膜。这一过程无需借助外部气源，因此得名“自作用轴承”。其工作原理简单而高效，为许多应用提供了便捷的解决方案。

空气轴承，以其独特的特点在众多应用中脱颖而出。首先，其摩擦阻力极低，这得益于气体在室温下的低粘度，仅为10号机械油的五千分之一。因此，气体轴承的摩擦阻力远低于液体润滑轴承。其次，气体轴承适用于广泛的转速范围，从极低速到高达130万转/分的高速，且温升控制在20℃～30℃以内。此外，气体能在极大的温度范围内保持气态，使其适用温度范围从-265℃到1650℃。然而，值得注意的是，气体动压轴承的承载能力相对较低，仅为相同尺寸液体动压轴承的千分之几。这主要是由于气体的可压缩性所致，单位投影面积上的载荷通常限制在36兆帕以内。另外，为提高气体轴承的性能，需要较高的加工精度，通常轴承间隙控制在015毫米以下。

空气轴承的应用

广泛，特别适用于无污染工件或对工作环境有严格要求的应用场合。由于其利用空气弹性势能来起支承作用，唯一使用的润滑剂是空气，因此非常适合这些需求。气垫船是空气轴承的典型应用之一，通过巨大的风扇在船下方吹动空气，并通过弹性橡胶“裙边”阻止空气逸出。这样，气垫船下方产生的高气压就能支撑船体，使其漂浮在气垫上。

自20世纪50年代起，气体轴承的应用日益广泛，同时吸引了众多研究者的深入探索。如今，气体轴承已广泛应用于纺织机械、电缆机械、仪表机床、陀螺仪、高速离心分离机、牙钻等多个领域。此外，它在低温运转的制冷机、氢膨胀机以及高温运转的气体循环器等特殊场合也发挥着重要作用。