대부분의 사람들이 생각하는 베어링의 정신적 모델에는 움직이는 두 부품 사이의 마찰을 줄이는 금속 볼이나 롤러가 포함됩니다. 해당 모델은 물리적 접촉을 완전히 제거하는 에어 베어링으로 완전히 분해됩니다. 작동하는 것은 너무 간단해 보이지만 - 압력이 가해진 얇은 공기막 위에 한 표면을 떠다니게 하는 것입니다. - 이러한 단순함은 바로 이 기술이 오늘날 구축된 최고 수준의 정밀 모션 시스템에서 표준이 된 이유입니다.-
기본 메커니즘
에어베어링은 베어링 표면에 있는 일련의 작은 오리피스나 다공성 제한 물질을 통해 압축 공기를 강제로 통과시켜 베어링과 베어링 표면 사이에 일반적으로 몇 마이크론 두께의 얇고 연속적인 공기막-을 생성하는 방식으로 작동합니다.- 이 필름은 하중을 지지하고 두 표면이 물리적으로 접촉하는 것을 방지합니다. 금속-대-금속(또는 금속{6}}대-돌) 접촉이 없기 때문에 본질적으로 마찰, 마모 및 스틱-미끄러짐 동작이 없습니다. - 기계식 베어링이 매우 낮은 속도에서 또는 방향 변경 중에 나타날 수 있는 작고 갑작스러운 주저함이 없습니다.
단지 우아하기만 한 것이 아니라 진정으로 유용하게 만드는 세 가지 이유가 있습니다.
마찰이 없다는 것은 접촉으로 인한 열 발생이 없다는 것을 의미하며, 이는 열 안정성이 측정 정확도를 결정하는 시스템에서 매우 중요합니다.
마모가 없다는 것은 시간이 지나도 품질이 저하되지 않는다는 것을 의미합니다. 잘 설계된-에어 베어링은 레이스와 요소가 마모됨에 따라 정밀도가 천천히 떨어지는 볼 또는 롤러 베어링과 달리 기계적 마모로 인해 위치 정확도가 떨어지지 않고 수년 동안 작동할 수 있습니다.
에어 필름은 자연스럽게 평균적으로 작습니다.표면 결함, 대부분의 기계적 대안이 달성할 수 있는 것보다 더 부드러운 모션을 제공합니다.
에어베어링과 화강암이 함께 나타나는 이유
에어 베어링이 주행하려면 매우 평평하고 안정적이며 낮은 -마찰-적합성 표면이 필요하며, 시스템에서 강철이나 주철보다는 화강암이 그 자리를 차지합니다. 화강암은 부식되지 않으며, 시간이 지남에 따라 금속에서 발생할 수 있는 미세한 버 및 표면 변화가 발생하지 않으며, 가공 및 용접된 금속 구조물이 제조 과정에서 전달하는 잔류 응력의 영향을 받지 않기 때문에 평탄도가 유지됩니다. 에어 베어링 스테이지와 결합된 화강암 플랫폼은 두 구성 요소 모두 정밀성이나 장기-안정성에 있어서 약한 고리가 아닌 조합을 제공합니다.
실제로 이 조합을 찾을 수 있는 곳
자체 포지셔닝 소음 없이 프로브 또는 센서 캐리지를 움직여야 하는 좌표 측정 기계(CMM) 및 프로파일 측정 시스템입니다.
웨이퍼 포지셔닝 공차가 나노미터 단위로 측정되는 반도체 검사 및 리소그래피 단계.
펨토초 및 피코초 레이저 플랫폼을 포함한 정밀 레이저 시스템으로, 빔-경로 안정성은 완벽하게 정지 상태를 유지하고 움직일 때 부드럽게 움직이는 아래의 기계 스테이지에 따라 달라집니다.
PCB 드릴링 장비부터 배터리 셀 검사 라인까지 모든 분야에 사용되는 리니어 모터 XY 테이블입니다.
알아둘 만한 가치가 있는-교환
에어 베어링은 공짜가 아닙니다. - 깨끗하고 건조하며 조절된 압축 공기 공급이 필요하며 공급이 중단되면 베어링 표면이 직접 접촉할 수 있습니다. 이는 일반적으로 시스템이 잠시 견딜 수 있지만 의존하지는 않도록 설계되었습니다. 또한 동일한 부하 용량에 대해 기계식 베어링보다 초기 비용이 더 많이 드는 경향이 있습니다. 그러나 정확성 요구 사항이 실제로 요구되는 응용 분야의 경우 대체할 만한 - 것이 많지 않습니다. 이것이 바로 에어 베어링이 지난 20년 동안 초정밀 모션 시스템에서 기본 선택에 가까워진 이유입니다.-