Mentalni model ležaja većine ljudi uključuje metalne kuglice ili valjke koji smanjuju trenje između dva pokretna dijela. Taj model se u potpunosti kvari sa zračnim ležajevima, koji se u potpunosti oslobađaju fizičkog kontakta. Zvuči gotovo prejednostavno raditi - da lebdi jednu površinu na tankom filmu zraka pod pritiskom umjesto da se pusti da dodirne bilo što -, ali upravo ta jednostavnost je razlog zašto je tehnologija postala standard u najvišoj-preciznim sistemima kretanja koji su napravljeni danas.
Osnovni mehanizam
Vazdušni ležaj radi tako što tjera komprimirani zrak kroz niz malih otvora ili poroznog materijala za ograničavanje na površini ležaja, stvarajući tanak, kontinuirani film zraka - obično debljine nekoliko mikrona - između ležaja i površine po kojoj se kreće. Taj film podržava opterećenje i sprječava da dvije površine ikada ostvare fizički kontakt. Budući da nema kontakta -na-metal (ili metal-na-kamen), u suštini nema trenja, habanja i ponašanja -klizanja - malog, trzavog oklevanja koje mehanički ležajevi mogu pokazati pri vrlo malim brzinama ili tokom promjena smjera.
Tri stvari čine ovo zaista korisnim, a ne samo elegantnim:
Bez trenja znači da nema stvaranja toplote iz kontakta, što je od ogromnog značaja u sistemima u kojima termička stabilnost određuje tačnost merenja.
Nema habanja znači da nema degradacije tokom vremena. Dobro-dizajniran zračni ležaj može raditi godinama bez promjene preciznosti pozicioniranja zbog mehaničkog habanja, za razliku od kugličnih ili valjkastih ležajeva, koji polako gube preciznost kako se trke i elementi troše.
Zračni filmovi su prirodno u prosjeku malinesavršenosti površine, dajući glatko kretanje nego što većina mehaničkih alternativa može postići.
Zašto se zračni ležajevi i granit pojavljuju zajedno
Vazdušnim ležajevima je potrebna izuzetno ravna, stabilna, kompatibilna površina sa malim-trenjem-površinom za vožnju, i tu granit zarađuje svoje mjesto u sistemu, a ne čelik ili liveno gvožđe. Granit ne korodira, ne razvija mikroskopske neravnine i površinske promjene koje metal može s vremenom, a njegova ravnost se održava jer nije podložan zaostalom naprezanju koje obrađene i zavarene metalne konstrukcije nose od proizvodnje. Granitna platforma uparena sa stepenom zračnog ležaja daje vam kombinaciju u kojoj nijedna komponenta nije slaba karika preciznosti ili dugotrajne-stabilnosti.
Gdje ćete zapravo pronaći ovu kombinaciju
Koordinatne merne mašine (CMM) i sistemi za merenje profila, gde se sonda ili nosač senzora treba pomerati bez unošenja sopstvene buke pozicioniranja.
Faze kontrole poluprovodnika i litografije, gdje se tolerancije pozicioniranja pločice mjere u nanometrima.
Precizni laserski sistemi, uključujući femtosekundne i pikosekundne laserske platforme, gdje stabilnost{0}}puta snopa zavisi od mehaničkog stepena ispod koji ostaje savršeno nepomičan i glatko se kreće kada se kreće.
XY stolovi linearnog motora koji se koriste u svemu, od opreme za bušenje PCB-a do linija za inspekciju baterija.
Zamjena{0}}vrijedna znanja
Vazdušni ležajevi nisu besplatni ručak -, njima je potrebna čista, suha, regulirana opskrba komprimovanim zrakom, a ako je dovod prekinut, površine ležaja mogu direktno kontaktirati, što je općenito nešto što je sistem dizajniran da toleriše nakratko, ali se ne oslanja na to. Oni također imaju tendenciju da koštaju više unaprijed od mehaničkih ležajeva za ekvivalentnu nosivost. Međutim, za primjene gdje zahtjev za preciznošću to zaista zahtijeva, ne postoji mnogo zamjene -, zbog čega su zračni ležajevi postali blizu standardnog izbora u ultra-sistemima za ultra-precizno kretanje u posljednje dvije decenije.