机床轴承：什么是无摩擦磨损的空气轴承

有没有一种轴承，只要不超过它的设计负载，轴承就不会产生摩擦和磨损？答案是有的，就是空气轴承。

今天我们就来聊聊空气轴承是什么，以及为什么要使用空气轴承。

什么是空气轴承？

大多数人在说到轴承时，通常会想到滚珠轴承。在此类轴承中，固定表面和移动表面被一系列润滑滚珠隔离。这些滚珠沿着特殊轨道或滚道运动。也许最常见的应用，是一个轴在固定的轮毂内旋转，例如汽车或自行车前轮上的驱动轴。

在空气轴承中，滚珠由气垫代替。空气轴承最为人熟知的应用之一或许是气垫船。

巨大的风扇在气垫船下方吹动空气，通过弹性橡胶 “裙边” 阻止空气的逸出。气垫船下方所产生的高气压能够支撑船体重量，因而使其漂浮在气垫上。巨大的气垫不仅起到支撑船体重量的作用，而且还作为一个软弹簧使船体平稳地漂浮在粗糙的陆地表面或水面上。

可将同样的原理运用在转轴轴承。将高压空气注入转轴和固定轴承之间的空隙中。该空隙非常小（约为 0.01 毫米），从而使得空隙中的空气压力保持不变。而且，这一狭小的空隙也显著降低了气垫的“弹性”，从而使轴非常精确地固定，即仅可产生低动态偏心。由于摩擦力很低，轴便可以自由地旋转，而且空气压力可确保转轴不与固定轴承表面相接触。

空气轴承最常用的气体介质是空气，根据不同需要也可以是氮气、氢气、氦气、二氧化碳等等。如今在一些先进的机械设备中，需要更高精度、更长使用寿命和更大承载能力的轴承，空气轴承就能满足这样的要求。

为什么使用空气轴承？

优点

非接触轴承，低摩擦

宽范围的转速操作能力：从0rpm至350000rpm以上

这些主轴具特有的高刚性和高负载能力，可液体冷却，仅产生低动态偏心。

高旋转精度，低主轴移动误差

由于非接触表面而具有较长的使用寿命

低产热

缺点

制造过程中要求高几何精度

需要洁净且干燥的加压空气供应

空气轴承的最大缺点，大概就是对精度要求高、生产技术难度大了吧，这也是为什么这种在设计负载内，能做到无摩擦、无磨损的轴承没有普及了。