에어 베어링이란?

대부분의 사람들이 베어링을 생각하면서 일반적으로 볼 베어링을 떠올릴 것 입니다.
이러한 유형의 베어링에는 고정면과 회전면이 특수 트렉(trecks) 또는 레이스(race)의 내부를 도는 윤활된 볼로 인해 분리되어 있습니다. 어쩌면 가장 보편적인 장비는 샤프트가 고정된 허브 내에서 회전하는 것입니다.
(ex. 자동차의 드라이브 샤프트나 자전거의 앞바퀴)

[ 일반 베어링 ]

    [ 공기 부양선의 에어 쿠션 ]

에어 베어링에서는 모든 볼이 에어 쿠션(air cushion)으로 대체됩니다. 어쩌면 에어 베어링을 활용한 가장 익숙한 장비 중 하나가 공기 부양선(Hovercraft)일지 모릅니다. 대형 팬(fan)이 공기 부양선 아래에서 공기를 불고, 유연한 고무 ‘스커트(skirt)’가 공기가 빠져나가는 것을 막아줍니다. 공기 부양선 아래에 발생된 높은 공기 압력이 무게를 지지할 수 있고, 그렇기 때문에 이 에어 쿠션 위에 떠있을 수 있습니다.

이러한 원리를 샤프트 회전을 위한 베어링에 적용하는 것이 가능합니다. 회전하는 샤프트와 고정 베어링의 틈새(Gap) 사이로 높은 압력의 공기를 주입합니다. 틈새가 매우 작기 때문에 (약 1/100밀리미터) 내부에 공기 압력이 유지될 수 있습니다. 이 작은 틈새는 에어 쿠션의‘탄력성(springiness)’를 상당히 낮춰 샤프트의 위치를 매우 정확하게 설정할 수 있도록 합니다. (ex_ 낮은 다이나믹 런아웃) 이렇게 되면 마찰이 굉장히 적고, 공기 압력으로 샤프트가 고정 베어링의 표면에 접촉할 염려가 없기 때문에, 샤프트는 매우 자유롭게 회전할 수 있습니다.

에어 베어링의 장/단점

장점

비 접촉 베어링 - 낮은 마찰
넓은 속도 범위에서 구동 가능 - 제로부터 350,000 rpm 이상
높은 강성도
높은 회전 정밀도, 낮은 스핀들 에러 모션(error motion)
비 접촉 면으로 인한 긴 수명
낮은 발열

단점

제조 과정 상의 높은 기하학 정밀도가 요구 됨
깨끗하고 건조한 가압 공기의 공급 필요