因為其相對于滾動軸承的優勢,空氣軸承對于坐標測量設備、高精度加工工具、半導體晶片處理設備以及其他清潔室、高速、高精度定位等環境的應用是一個自然的選擇。空氣軸承的主要優勢如下。設計工程師的一些特定關注,如摩擦、磨損、剛性、承載能力等,也會詳細討論。
※ 零摩擦:因為零靜摩擦,無限分辨率及非常高的重現性成為可能。
※ 零磨損:無接觸意味著實質上零磨損,設備性能會始終如一,不會產生磨損顆粒。
※ 運動更平整:滾動軸承會受表面粗糙度、不規則度的影響,無接觸的空氣軸承會使這些誤差平均化。
※ 操作安靜、平穩:當滾動軸承中硬的組件不停加載卸載、改變運動方向時,循環運動的滾動體會產生噪音和振動。這在掃描儀分辨時非常顯著。
※ 無油:空氣軸承無需油潤滑,消除了與油有關的所有難題。在多灰塵環境中(干式加工),方式都是干燥的,軸承具有自清潔性,因為壓縮空氣會帶走灰塵。與此相反,油潤滑則會變成研磨漿。
※ 高速:高速和高加速性,在高加速狀態下不會產生滾動體的滑動。
摩擦的變化一直是精確定位的核心難題,特別是希望精確啟動或停止時。這是因為對于滾動軸承和滑動軸承(特別是滑動軸承),靜摩擦系數比動摩擦系數高。換句話說,與保持運動相比,啟動時需要更大的力。因此,當馬達啟動旋轉以推動一個滑塊時,由于較高的靜摩擦,旋轉會上緊并儲存一定的能量。當滑塊開始運動后,摩擦下降、旋轉放松,推動滑塊超過設想的位置。這種現象被稱為粘滑,主要在滑動軸承系統中發生。但是,在裝有滾動軸承和閉環反饋的設備中粘滑現象同樣會引起定位誤差的問題。
空氣軸承沒有動靜摩擦系數的差異,因此粘滑現象徹底消除。空氣軸承的摩擦是運動對空氣的剪切的函數,因此無限運動分辨率理論上可行。