Modelul mental al unui rulment al majorității oamenilor implică bile sau role metalice care reduc frecarea dintre două părți în mișcare. Acest model se defectează în întregime cu rulmenți de aer, care scapă complet de contactul fizic. Sună aproape prea simplu să lucrezi - plutind o suprafață pe o peliculă subțire de aer sub presiune în loc să o lași să atingă orice -, dar tocmai această simplitate este motivul pentru care tehnologia a devenit standard în sistemele de mișcare de cea mai înaltă-precizie construite astăzi.
Mecanismul de bază
Un rulment de aer funcționează prin forțarea aerului comprimat printr-o serie de orificii mici sau un material restrictor poros de pe suprafața rulmentului, creând o peliculă subțire și continuă de aer -, de obicei, grosime de câțiva microni - între rulment și suprafața pe care se deplasează. Filmul susține sarcina și împiedică cele două suprafețe să intre vreodată în contact fizic. Deoarece nu există contact metal-cu-metal (sau metal-cu-piatră), în esență nu există frecare, uzură și comportament de lipire-alunecare - mica ezitare sacadată pe care rulmenții mecanici o pot prezenta la viteze foarte mici sau în timpul schimbărilor de direcție.
Trei lucruri fac acest lucru cu adevărat util și nu doar elegant:
Fără frecare înseamnă că nu se generează căldură prin contact, ceea ce contează enorm în sistemele în care stabilitatea termică determină precizia măsurării.
Fără uzură înseamnă că nu se degradează în timp. Un rulment cu aer bine proiectat-poate funcționa ani de zile fără ca precizia de poziționare să derive de uzura mecanică, spre deosebire de rulmenții cu bile sau cu role, care își pierd încet precizia pe măsură ce cursele și elementele se uzează.
Filmele de aer sunt în mod natural miciimperfecțiuni ale suprafeței, oferind o mișcare mai lină decât o pot realiza majoritatea alternativelor mecanice.
De ce rulmenții de aer și granitul apar împreună
Rulmenții pneumatici au nevoie de o suprafață extrem de plană, stabilă, compatibilă cu-frecare-scăzută, și aici este locul în care granitul își câștigă locul în sistem, mai degrabă decât oțelul sau fonta. Granitul nu se corodează, nu dezvoltă bavurile microscopice și modificările de suprafață pe care metalul le poate face în timp, iar planeitatea lui se menține deoarece nu este supus tensiunilor reziduale pe care le suportă structurile metalice prelucrate și sudate din fabricație. O platformă de granit asociată cu o treaptă de rulment de aer vă oferă o combinație în care niciuna dintre componente nu este veriga slabă a preciziei sau stabilității-pe termen lung.
Unde veți găsi de fapt această combinație
Mașini de măsurat coordonate (CMM) și sisteme de măsurare a profilului, unde sonda sau căruciorul senzorului trebuie să se miște fără a introduce niciun zgomot de poziționare propriu.
Etapele de inspecție și litografie a semiconductorilor, în care toleranțele de poziționare a plachetelor sunt măsurate în nanometri.
Sisteme laser de precizie, inclusiv platforme laser de femtosecundă și picosecundă, în care stabilitatea-traierii fasciculului depinde de treapta mecanică de dedesubt care rămâne perfect nemișcată și se mișcă fără probleme atunci când se mișcă.
Tabelele XY cu motor liniar utilizate în orice, de la echipamente de foraj PCB până la liniile de inspecție a celulelor bateriei.
Comerțul{0}}Off merită cunoscut
Rulmenții cu aer nu sunt gratuit pentru prânz - au nevoie de o sursă de aer comprimat curat, uscat și reglat și, dacă acea alimentare este întreruptă, suprafețele rulmentului pot intra în contact direct, ceea ce este, în general, un lucru pe care sistemul este proiectat să tolereze pentru scurt timp, dar pe care să nu se bazeze. De asemenea, tind să coste mai mult în avans decât rulmenții mecanici pentru o capacitate de încărcare echivalentă. Cu toate acestea, pentru aplicațiile în care cerințele de precizie o cer cu adevărat, nu există prea mult un înlocuitor -, motiv pentru care rulmenții cu aer au devenit aproape o alegere implicită în sistemele de mișcare de ultra-precizie în ultimele două decenii.