氣體靜壓軸承是滑動軸承形式當(dāng)中的一種，其結(jié)構(gòu)和工作原理與液體滑動軸承類似，不同的是采用氣體(多為空氣)作為潤滑介質(zhì)。當(dāng)外部壓縮氣體通過節(jié)流器進(jìn)入軸承間隙，就會在間隙中形成一層具有一定承載和剛度的潤滑氣膜，依靠該氣膜的潤滑支承作用將軸浮起在軸承中。對于氣體靜壓軸承，采用外壓供氣是其基本工作方式，節(jié)流器是其結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，而主軸工作時因自重和載荷出現(xiàn)的偏心則建立起軸承相應(yīng)的承載和剛度加工中心機(jī)制。以徑向供氣的靜壓氣浮軸承為例，徑向孔式靜壓氣體軸的氣流通道主要由節(jié)流孔和軸承徑向間隙兩部分組成，節(jié)流孔是使外部加壓氣體進(jìn)入軸承間隙前，產(chǎn)生節(jié)流效果、并使之形成具有一定承載能力及剛度的穩(wěn)定潤滑氣膜的一種裝置。而軸承徑向間隙則是通過改變徑向間隙，調(diào)整對氣流的阻抗以達(dá)到改變空氣流量，進(jìn)而影響上游來流條件，改變節(jié)流孔出口壓力Pr，在軸承腔內(nèi)建立起新的平衡。兩者的宏觀表現(xiàn)均是對流體產(chǎn)生阻抗，使來流壓力不斷降低，因此，有類似電學(xué)歐姆定律的規(guī)律。將圖4-1的氣浮軸承模型類比圖4-2的電阻模型。 壓縮空氣以供氣壓力只:由供氣通道經(jīng)節(jié)流小孔進(jìn)入氣腔，通過氣膜流出，當(dāng)通道橫截面積減小時，氣流速度加快，剪切速率會增加，由于氣體的粘性，氣體的內(nèi)摩擦?xí)钠鋭幽?，?jīng)過節(jié)流小孔后氣體壓力值減小，即氣腔中壓力Pr，小于供氣壓力凡。同理由于氣膜厚度很小，空氣在氣膜中流動時的剪切速率很大，所以氣體由氣腔流經(jīng)氣膜時，壓力會有再次損失，即環(huán)境壓力Po低于氣腔壓力Pr。我們將節(jié)流小孔和氣膜這些小截面通道對氣流的阻礙作用稱為阻抗，將節(jié)流小孔的阻抗記為Rg，記氣膜的阻抗為Rh。那么，空氣流動的過程與電流流經(jīng)兩個串聯(lián)的電阻非常相似，其中，氣流對應(yīng)于電流，阻抗對應(yīng)于電阻，氣體壓力對應(yīng)于電壓。未通壓縮空氣前，由于滑動件的自重與載荷的作用:支承件與滑動件相互貼合:氣膜厚度h為零。此時氣膜的阻抗Rh趨于無窮大，氣腔壓力只，趨近于供氣壓力Ps;當(dāng)供氣壓力與氣腔面積之乘積值超過載荷F時，滑動件浮起，氣膜形成，氣腔壓力只，低于供氣壓力凡滑動件在氣膜壓力的支承下達(dá)到平衡。當(dāng)外載荷F增大時，氣膜厚度減小，氣膜阻抗值R蹭大。根據(jù)圖4-2，氣膜上的壓幟，會因此增加，支承力增加，以平衡增大的外載荷。反之，「減小，h增大，R*減小，只減小，從而支承力減小，這樣可以和減小的外載荷平衡。以上就是靜壓潤滑的基本原理。其原理圖如圖4-3,如果把多個圖4-1這樣的結(jié)構(gòu)均布在環(huán)形圓周上，支承件換成軸，就形成了空氣靜壓軸承結(jié)構(gòu)，其示意圖如4-4所示。