A legtöbb ember mentális modellje a csapágyakról fémgolyókat vagy görgőket foglal magában, amelyek csökkentik a két mozgó alkatrész közötti súrlódást. Ez a modell teljesen tönkremegy a légcsapágyakkal, amelyek teljesen megszabadulnak a fizikai érintkezéstől. Szinte túl egyszerűnek hangzik a munka - egy felületet lebegtetni egy vékony sűrített levegőrétegen ahelyett, hogy bármihez hozzáérne -, de pontosan ez az egyszerűség az oka annak, hogy a technológia a ma épült legnagyobb-precíziós mozgásrendszerek standardjává vált.
Az alapmechanizmus
A levegős csapágy úgy működik, hogy a sűrített levegőt egy sor kis nyíláson vagy egy porózus szűkítőanyagon keresztül kényszeríti át a csapágyfelületen, és vékony, folytonos légréteget hoz létre - jellemzően néhány mikron vastagságú - a csapágy és a felület között, amelyen meghalad. Ez a fólia támogatja a terhelést, és megakadályozza, hogy a két felület soha ne érintkezzen egymással. Mivel nincs fém--fém (vagy fém--kő) érintkezés, lényegében nincs súrlódás, kopás és tapadási-csúszási viselkedés, - az a kis, rángatózós tétovázás, amelyet a mechanikus csapágyak nagyon alacsony sebességnél vagy irányváltáskor mutathatnak.
Három dolog teszi ezt igazán hasznossá, nem csak elegánssá:
A súrlódás hiánya azt jelenti, hogy az érintkezésből nem keletkezik hő, ami rendkívül fontos olyan rendszerekben, ahol a hőstabilitás határozza meg a mérési pontosságot.
A kopás hiánya azt jelenti, hogy nem romlik az idő múlásával. Egy jól-megtervezett légcsapágy évekig képes működni anélkül, hogy a pozicionálási pontosság a mechanikai kopás miatt megváltozna, ellentétben a golyós- vagy görgőscsapágyakkal, amelyek lassan veszítenek pontosságukból, ahogyan a futószalagok és az elemek kopnak.
A légfilmek természetesen átlagosan kicsikfelületi hibák, simább mozgást biztosít, mint amit a legtöbb mechanikus alternatívával elérhet.
Miért jelennek meg együtt a légcsapágyak és a gránit?
A légcsapágyaknak rendkívül lapos, stabil, alacsony -súrlódású-kompatibilis felületre van szükségük, és ezen a helyen a gránit kiérdemli a helyét a rendszerben az acél vagy az öntöttvas helyett. A gránit nem korrodálódik, nem fejleszti azokat a mikroszkopikus sorjait és felületi változásokat, amelyeket a fém az idő múlásával tud, és síksága is megmarad, mert nincs kitéve a megmunkált és hegesztett fémszerkezetek gyártásból származó maradékfeszültségeinek. A légcsapágyas lépcsővel párosított gránitplatform olyan kombinációt kínál, amelyben egyik alkatrész sem a gyenge láncszem a precíziós-hosszú távú stabilitásban.
Hol találja meg ezt a kombinációt
Koordináta mérőgépek (CMM) és profilmérő rendszerek, ahol a szondának vagy az érzékelő kocsinak saját pozicionálási zaj nélkül kell mozognia.
Félvezető vizsgálati és litográfiai szakaszok, ahol a lapka pozicionálási tűréseket nanométerben mérik.
Precíziós lézerrendszerek, beleértve a femtoszekundumos és pikoszekundumos lézerplatformokat is, ahol a sugárút stabilitása attól függ, hogy az alatta lévő mechanikai szakasz tökéletesen mozdulatlan marad-e, és simán mozog-e, ha mozog.
Lineáris motoros XY asztalok, amelyeket a NYÁK-fúró berendezésektől az akkumulátorcella-ellenőrző sorokig mindenben használnak.
A csere{0}}, amit érdemes tudni
A légcsapágyak nem ingyenes ebéd - tiszta, száraz, szabályozott sűrített levegő ellátásra van szükségük, és ha ez megszakad, a csapágyfelületek közvetlenül érintkezhetnek, amit általában úgy terveztek, hogy a rendszert rövid ideig elviselje, de nem hagyatkozhat rá. Ezek általában többe kerülnek előre, mint a mechanikus csapágyak az egyenértékű teherbírásért. Azokban az alkalmazásokban, ahol a pontossági követelmények valóban megkövetelik, azonban nincs sok helyettesítő -, éppen ezért az elmúlt két évtizedben a légcsapágyak az ultra-precíziós mozgásrendszerek alapértelmezett választási körébe kerültek.