Katrs mehāniskais gultnis, lai cik labi tas būtu izgatavots, kaut kur saskaras - bumbiņas pret sliedēm, vārpsta pret buksi, veltņi pret sliedēm. Šis kontakts ir vieta, kur precīzās kustības sistēmas zaudē savu precizitāti tādos veidos, kurus ir grūti novērst, izmantojot labāku ražošanu. Gaisa gultņiem ir pilnīgi atšķirīga pieeja: noņemiet kontaktu, un jūs noņemat lielāko daļu ar to saistīto kļūdu avotu. Jautājums, ko vērts uzdot, nav par to, vai principā tā ir taisnība, - tas noteikti ir -, bet gan par to, kur tas patiesībā ir pietiekami svarīgs, lai attaisnotu papildu sarežģītību un izmaksas.
Kādi parastie gultņi patiesībā cīnās
Ritošās -elementu gultņi - lodīšu vai rullīšu tipa - nodrošina zemu berzi, izmantojot rūdītas, precīzi noslīpētas saskares virsmas, bet "zema berze" nav "bez berze", un berze, kas paliek, nav pilnīgi vienmērīga. Statiskā berze miera stāvoklī ir augstāka nekā dinamiskā berze, kad gultnis kustas. Šī atšķirība ir pazīstama kā slīdēšana, un tā parādās kā neliela, bet reāla pozicionēšanas pārtraukums ikreiz, kad posms sākas no miera stāvokļa. Vispārējai apstrādei šī pārrāvums ir neredzams. Sub-mikronu pozicionēšanai tas ir izmērāms atkārtojamības kļūdas avots.
Nodilst arī rites{0}}gultņi. Katra rotācija ir saistīta ar mikroskopisku kontakta spriegumu lodīšu{2}}sacīkšu saskarnē, un miljoniem ciklu laikā šis stress rada izmērāmu nodilumu -, mainot priekšslodzi, ieviešot brīvību un pakāpeniski pasliktinot gultņa atkārtojamību, kad tas bija jauns. Eļļošana palīdz, bet nenovērš mehānismu; tas ir raksturīgs gultņa darbībai.
Ko gaisa gultņi strukturāli maina
Gaisa gultnis atdala kustīgo elementu no tā atskaites virsmas ar plānu, nepārtraukti saspiestu gaisa plēvi, kas parasti ir dažus mikronus bieza. Nav ritoša kontakta, nav slīdošas-slīdēšanas pārejas starp statisko un dinamisko berzi, un - kritiski - nav nodiluma mehānisma no paša gultņa darbības, jo nav fiziska kontakta, kas radītu stresu kontaktpunktā. Kustīgais elements būtībā peld, un to ierobežo gaisa spiediens, nevis mehānisks kontakts.
Tas rada divas tiešas priekšrocības precīzai kustībai. Pirmkārt, berze kļūst faktiski niecīga un konsekventa visā kustības diapazonā, novēršot slīdēšanas pārtraukumu, kas ierobežo ritošā-elementa atkārtojamību ļoti smalkos pozicionēšanas soļos. Otrkārt, tā kā nav kontaktu nodiluma, pneimatiskā gultņa precizitātes raksturlielumi saglabājas daudz konsekventāki visā tā darbības laikā nekā rites gultņu -elementu gultņi - sniedz nozīmīgu priekšrocību iekārtām, kurām paredzēts veikt kalibrēšanu nepārtrauktas lietošanas gados.
Kur atskaites virsma kļūst par ierobežojošo faktoru
Šeit ir daļa, kas maina sarunu no "gaisa gultņiem pret parastajiem gultņiem" uz kaut ko specifiskāku: gaisa gultņa paša precizitāte ir tik laba, cik laba ir atsauces virsma, pa kuru tas brauc. Gaisa plēves konsistence ir atkarīga no šīs virsmas līdzenuma un porainības - jebkuras virsmas izmaiņas tieši izpaužas kā stinguma izmaiņas un galu galā pozicionēšanas kļūda. Tāpēc granīts tik konsekventi tiek izmantots kā atsauces materiālsgaisa gultņu sistēmasnevis gadījuma rakstura saistībā ar tehnoloģiju.
Granīta smalkās, cieši iesaiņotās kristāliskās struktūras iekārtas nodrošina līdzenu, zemu-porainību atsauces virsmu, kas ir izmēru stabila visā darba maiņā, nav-magnētiska un ekonomiska lielākās virsmas zonās, kas nepieciešamas daudzām gaisa-gultņu XY galdiem un lineārām motoru platformām. Gultņu tehnoloģija un atsauces materiāls nav atsevišķi lēmumi praksē - labi-izstrādāts gaisa gultnis uz slikti norādītas atskaites virsmas ir sliktāks par viduvēju gultni uz izcilas virsmas.
Kur patiesībā notiek tirdzniecība{0}}
Nekas no tā nepadara pneimatiskos gultņus par pareizo izvēli katram lietojumam, un par to ir vērts runāt tieši. Gaisa gultņiem ir nepieciešama nepārtraukta, tīra, regulēta gaisa padeve - atkarība, kas parastajiem gultņiem vienkārši nav, un kas palielina reālu infrastruktūru un ekspluatācijas izmaksas. Slodzes jauda uz laukuma vienību parasti ir mazāka nekā līdzvērtīgam rites-elementu gultnim, kas nozīmē, ka gaisa gultņu sistēmām bieži vien ir nepieciešams lielāks gultņu paliktņa virsmas laukums, lai izturētu tādu pašu slodzi. Vispārīgai-kustībai, kur sub-mikronu atkārtojamība nav braukšanas prasība, labi-noteikta ritošā-elementu sistēma joprojām ir ekonomiskāka un mehāniski vienkāršāka.
Pneimatiskie gultņi ir īpaši izdevīgi lietojumos, kur saķere{0}}slīdēšana un ilgstoša-nodiluma-dreifēšana ir faktiskie ierobežojošie faktori - augstas- precizitātes metroloģijas posmos, pusvadītāju plāksnīšu apstrādei, optiskās izlīdzināšanas sistēmām un citām lietojumprogrammām, kurās pozicionēšanas atkārtojamība nosaka visas apakšsistēmas specifikācijas{5.
Kas jāpārbauda pirms gaisa gultņu sistēmas noteikšanas
Inženiertehniskajiem pircējiem, kas novērtē gaisa gultņu sistēmas, atsauces virsma ir pelnījusi tikpat rūpīgu pārbaudi kā pati gultņu aparatūra. Vērts jautāt tieši: kādi plakanuma un porainības dati pamato norādīto granīta vai keramikas atsauces virsmu, kā šo plakanumu pārbauda visā darba zonā, nevis parauga kuponā, un vai piegādātājam ir integrēta pieredze gultņu paliktņa dizaina pielāgošanā konkrētajai atsauces virsmai, nevis uzskatīt abas kā neatkarīgi iegūtas sastāvdaļas. Mēs apstrādājam granīta atsauces virsmas gaisa gultņu lietojumiem kā daļu no mūsu precīzā granīta līnijas, un šī darba praktiskā mācība ir konsekventa - gultnis piesaista uzmanību sarunās par specifikācijām, bet virsma, uz kuras tas brauc, tikpat bieži ir faktiskais sistēmas veiktspējas ierobežojošais faktors.