Сваки механички лежај, без обзира на то колико је добро направљен, има додир негде - куглица са шинама, вратило са чахуром, ваљци са шином. Тај контакт је место где прецизни системи кретања губе своју тачност, на начине које је тешко елиминисати само бољом производњом. Ваздушни лежајеви имају потпуно другачији приступ: уклоните контакт и уклоните већину извора грешака који долазе са њим. Питање које вреди поставити није да ли је то тачно у принципу - то је очигледно -, већ где је то заправо довољно важно да оправда додатну сложеност и цену.
Са чиме се конвенционални лежајеви заправо боре
Лежајеви са котрљајућим елементима - куглични или ваљкасти тип - постижу ниско трење кроз очвршћене, прецизно брушене контактне површине, али „мало трење“ није „без трења“, а трење које остаје није савршено доследно. Статичко трење у мировању је веће од динамичког трења када се лежај помери, разлика позната као -клизање, и показује се као мали, али стварни дисконтинуитет позиционирања сваки пут када фаза крене из мировања. За општу машинску обраду, тај дисконтинуитет је невидљив. За позиционирање испод{7}}микрона, то је мерљиви извор грешке поновљивости.
Такође се хабају{0}}а лежајеви котрљајућих елемената. Свака ротација укључује микроскопски контактни напон на интерфејсу трке лоптице-, и током милиона циклуса, тај напон производи мерљиво хабање - мењајући предоптерећење, уводећи зрачност и постепено деградирајући поновљивост коју је лежај имао када је био нов. Подмазивање помаже, али не елиминише механизам; то је својствено томе како лежај ради.
Шта се ваздушни лежајеви мењају структурно
Ваздушни лежај одваја покретни елемент од његове референтне површине танким слојем ваздуха под сталним притиском, обично дебљине неколико микрона. Нема контакта при котрљању, нема клизања{1}}прелаза између статичког и динамичког трења и - критично - нема механизма хабања од самог дејства лежаја, пошто нема физичког контакта који ствара напрезање на контактној тачки. Покретни елемент у суштини лебди, ограничен ваздушним притиском, а не механичким контактом.
Ово производи две директне предности за прецизно кретање. Прво, трење постаје ефективно занемарљиво и доследно у целом опсегу кретања, уклањајући -дисконтинуитет клизања штапа који ограничава поновљивост-елемената котрљања при веома финим корацима позиционирања. Друго, пошто нема хабања контакта, прецизне карактеристике ваздушног лежаја остају далеко конзистентније током његовог радног века од ваљкастог{4}}лежаја са елементима - чине значајну предност за опрему за коју се очекује да ће одржати калибрацију током година континуиране употребе.
Где референтна површина постаје ограничавајући фактор
Ево дела који мења разговор са „ваздушних лежајева наспрам конвенционалних лежајева“ у нешто конкретније: сопствена прецизност ваздушног лежаја је добра само онолико колико је референтна површина по којој се вози. Конзистенција ваздушног филма зависи од равности и порозности те површине - свака варијација на површини се директно претвара у варијацију крутости и, на крају, грешку у позиционирању. Због тога се гранит тако доследно појављује као референтни материјал засистеми ваздушних лежајеваконкретно, уместо да буде случајно у односу на технологију.
Фине, чврсто збијене машине са кристалном структуром од гранита до равне, ниске-референтне површине са ниском порозношћу која је димензионално стабилна током радне смене, нема-магнетна и економична на већим површинама које захтевају многи ваздушни{2}}столови са КСИ носачима и платформе са линеарним моторима. Технологија лежаја и референтни материјал нису одвојене одлуке у пракси - добро-добро дизајниран ваздушни лежај на лоше специфицираној референтној површини има лошији учинак од осредњег лежишта на одличној.
Где је трговина{0}}у ствари слетела
Ништа од овога не чини ваздушне лежајеве правим избором за сваку примену, и вреди бити директни у вези са тим. Ваздушни лежајеви захтевају континуирано, чисто, регулисано снабдевање ваздухом - зависност коју конвенционални лежајеви једноставно немају, и која додаје стварну инфраструктуру и трошкове рада. Капацитет носивости по јединици површине је генерално нижи од еквивалентног лежаја са ваљкастим-елементом, што значи да системима ваздушних лежајева често треба већа површина лежишта да би издржали исто оптерећење. За кретање опште намене где суб-микронска поновљивост није услов за вожњу, добро-спецификован систем котрљајућих-елемената остаје економичнији и механички једноставнији.
Ваздушни лежајеви добијају своју премију посебно у апликацијама у којима су клизање -клизања и дуготрајно хабање-померање у вези са дуготрајним хабањем-оношавањем стварни ограничавајући фактори - високо-степени метрологије, руковање полупроводничким плочицама, системи оптичког поравнања и друге апликације да ли одређују поновљивост целог система{5} на подронском нивоу{5} испуњава спец.
Шта проверити пре него што одредите систем ваздушних лежајева
За купце инжењера који процењују системе ваздушних лежајева, референтна површина заслужује исто толико пажње као и сам хардвер лежаја. Вреди директно питати: који подаци о равности и порозности подржавају референтну површину гранита или керамике која се цитира, како се та равност верификује у целој радној површини, а не на купону узорка, и да ли добављач има интегрисано искуство у усклађивању дизајна лежишта са том специфичном референтном површином, а не да их третира као компоненте независног извора. Обрађујемо референтне површине од гранита за апликације ваздушних лежајева као део наше прецизне гранитне линије, и практична лекција из тог рада је доследна - да лежај привлачи пажњу у разговору о спецификацијама, али површина на којој се креће је исто тако често стварни ограничавајући фактор у перформансама система.