组合滚动轴承提高主轴转速

为适应机床工业的迅速发展，以及光电工业对微型机械加工的需求，目前超高速空气静力轴承的速度已超过3x10e6DN，相当于超过150m/s的轴面速度。但是，由于支承间隙在5-20um之间，所以气膜必须能够承受这种速度下的特高剪切速率。这种粘滞力的产生将会对轴承的热性能和动态特性产生致命的影响。新设计的带有沟槽的组合滚动航空轴承成功地解决了这一系列问题。

这一新的设计改进了高速运行，可以在降低运行温度的情况下增加速度极限并变硬。

新设计有效地克服了主要的限制因素，使得气动静压轴承实现了更快的速度。将空气动力学原理与静力学原理相结合，Loadpoint这一一带沟的组合滚动轴承——带螺旋槽的辊颈轴承和带螺旋槽推力轴承，在轴承转动时可将空气挤向中心。这种槽状作用，在高速下，能在很大程度上改变轴承内部气压分布，提高承载能力和坚硬度。同时，螺纹槽还能改变轴承内部气膜的速度和梯度，减少轴承粘滞磨损。与常规轴承相比，在相同最小间隙条件下，航空轴承的粘滞磨损与面积成正比，空隙磨损与面积成反比。这一优势随着速度的提高而显现。有沟槽的复合滚动轴承与传统航空轴承的性能差异可以说明这一点。

随轴向和速度的增加，轴承间隙从28毫米降至16毫米。低转速时的结果与传统轴承相似。但是，当速度达到120,000rev/min时，沟状轴承有一个明显的优势，而且还可能达到更高的速度。关键是，带沟槽的组合推力轴承与传统的推力轴承一样，具有静态硬度。但由于槽的作用，其能耗较小。

此外，由于气动作用，硬度随速度的增加而增大。但传统的推力轴承不具备这种功能。首先证实了带沟槽式组合滚动轴承优点的是采用了内孔磨心轴转体。事实证明，与传统航空轴承相比，带沟槽的组合滚动轴承旋转速度提高25%，同时电流消耗也降低10%。

此外，高速微型设备的主轴也被设计成把机床的直径缩小到50um。当然，速度、运转的准确性和热量的缓慢下降是不能分开的。