Лежајеви су суштинска компонента у модерним машинама, а већина људи је упозната са котрљајућим лежајевима, који су вероватно најчешће коришћени тип. Ови лежајеви играју кључну улогу у разним машинама и механичким уређајима. Али шта је тачно анваздушни лежај?
Аир Беаринг(гасни лежај): Ваздушни лежај је врста клизног лежаја који користи гас као мазиво. Најчешћи гас који се користи као мазиво је ваздух, али у зависности од специфичних потреба могу се користити и други гасови као што су азот, аргон, водоник, хелијум или угљен-диоксид. У гасним компресорима, експандерима и циркулаторима, сам радни медиј често служи као мазиво.
Ваздушни лежај функционише тако што користи ваздушни филм под притиском који се формира између клизних површина лежаја да подржи оптерећење. Током рада, клизне површине су у потпуности одвојене овим ваздушним филмом. Ваздушни лежајеви су врста течног клизног лежаја, где ваздух делује као мазиво, па се операција стога сматра течним подмазивањем.
На основу механизма за формирање ваздушног филма под притиском, ваздушни лежајеви се углавном деле на два типа:хидродинамички ваздушни лежајевиистатички ваздушни лежајеви.
Хидродинамички ваздушни лежајеви: У овим лежајевима, ваздушни филм под притиском настаје релативним кретањем клизних површина. Ово кретање доводи ваздух у конвергентни регион између клизних површина, стварајући клинасти ваздушни филм. Хидродинамички ваздушни лежајеви не захтевају спољни довод ваздуха, па су тако познати и као „лежајеви са самодејним деловањем“.
Статички ваздушни лежајеви: У статичким ваздушним лежајевима, ваздушни филм под притиском се формира од спољашњег компримованог ваздуха, који се усмерава у простор између клизних површина кроз пригушни вентил. Статички ваздушни лежајеви захтевају спољашњи довод чистог ваздуха.
Карактеристике ваздушних лежајева
Екстремно ниско трење
Ваздушни лежајеви имају знатно мање трење у поређењу са традиционалним лежајевима подмазаним течним подмазивањем. То је зато што гасови имају много нижи вискозитет од течности. На собној температури, вискозитет ваздуха је само петохиљадити део механичког уља бр. 10. Пошто је трење лежајева директно пропорционално вискозности, трење ваздушних лежајева је много ниже него код лежајева подмазаних течношћу.
Широки опсег радних брзина
Ваздушни лежајеви нуде широк распон радних брзина због њиховог малог трења и ниског пораста температуре. Када се ради на брзинама већим од 50,000 о/мин, пораст температуре обично не прелази 20–30 степени. У неким случајевима, ваздушни лежајеви могу да раде при брзинама већим од 1,3 милиона обртаја у минути. Штавише, статички ваздушни лежајеви могу да функционишу чак и при екстремно малим брзинама, укључујући нулту брзину, што их чини погодним за веома специјализоване примене.
Широки температурни опсег
Гасови одржавају своје гасовито стање у широком температурном опсегу. Температура само незнатно утиче на вискозитет гасова; на пример, вискозност ваздуха се повећава за само 23% када температура порасте са 20 степени на 100 степени. Због тога су ваздушни лежајеви способни да раде у изузетно широком температурном опсегу, од -265 степени до 1650 степени, што их чини веома разноврсним за различите екстремне температурне средине.
Лов Лоад Цапацити
Носивост хидродинамичких ваздушних лежајева је директно пропорционална вискозности гаса. Међутим, у поређењу са течним хидродинамичким лежајевима исте величине, носивост ваздушних лежајева је много мања, обично само делић. Додатно, због компресибилности гасова, ваздушни хидродинамички лежајеви имају ограничену носивост. Обично оптерећење на јединици пројектоване површине може да достигне само до 0.36 МПа.
Захтеви за производњу високе прецизности
Да би се побољшала носивост и крутост ваздушног филма у ваздушним лежајевима, обично се користе мањи зазори лежаја у поређењу са лежајевима који се подмазују течношћу (често мањи од 0.015 мм). Ово захтева већу прецизност у производњи компоненти како би се обезбедило правилно функционисање и перформансе.
Примене ваздушних лежајева
Ваздушни лежајеви су нови тип лежаја који користи еластичну потенцијалну енергију ваздуха за пружање подршке. Једино коришћено мазиво је ваздух, што чини технологију ваздушних лежајева идеалном за апликације које захтевају радне комаде без контаминације или чисто радно окружење.
Ваздушни лежајеви замењују котрљајуће елементе ваздушним јастуцима. Једна од најпознатијих примена ваздушних лежајева је у ховеркрафтима.
У летјелици, велики вентилатори дувају ваздух испод летелице. Овај ваздух је садржан у еластичној гуменој „сукњи“ која га спречава да побегне. Ваздух под високим притиском који се производи испод ховеркрафта подржава тежину возила, омогућавајући му да лебди на ваздушном јастуку.
Од 1950-их, примена ваздушних лежајева се увелико проширила, и они се сада широко проучавају и користе у различитим индустријама. Ваздушни лежајеви се користе у неколико области као што су текстилне машине, машине за каблове, прецизне алатне машине, жироскопи, брзе центрифуге, зубне бушилице, расхладне машине које раде на ниским температурама, експандери водоника и циркулатори гаса који раде на високим температурама.
Ови лежајеви су посебно корисни у чистим срединама, јер не захтевају уље или друга традиционална мазива, смањујући ризик од контаминације. То их чини савршеним за примену у осетљивим индустријама као што су производња полупроводника, ваздухопловство и високо прецизно инжењерство.
На пример, ваздушни лежајеви се користе уалатне машине велике брзине, где омогућавају кретање без трења, што доводи до минималног хабања. Ово побољшава тачност и дуговечност машина. Ужироскопи, ваздушни лежајеви помажу да се обезбеди стабилна ротација са минималним трењем, обезбеђујући веома прецизне податке о оријентацији. Усистеми прецизног мерења, ваздушни лежајеви подржавају осетљиве инструменте, обезбеђујући да раде са високом прецизношћу без утицаја механичког контакта.
Утекстилна индустрија, ваздушни лежајеви се користе у машинама за предење велике брзине, омогућавајући несметан рад без ризика од контаминације уљем. Слично томе, упроизводња каблова, ваздушни лежајеви помажу у одржавању глатког и ефикасног кретања жица и каблова кроз машине.
Уваздухопловство, ваздушни лежајеви се користе у турбинским моторима, где подржавају покретне делове без изазивања додатног хабања и трења. Ови лежајеви могу да издрже екстремне температуре и притиске који се јављају код млазних мотора и обезбеђују дуготрајне и поуздане перформансе.
Област медицине такође има користи од технологије ваздушних лежајева. На пример, устоматолошка опрема, ваздушни лежајеви се користе у бушилицама велике брзине како би се обезбедио несметан рад уз минимално трење, побољшавајући и прецизност опреме и удобност пацијента.
Штавише, ваздушни лежајеви су неопходни унискотемпературни расхладни системи, где помажу у одржавању прецизног кретања компоненти док раде на веома ниским температурама. Уводонични експандери, ваздушни лежајеви се користе за подршку кретању машина на високо ефикасан, чист начин.
Коначно, увисокотемпературни циркулатори гаса, ваздушни лежајеви играју кључну улогу у обезбеђивању глатког и стабилног кретања компоненти у окружењима са температурама које би уништиле традиционална мазива.
Закључак
У закључку, ваздушни лежајеви су револуционарна технологија која је проширила обим примене лежајева у индустријама у распону од машина велике брзине до ваздухопловства и медицинске опреме. Њихова способност да раде без традиционалних мазива, у комбинацији са ниским трењем, широким температурним опсегом и прецизним перформансама, чини их идеалним за многе специјализоване примене.
Иако имају нека ограничења, као што је мањи капацитет оптерећења у поређењу са лежајевима подмазаним течним подмазивањем, њихове предности у чистим, брзим и високо прецизним окружењима чине их незаменљивим у многим модерним технолошким областима. Како се истраживања настављају, вероватно је да ће ваздушни лежајеви наћи још више примена, додатно демонстрирајући њихову свестраност и важност у развоју напредних машина и опреме.
Ако сте заинтересовани за ваздушне лежајеве и сродне производе, слободно контактирајте lydia@welongchina.com.
