说到轴承,大多数人通常想到的是滚珠轴承。
滚珠轴承,是由滚珠和座圈之间的机械接触来传递机械动力 ,但是不能承担高速和大荷载,这会导致快速磨损和发热,从而导致轴承精度下降甚至过早报废,同时还涉及轮滑油的挥发以及高转速时的散热问题。
有一类特殊的轴承,是以空气动力,实现轴承之间的支撑。同样,这类轴承也会有一些非常神奇的特性。
1、技术壁垒高:气体轴承行业尚未标准化,正向开发和定制化要求较高,拥有较高的技术壁垒,尤其在可靠性、场景长尾问题的解决方案方面;
2、一体化设计及集成能力要求高:由于气体轴承非标特性强,需要高度针对应用场景做定制和控制方案,一般的下游客户很难集成和提供控制方案,气体轴承企业有望提供整机设备而非单独供应零部件;
3、在高速旋转机械具有较大的应用价值:气体轴承的摩擦极低,而且可以极大突破传统轴承的转速瓶颈,在高速旋转机械中,有明显的优势:
①轴承转速提升可以大幅提高功率密度,设备体积大幅减小;
②主轴可以直连高速电机,省去减速器环节,结合空气轴承寿命长,成本降低;
③取消减速器,结合空气轴承,噪音大幅降低,减少摩擦导致能效大幅提高。
低负载的高速旋转机械,有望用空气轴承重新做一遍。
4、静压气体轴承在超高精密领域有较大的应用价值:静压气体轴承的精度比滚动轴承高2个数量级(达到亚微米范围),适用于半导体等设备的运动控制环节,而且可以避免滚珠轴承/丝杠定期需要更换或校准的缺点,振动、噪声值也低。此外,气悬浮的间隙低于磁悬浮,精密度也高于磁悬浮方案。
5、气体轴承在特种领域有不可替代的作用:例如,目前核电站有小型化的趋势,包括可移动式核反应堆列入发展计划,其中的主氦风机,气体轴承是唯一的解决方案。气体轴承不需要轮滑油,不存在挥发污染空气的情形,也能规避磁悬浮无法承受高温的问题。
气体轴承,随着国内精密制造、流体仿真能力的提升,已经部分规模化应用场景的成熟,目前到了商业化爆发的前夕,国内目前做气悬浮方案,尤其是正向开发的企业较少,具有很好的水下项目可能性。
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