日本CKD喜开理空气轴承LBC系列作用【湖南中村】

基础标识 “LBC"：固定代表该系列核心属性 —— 采用气体静压技术，通过压缩空气形成气膜实现无接触支撑，适配高速、精密运动场景；

轴承类型代码：“-R" 为径向轴承（承受径向负荷，适配主轴旋转支撑）、“-T" 为推力轴承（承受轴向负荷，限制轴向窜动）、“-RT" 为组合型轴承（同时承受径向与轴向负荷，适配复杂受力主轴）；

轴径：通过数字直接标注，单位为 mm，覆盖 Φ8、Φ12、Φ16、Φ20、Φ25 五种标准规格，直观反映适配主轴尺寸；

精度等级标识：“-P1" 为精密级（气膜均匀性误差控制在 0.5μm 内，适配磨床、加工中心）、“-P2" 为高精度级（气膜均匀性误差控制在 0.2μm 内，适配半导体光刻机、精密测量仪）；

安装形式代码：“-F" 为法兰型（通过法兰盘固定于设备壳体，适配卧式主轴）、“-S" 为轴套型（嵌入式安装，适配小型精密主轴）、“-H" 为悬挂型（通过支架悬挂固定，适配立式加工设备）；

附加功能标识：“-V" 代表带真空吸附（适配真空环境作业，如半导体晶圆加工）、“-M" 代表带压力监测（实时反馈气膜压力，联动控制系统调节供气）。

径向基础款（-R 后缀）：通过圆柱形气膜腔室形成径向支撑，仅承受主轴旋转产生的径向负荷，结构紧凑，适配高速主轴（如钻攻中心主轴、小型电机主轴）；

推力定位款（-T 后缀）：采用环形气膜腔室设计，承受轴向推力与定位负荷，限制主轴轴向窜动，适配需轴向精确定位的设备（如车床主轴、激光雕刻机 Z 轴）；

组合功能款（-RT 后缀）：集成径向与推力气膜结构，通过同一供气系统实现双向负荷承载，减少安装空间占用，适配复杂受力场景（如五轴加工中心主轴、精密齿轮加工机床）。

精密级（-P1 后缀）：气膜厚度控制在 5μm-10μm，主轴径向跳动量≤2μm，适配常规精密加工设备（如数控铣床、小型磨床），平衡精度与成本需求；

高精度级（-P2 后缀）：采用精密节流孔设计，气膜厚度波动范围≤0.5μm，主轴径向跳动量≤0.5μm，适配超精密加工与测量设备（如半导体晶圆切割机、三坐标测量仪）。

标准环境款（无后缀）：适配常温常压工业环境（温度 0℃-40℃，湿度≤70%），密封件采用丁腈橡胶，供气过滤精度≥0.1μm，适配普通机械加工车间；

真空环境款（-V 后缀）：采用低挥发密封材质（全氟橡胶），配备真空隔离气路，可在 10⁻³Pa-10⁵Pa 压力范围使用，适配半导体真空镀膜机、真空焊接设备；

洁净环境款（-C 后缀）：本体采用电解抛光处理，气路内置高效过滤器（过滤精度≥0.01μm），无颗粒脱落，适配食品包装设备、医药口服液灌装生产线的洁净车间。

精密节流结构：采用阵列式微孔节流设计，节流孔直径仅 0.1mm-0.2mm，均匀分布于轴承工作表面（每平方厘米 8-12 个），使压缩空气均匀形成气膜，避免局部压力波动；

压力反馈调节：带压力监测款（-M 后缀）通过内置压力传感器实时采集气膜压力，联动比例减压阀动态调节供气量，当负荷变化时（如主轴受力波动），气膜厚度调节响应时间≤5ms，维持支撑稳定性。

本体材质升级：采用高强度铝合金（A7075-T6）经时效处理，本体硬度达 HB150 以上，较普通铝合金刚性提升 40%，可承受瞬时冲击负荷；

气膜腔型优化：采用阶梯式气膜腔设计，靠近主轴的内侧腔室压力高于外侧，形成梯度压力场，使径向轴承刚性达 50N/μm 以上，推力轴承刚性达 80N/μm 以上，适配重型切削场景。

多尺寸兼容：轴径覆盖 Φ8-Φ25 标准规格，同时可提供定制化轴径（最大可达 Φ50），适配不同功率等级的主轴系统；

低摩擦损耗：气膜将主轴与轴承隔离，摩擦系数仅 0.0001-0.0005，较滚珠轴承降低 99% 以上，主轴温升≤15℃（在 30000rpm 转速下），延长设备寿命；

耐污染设计：气路入口标配三级过滤系统（粗滤 + 精滤 + 除油），同时轴承两端设置防尘气幕（通过微量气体喷射形成屏障），防止切屑、粉尘侵入气膜腔。

轴径与适配范围：标准轴径 Φ8、Φ12、Φ16、Φ20、Φ25，适配主轴公差范围 h6-h7，定制轴径最大可达 Φ50；

气膜特性：精密级（-P1）气膜厚度 5μm-10μm，高精度级（-P2）2μm-5μm；气膜工作压力 0.3MPa-0.8MPa，可通过减压阀连续调节；

承载能力：径向轴承承载能力随轴径递增，Φ8 型号≥500N，Φ25 型号≥3000N；推力轴承承载能力 Φ8 型号≥800N，Φ25 型号≥5000N；

转速性能：最高允许转速 60000rpm（Φ8 型号）-20000rpm（Φ25 型号），转速波动≤1%，适配高速切削与精密旋转场景；

供气要求：压缩空气需满足无水（露点≤-40℃）、无油（油分含量≤0.01mg/m³）、无尘（过滤精度≥0.1μm），推荐配套 CKD FD 系列气源处理单元；

环境参数：标准款工作温度 0℃-40℃，真空款 - 20℃-60℃，洁净款 0℃-50℃；防护等级 IP54（标准款）、IP65（洁净款），可阻挡液体飞溅与粉尘侵入；

寿命与材质：正常维护下，使用寿命可达 30000 小时以上；本体为高强度铝合金，轴承工作面镀硬铬（硬度 HRC60 以上），节流孔采用红宝石材质（耐磨损、抗腐蚀）。

本体固定：

法兰型（-F）：用 M6×10mm 内六角螺栓将法兰盘固定于设备壳体，螺栓拧紧扭矩 3.0N・m-3.5N・m，安装面平面度需≤0.5μm/m，确保轴承轴线与主轴轴线同轴；

轴套型（-S）：采用过盈配合（配合公差 H7/g6）嵌入设备主轴座，嵌入深度需达到轴承长度的 2/3 以上，嵌入过程中禁止敲击轴承端面，防止节流孔损坏；

悬挂型（-H）：通过耳轴支架与设备框架连接，支架需具备调平功能，安装后轴承水平度偏差≤0.1mm/m，避免重力导致气膜受力不均。

配管连接：采用 Φ4mm 或 Φ6mm 食品级 PU 软管（洁净环境需用 PTFE 软管），通过 CKD KQ2 系列快插接头连接进气口，配管长度不超过 2m，且需避免弯曲半径小于 15mm 的弯折；多轴承并联使用时，每个轴承需单独配置减压阀，确保供气压力独立可调。

传感器安装：带压力监测款的压力传感器需固定于轴承进气口附近（距离≤100mm），接线采用屏蔽电缆，避开变频器等强电磁干扰源，电缆屏蔽层需单端接地（接地电阻≤1Ω），确保信号稳定。

压力调试：启动时，将减压阀压力调至 0.3MPa 初始值，手动转动主轴，观察主轴旋转顺畅度；逐步提升压力至主轴悬浮（可通过千分表检测主轴径向跳动，稳定后即为悬浮状态），记录适配压力值（通常 Φ16 主轴适配压力约 0.5MPa）；调试过程中需多次旋转主轴，确保不同角度下气膜均稳定。

精度校准：使用激光干涉仪检测主轴旋转精度，若径向跳动超出要求，微调轴承安装位置（法兰型可通过垫片调整，轴套型需重新校准主轴座精度）；高精度级型号需在恒温环境（20℃±2℃）下校准，校准后锁定轴承固定螺栓。

联动调试：将压力传感器信号接入设备 PLC 系统，模拟主轴加载工况（如施加 100N 径向负荷），验证压力反馈是否准确、供气量调节是否及时；测试紧急停机场景，确认供气切断后主轴可平稳落至辅助支撑面，无冲击现象。

日常检查：每日开机前检查配管接口是否漏气（用酒精涂抹接缝处，无气泡即为正常）；观察气源处理单元的过滤器压差表，若压差超过 0.1MPa 需更换滤芯；用干净抹布擦拭轴承表面，去除粉尘与油污，禁止使用含溶剂的清洁剂。

定期维护：每运行 5000 小时后，拆卸轴承进行内部清洁，用压缩空气（压力≤0.2MPa）吹除气路与节流孔内的杂质，禁止用金属工具疏通节流孔；每 10000 小时更换轴承密封件（标准款为丁腈橡胶，真空款为全氟橡胶），更换时需佩戴无尘手套，避免污染密封面；每年对压力传感器进行校准，确保压力检测误差≤±0.01MPa。

故障处理：若主轴旋转卡顿，需检查供气压力是否稳定、节流孔是否堵塞，可通过专用通针（直径 0.08mm）疏通节流孔；若气膜压力频繁波动，需检查气源处理单元滤芯是否堵塞、配管是否有破损，必要时更换滤芯与配管；若轴承温度异常升高（超过 40℃），需降低主轴转速或增大供气量，排查是否存在气膜压力过高导致的能量损耗。

安装与维护时必须切断气源，待气膜消失后再接触主轴，避免主轴突然下落造成人员伤害；

禁止在无供气状态下旋转主轴，否则主轴会直接接触轴承工作面，造成节流孔磨损与主轴划伤；

真空环境款使用时，需确保真空腔体与轴承气路的隔离，防止真空度下降导致气膜破裂；

设备停机超过 72 小时后，重启前需先通气 30 秒，排出气路中的冷凝水与杂质，再启动主轴。

应用场景：五轴加工中心主轴（Φ20，转速 30000rpm）需同时承受径向切削力（约 1500N）与轴向推力（约 800N），要求主轴径向跳动≤1μm，以保证复杂曲面加工质量。

选用型号：LBC-RT-20-P2-F-M（组合型轴承、Φ20 轴径、高精度级、法兰安装、带压力监测）。

优势体现：组合型结构同时承载径向与轴向负荷，气膜刚性达 60N/μm，可稳定承受切削力；高精度级设计使主轴径向跳动控制在 0.8μm 内，曲面加工表面粗糙度达 Ra0.2μm；压力监测功能实时适配切削负荷变化，主轴温升控制在 12℃以内，连续运行 8 小时无性能衰减。

应用场景：半导体晶圆切割机主轴（Φ12，转速 45000rpm）需在洁净真空环境（10⁻²Pa）下运行，要求无颗粒脱落、主轴轴向窜动≤0.5μm，避免划伤晶圆表面。

选用型号：LBC-R-12-P2-S-V-C（径向轴承、Φ12 轴径、高精度级、轴套安装、带真空吸附、洁净款）。

优势体现：洁净款无颗粒脱落设计适配洁净车间要求，真空款可在低真空环境稳定工作；高精度级气膜使轴向窜动控制在 0.3μm 内，晶圆切割切口平整度达 ±1μm；无接触支撑使主轴寿命延长至 30000 小时，较传统滚珠轴承提升 5 倍，降低设备维护成本。

应用场景：三坐标测量仪 Z 轴（Φ8，移动速度 50mm/s）需实现轴向精确定位，要求 Z 轴轴向跳动≤0.3μm，移动过程无摩擦卡顿，确保测量数据稳定。

选用型号：LBC-T-8-P2-H-M（推力轴承、Φ8 轴径、高精度级、悬挂安装、带压力监测）。

优势体现：推力轴承精准限制轴向窜动，跳动量控制在 0.2μm 内；气膜无摩擦特性使 Z 轴移动顺畅，测量时无附加力影响探针精度；压力监测功能实时反馈 Z 轴负荷变化，适配不同重量探针的测量需求，测量重复性显著提升。

应用场景：饮料高速灌装设备主轴（Φ25，转速 5000rpm）需在洁净环境下运行，要求无油污染、主轴温升低，适配每分钟 1200 瓶的灌装节拍。

选用型号：LBC-RT-25-P1-F-C（组合型轴承、Φ25 轴径、精密级、法兰安装、洁净款）。

优势体现：洁净款无油设计避免饮料污染，符合食品级安全标准；组合型结构支撑稳定，主轴转速波动≤0.5%，确保灌装量均匀；气膜低摩擦特性使主轴温升≤10℃，连续 24 小时运行无性能下降，适配高速生产节拍。

CE 认证：出口至欧盟的型号通过 CE 认证，符合 EN ISO 13849-1（机械安全标准）与 EN 61010-1（电气设备安全标准）；带压力监测的型号额外通过 EN 60947-5-2（压力控制设备标准），可在欧盟工业设备中安全使用，无安全隐患。

UL 认证：出口至北美地区的型号通过 UL 认证，符合 UL 1004（电机与控制器安全标准）与 UL 94（阻燃标准），本体材质阻燃等级达 UL 94 V-0 级，可在北美高温、高电压工业环境中稳定运行，适配当地安全法规。

RoHS 2.0 认证：全系列产品材质符合欧盟 RoHS 2.0（2011/65/EU）环保标准，限制铅、汞、镉等有害物质使用；轴承表面镀层采用无铬工艺，密封件为可回收材质，废弃处理时对环境影响极小，适配电子、食品等行业的绿色生产要求。

FDA 认证：洁净款（-C 后缀）通过美国 FDA 认证，符合 21 CFR Part 177（食品接触材料安全标准），本体材质与密封件可直接接触食品、药品，无有害物质迁移，适配食品包装、医药灌装等卫生级场景。

SEMI 认证：真空款（-V 后缀）通过 SEMI S2/S8 认证，符合半导体行业设备安全与环保要求，可在半导体晶圆制造车间使用，耐受光刻胶、清洗剂等化学试剂腐蚀，适配半导体供应链标准。