空氣軸承技術的案例
【專業知識】什么是空氣軸承，跟空氣有關系嗎？與普通軸承有啥區別
② 適用速度范圍大氣體軸承的摩阻低，溫升低，在轉速高達5萬轉/分時,其溫升不超過20～30℃，轉速甚至有高達130萬轉/分的。氣體靜壓軸承還能用于極低的速度，甚至零速。
③ 適用溫度范圍廣氣體能在極大的溫度范圍內保持氣態，其粘度受溫度影響很小(溫度升高時粘度還稍有增加，如溫度從20℃升至100℃,空氣粘度增加23%),因此,氣體軸承的適用溫度范圍可達-265℃到1650℃。
④ 承載能力低動壓軸承的承載能力與粘度成正比，氣體動壓軸承的承載能力只有相同尺寸液體動壓軸承的千分之幾。由于氣體的可壓縮性，氣體動壓軸承的承載能力有極限值，一般單位投影面積上的載荷只能加到0.36兆帕。
⑤ 加工精度要求高為提高氣體軸承的承載能力和氣膜剛度,通常采用比液體潤滑軸承小的軸承間隙(小于0.015毫米)，需要相應地提高零件精度。
空氣軸承是利用空氣彈性勢能來起支承作用的一種新型軸承。唯一使用的潤滑劑是空氣；因此，對于必須要求無污染的工件、或者工作環境來說，空氣軸承技術是理想的。
在空氣軸承中，滾珠由氣墊代替。空氣軸承最為人熟知的應用之一或許是氣墊船。巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。
50年代以來，氣體軸承的應用越來越廣泛，并且受到廣泛和深入的研究。目前氣體軸承可用于紡織機械、電纜機械、儀表機床、陀螺儀、高速離心分離機、牙鉆、低溫運轉的制冷機、氫膨脹機和高溫運轉的氣體循環器等。
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展開 德國公司AeroLas結合碳纖維與熱塑性纖維 開發紡紗新工藝
Aerolas環旋扣器（左）在一個環內有兩個彎曲的圓形鋼圈，該環依靠空氣軸承技術旋轉。該環旋扣器使Aerolas能夠使用碳纖維和熱塑性纖維材料紡紗，適合用于3D打印系統。（照片來源|CW）
AeroLas GmbH公司（德國慕尼黑）開發了一種紡紗工藝，通過該工藝，非連續碳纖維長絲可與熱塑性纖維結合，形成一種紗線材料，可在增材制造，3D打印和其他復合材料制造工藝中具有潛在應用。
AeroLas的技術是傳統紡紗的衍生物，它使用環錠紡紗機（見圖）。 AeroLas的執行董事邁克爾·穆斯（Michael Muth）指出，這個用來紡世界80%紗線的環錠紡紗機與碳纖維長絲不相容。環狀“鋼圈（Traveller）”將細絲引導到位于環中心的梭芯（COP）上，但它由于過于尖銳，會導致碳纖維細絲斷裂。
為了解決這個問題，AeroLas采用了空氣軸承技術，該公司已經為數百種工業應用開發了幾十年。顧名思義，空氣軸承用壓縮空氣代替傳統的金屬軸承，在兩個摩擦表面之間形成間隙。
使用這項技術，AeroLas重新考慮了旋轉環，以創造一個環形環設計，加壓空氣進入兩者之間的間隙，以方便旋轉。這種設計消除了對傳統鋼絲圈的需求，并允許AeroLas切換到不會破壞碳纖維細絲的彎曲圓形鋼圈（見圖）。
Muth說，該公司在過去的幾個月里一直在研究不同長度的碳纖維，并將其與熱塑性纖維相結合，以確定紡紗工藝的最佳纖維長度。他說，初步結果表明，理想的碳纖維長絲長度約為80毫米。該公司創造了一種原型紗線，將短切碳纖維與聚酰胺6（PA6）相結合，并提供樣品供添加劑制造商評估。 Muth說，初步反饋是積極的。
展開 什么是空氣軸承，真的能無摩擦磨損嗎？
優點
非接觸軸承，低摩擦
寬范圍的轉速操作能力：從0rpm至350000rpm以上
這些主軸具特有的高剛性和高負載能力，可液體冷卻，僅產生低動態偏心。
高旋轉精度，低主軸移動誤差
由于非接觸表面而具有較長的使用壽命
低產熱
缺點
制造過程中要求高幾何精度
需要潔凈且干燥的加壓空氣供應
空氣軸承的最大缺點，大概就是對精度要求高、生產技術難度大了吧，這也是為什么這種在設計負載內，能做到無摩擦、無磨損的軸承沒有普及了。
空氣軸承真的能無摩擦，無磨損嗎？
如今在一些先進的機械設備中，需要更高精度、更長使用壽命和更大承載能力的軸承，空氣軸承就能滿足這樣的要求
為什么使用空氣軸承？
優點
非接觸軸承，低摩擦
寬范圍的轉速操作能力：從0rpm至350000rpm以上
這些主軸具特有的高剛性和高負載能力，可液體冷卻，僅產生低動態偏心。
高旋轉精度，低主軸移動誤差
由于非接觸表面而具有較長的使用壽命
低產熱
缺點
制造過程中要求高幾何精度
需要潔凈且干燥的加壓空氣供應
空氣軸承的最大缺點，大概就是對精度要求高、生產技術難度大了吧，這也是為什么這種在設計負載內，能做到無摩擦、無磨損的軸承沒有普及了。
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【5/17更新】空氣軸承真的能無摩擦、磨損嗎？
有沒有一種軸承，只要不超過它的設計負載，軸承就不會產生摩擦和磨損？答案是有的，就是空氣軸承。
今天我們就來聊聊空氣軸承是什么，以及為什么要使用空氣軸承。
什么是空氣軸承？
大多數人在說到軸承時，通常會想到滾珠軸承。在此類軸承中，固定表面和移動表面被一系列潤滑滾珠隔離。這些滾珠沿著特殊軌道或滾道運動。也許最常見的應用，是一個軸在固定的輪轂內旋轉，例如汽車或自行車前輪上的驅動軸。
在空氣軸承中，滾珠由氣墊代替。空氣軸承最為人熟知的應用之一或許是氣墊船。
巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。巨大的氣墊不僅起到支撐船體重量的作用，而且還作為一個軟彈簧使船體平穩地漂浮在粗糙的陸地表面或水面上。
可將同樣的原理運用在轉軸軸承。將高壓空氣注入轉軸和固定軸承之間的空隙中。該空隙非常小（約為 0.01 毫米），從而使得空隙中的空氣壓力保持不變。而且，這一狹小的空隙也顯著降低了氣墊的“彈性”，從而使軸非常精確地固定，即僅可產生低動態偏心。由于摩擦力很低，軸便可以自由地旋轉，而且空氣壓力可確保轉軸不與固定軸承表面相接觸。
空氣軸承最常用的氣體介質是空氣，根據不同需要也可以是氮氣、氫氣、氦氣、二氧化碳等等。如今在一些先進的機械設備中，需要更高精度、更長使用壽命和更大承載能力的軸承，空氣軸承就能滿足這樣的要求。
為什么使用空氣軸承？
展開 【技術】AICFD助力汽車空氣動力學設計
概述
隨著汽車工業發展與汽車行駛速度日益提高，汽車的空氣動力學亦愈來愈受到重視，優秀的空氣動力學設計不但可以達到高效節能的目的，還能夠減少噪音、提高車輛的平順性和行駛穩定性，提供更強的安全保障。如今，它已經不是航空航天領域的專利，而是現代工業設計必不可少的元素之一。
汽車空氣動力學研究主要有兩種方法：一種是進行風洞實驗，另一種則是利用計算流體動力學（CFD）技術進行數值仿真。相比風洞實驗，CFD數值仿真有著可再現性、周期短、成本低，以及全面且豐富的流場分析功能等優點。隨著計算機性能的不斷提高，CFD 軟件逐漸成為工程師的常用工具，通過數值仿真，在產品開發的初期就確立設計方案。外流場空氣動力學仿真計算作為CFD的一個方面，在現代汽車設計中扮演著至關重要的角色。
AICFD軟件介紹
AICFD 是由天洑軟件研發的一款智能熱流體仿真軟件，它實現對流動及傳熱的快速智能仿真。
展開 技術 | 汽車空氣動力學漫談
隨后便慢慢演變成一門非常精確的科學來設計制造最具空氣動力學性能的賽車。前后擾流器以及氣動套件等變得越來越普遍，以保持空氣順暢流過汽車頂部，并在前輪和后輪上產生必要的下壓力。
同時期的Lotus，Citro?n和Porsche等公司開發了一些非常具有代表性的流線型設計車型，但這些設計主要應用于高性能跑車，而不是乘用車。 直到20世紀80年代，Audi 100轎車問世，才實現了0.3的Cd值，這在當時引起了轟動。
如今空氣動力學設計已成為汽車行業共識，幾乎所有的汽車品牌都期望通過各種設計以提升空氣動力學性能。
那么又是什么促成了這一變化？答案是：風洞。
風洞
為了實時測量汽車空氣動力學性能，汽車工程師們借鑒了航空行業中用到的空氣動力學工具——風洞。
實際上，風洞是一個巨大的流道，通過風機在其內部產生氣流。風洞的測試對象可能是一輛汽車，一架飛機，或其他任何工程師需要測量空氣阻力的物體。 在風洞背后的操作室內，工程師研究氣流的流動方式，以及它和物體的作用方式。
風洞內的汽車并不移動，但風機可以通過產生不同速度的氣流以模擬實際行駛條件。有時甚至不會使用真正的汽車，僅使用精確比例的汽車模型來測量風阻，而后通過計算機來計算阻力系數（Cd）。
風洞其實并不是什么新鮮事物。18世紀末期已開始嘗試使用風洞進行飛機氣流的測試。第二次世界大戰以后，為了體現競爭優勢，賽車工程師們開始使用風洞來評估一些空氣動力學設計附件的有效性，隨后這些技術逐漸轉為轎車和卡車所用。
氣動附件
談到汽車空氣動力學并不僅僅指阻力，還有升力和下壓力等。由于汽車車身上部和下部氣流的流速不同，使車身上部和下部形成壓力差，從而產生升力。下壓力則與升力相反，將作用于汽車使其垂直壓向地面。
你可能會認為F1賽車的阻力系數會很低 ，畢竟它的速度如此驚人。
展開 超大號電池——壓縮空氣儲能技術的“前世今生”
而具有規模大、適用性強、效率高、成本低、環保等優點的壓縮空氣儲能系統，被認為是最具發展潛力的大規模儲能技術之一。
圖2 太陽能熱化學儲能系統
圖3 抽水蓄能系統
壓縮空氣儲能系統
壓縮空氣儲能系統是以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式，并在需要時通過高壓空氣膨脹做功來發電的系統，其技術原理發展自燃氣輪機。
燃氣輪機是由高速旋轉葉輪構成的，將燃料燃燒產生的熱能直接轉換成機械功對外輸出的回轉式動力機械。由于其具有功率密度大（體積小、重量輕）、起動速度快、少用或不用冷卻水等一系列優點，從1906年世界上第一臺燃氣輪機誕生至今，燃氣輪機技術已經進入航空、航海、電力、工業壓縮輸送等領域并得到了迅速的發展。
圖4 燃氣輪機技術在航空等領域的應用
現代燃氣輪機由壓縮機、燃燒室和膨脹機組成，壓縮機和膨脹機均為高速旋轉的葉輪機械，是氣流能量與機械功之間相互轉換的關鍵部件。其基本工作過程為環境空氣被壓縮機壓縮到高壓，然后壓縮空氣和燃料流入燃燒室進行燃燒，產生高壓高溫氣流，在膨脹機內膨脹產生軸功。
圖5 燃氣輪機組成及工作過程
由于壓縮機和膨脹機安裝在一根軸上，壓縮機消耗的能量由膨脹機提供（壓縮機是為了提升工質壓力，便于膨脹機做功），如果壓縮機和膨脹機安裝在不同的軸上，則壓縮過程和膨脹過程可以分開，這就形成了壓縮空氣儲能技術(壓縮空氣儲能系統)的基本雛形。
儲能時段，壓縮空氣儲能系統利用風/光電或低谷電能帶動壓縮機，將電能轉化為空氣壓力能，隨后高壓空氣被密封存儲于報廢的礦井、巖洞、廢棄的油井或者人造的儲氣罐中；釋能時段，通過放出高壓空氣推動膨脹機，將存儲的空氣壓力能再次轉化為機械能或者電能。
展開 技術 | 法拉利488 Pista：空氣動力學極致之作
該設計不僅能將后中冷器的性能提高10%，而且還能在輪胎外露部分形成虛擬整流罩，從而減少7%的整車阻力，實現又一個空氣動力學優勢。
法拉利488 Pista采用了與488 GTB和488 Challenge相同的設計方案，將發動機進氣口從車身側面轉移至后擾流板的位置。
擾流板也采用特別外形，擁有十分強大的再壓縮功能，保證發動機進氣流能得益于高動壓帶來的優勢，從而縮短進氣管道的長度，減少后續動力損失，提升發動機性能。
為了更加高效的產生下壓力，設計師還重新設計了法拉利488 Pista的正面，特別是保險杠和發動機罩。而且，法拉利還首次在公路車上采用了源自F1的S-Duct技術。
前保險杠的進氣流將經過帶有校準段落的空氣動力學管道，再從保險杠上的通風口排出，從而在前軸產生下壓力。
此外，中部下翼輪廓也能增強正面進氣流。一方面，中部下翼采用特別的曲線，能夠充當分流器來提高通過S-Duct的氣流速度和流量，從而改善性能。另一方面，中部下翼還能提高下表面所產生氣流的速度，從而在前車底產生低壓區，進一步提高下壓力。
相較于488 GTB，這種獨具創意的設計方案在提供18%的下壓力增量的同時阻力僅上升2%。
法拉利488 Pista車輪前方保險杠的外截面采用了以488 Challenge為原型的設計方案，相較于488 GTB提供的下壓力增加了23%。這種十分獨特的前保險杠設計，能夠讓車輛空氣動力學效率達到最高。
前保險杠伸向輪罩拱，將車輪前方的氣流轉向外側，從而在輪罩拱中產生吸力，又在裝備有擴散器的前車底產生吸力，以此增強前下壓力。
488 Pista車尾處也有兩個能夠提高下壓力的設計，分別是迎風擾流系統和后輪后側排風系統。
同普通量產車相比，488 Pista的擾流板更高（+30mm）且更長（+40mm）。
展開 2026年上海國際軸承技術及設備展會（6月）
展會日程：
報道布展：2026年6月03-05日
展會開放：2026年6月03日（周三） 09:00-17:00
2026年6月04日（周四） 09:00-17:00
2026年6月05日（周五） 09:00-14:00
參展范圍：
軸承制品展區：
標準軸承、專用軸承、特殊軸承、汽車軸承、直線軸承等；
軸承設備展區：
數控機床及車床、磨具磨料、磨削及超精研機、鍛壓機械、熱處理與表面處理設備、檢驗、測量和試驗設備、智能制造及柔性軸承生產線、其它輔助設備等；
軸承零件展區：
保持架、軸承座、滾動軸承附件、軸承套圈、潤滑和防銹材料、冷卻液、包裝材料、潤滑油、修正器、金石筆、電主軸變頻器等；
參展程序：
1、展位安排原則：“先申請、先付款、先安排”。
展開 技術 | 空氣動力學的革新者——Chaparral【前篇】
這個賽事幾乎對賽車不作任何機械條件限制，是賽車技術創新的溫床。
身為一個技術狂人，Jim Hall如同猛虎出籠，開始了一系列黑科技車型的研發。
新能源汽車用軸承的新技術介紹
新能源汽車用軸承的新技術介紹
新能源汽車用軸承的新技術介紹
新能源汽車用軸承的新技術介紹
新能源汽車用軸承關鍵技術及發展趨勢
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Exa新的空氣聲學模擬技術——流致噪聲檢測
利用Exa公司的新技術，預測汽車零部件和系統中的流致噪聲是可能的。由Exa公司開發的一項革命性的新技術，可以在模擬中清楚地識別出空氣聲學噪聲源。
這個正在申請專利的功能叫做FIND（流致噪聲檢測）是在Exa power聲學軟件中實現的。Exa的聲學應用高級主管Franck Perot說:“以前的方法從如何從流動結果中提取實際信息，以減少噪音，這需要大量的培訓。Exa的工程師已經實現了先進的算法，可以量化流中的每一個單獨的渦流。”
FIND功能還可以分析設計的流體流動，并突出顯示每個區域的不同噪音水平。這使得工程師能夠識別出輻射噪聲的主要來源。在設計修改之前和之后也可以聽到產生的噪音，這樣可以聽到改進之后的效果。Perot說：“為了驗證這個技術，我們測試了大量的測試用例和生產案例，這些測試用例的噪音水平是通過測量得到的，并運行了PowerFlow以獲得參考模擬結果。
在這一點上，我們知道FIND所預測的噪聲源是正確的。我們下一步要做的是查看不同的修改，以檢查工具是否確實能夠指導設計。當我們檢查FIND的輸出功率時，我們在分貝差異方面得到了正確的趨勢，這讓我們有信心去描述不同的設計。”FIND對于預測諸如溫室或底盤風噪聲、HVAC和風機噪聲或來自排氣系統的噪聲的噪聲源特別有用。在與Exa的密切合作下，寶馬集團已經使用新工具對完整的HVAC系統進行了空氣聲學評估。寶馬此前曾發現，通過諸如管道或鼓風機等獨立部件的流動分析，對整個系統的聲學性能給出了不完全的信息。更糟糕的是，人們發現，僅僅根據它產生的聲音來決定改進哪個子系統是錯誤的。
通過使用PowerFlow的瞬態模擬作為分析完整的HVAC系統的基礎，寶馬工程師不僅能夠看到聲音是如何產生的，也能看到聲音是如何通過系統傳播到乘客的耳朵的。
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