液體動(dòng)壓軸承工作原理---請(qǐng)教

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對(duì)液體動(dòng)壓徑向軸承的工作原理基本了解，
" V5 ]- W( [+ B不知有沒(méi)有液體動(dòng)壓軸向軸承？
因工作關(guān)系需研究硬盤主軸的液體動(dòng)壓軸承，
從結(jié)構(gòu)分析個(gè)人認(rèn)為是液體動(dòng)壓軸向軸承，
5 u1 C! S! B. ~( P$ j7 Y若存在這種軸承的話 ，
請(qǐng)大家告之工作原理，謝謝。
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/ x# L3 M% z5 n, P" [另有個(gè)問(wèn)題，滾子球軸承工作時(shí)水平放置，滾珠間不加保持架的話可以么？
謝謝大家！

制造的困惑

動(dòng)壓軸承無(wú)論徑向還是軸向都有應(yīng)用的事例，原理上只要符合摩擦學(xué)中的動(dòng)壓潤(rùn)滑理論即可。硬盤主軸軸承不知道樓主打開硬盤看了沒(méi)有，如果使用液體動(dòng)壓軸承，那么潤(rùn)滑液體如何保證不影響盤面和讀寫頭的正常工作？熱變形，以及潤(rùn)滑液的顆粒飛濺都會(huì)對(duì)硬盤片面運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。我記得好像一般硬盤軸承采用的是滾動(dòng)軸承，預(yù)加一定量的微小變形。看到過(guò)有磁流體滑動(dòng)軸承研究，能達(dá)到15000轉(zhuǎn)/分，不知道現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)沒(méi)有。
滾子軸承可以滿裝，不過(guò)速度不能高，否則滾子壽命降低太多，主要因?yàn)闈L子滑動(dòng)相對(duì)速度比一般的要高。

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非常感謝版主的熱情解答！
摩擦學(xué)中的動(dòng)壓潤(rùn)滑理論成立有三個(gè)條件：其中之一是要形成楔形油膜。
+ F; A4 {& f) v3 z+ _我困惑的是軸向動(dòng)壓軸承如何形成楔形油膜？
) v* p. Y! c, r5 s5 p( f& G' h是否有相關(guān)資料供參考？現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上信息量太大，如大海撈針
( i3 t6 Y; A0 T& S$ r$ ]7 o1 B
硬盤主軸軸承我沒(méi)有能打開，是屬于整體外購(gòu)，連比較詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖紙也沒(méi)有，提供技術(shù)指標(biāo)外協(xié)的。
液體密封是根據(jù)毛細(xì)原理，老大說(shuō)的：浸潤(rùn)的材料產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，不會(huì)泄露。。大意這樣，我不明白，問(wèn)細(xì)了老大發(fā)火了。。。（此處省去100字）
以前的低轉(zhuǎn)速硬盤是采用的滾子軸承，現(xiàn)在的高速據(jù)我所見是動(dòng)壓的了，抗沖擊，發(fā)熱量相對(duì)小些，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)噪音小。。。
0 r) `  R- l* ^磁流體滑動(dòng)軸承研究沒(méi)聽說(shuō)過(guò)，更沒(méi)見過(guò)，不清楚了，我是剛?cè)胄械男率郑��?qǐng)斑竹和各位師傅多多指教。
  C' W( s0 d' T( _5 X& M" S/ l, @
至于滾動(dòng)軸承的保持架和潤(rùn)滑油，我想對(duì)中高速軸承是必須的吧？找到相關(guān)參考圖紙了，確實(shí)有保持架和潤(rùn)滑油。

制造的困惑

資料如下：鄭林慶或者溫詩(shī)鑄的磨擦學(xué)原理，全永昕的工程摩擦學(xué)，或者bowden和tabor的 lubrication或tribology方面的文獻(xiàn)資料。
/ e* T" Z: C1 B1 x* Z密封恐怕僅僅有毛細(xì)原理是難于實(shí)現(xiàn)的，比如在微小結(jié)構(gòu)高精度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的毛細(xì)密封和普通的機(jī)床要求不一樣。根據(jù)樓上所言可能解釋：密封材料吸收潤(rùn)滑油膨脹形成多孔結(jié)構(gòu)密封，這種材料的要求恐怕很高。磁流體可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸密封，可以針對(duì)的是上面所講的問(wèn)題。
硬盤的使用環(huán)境主要為潔凈環(huán)境，高精度要求，可能要求一般在0.幾微米以下，也就是數(shù)百甚至于數(shù)十納米，這對(duì)于提高硬盤單位存儲(chǔ)量是重要的。動(dòng)壓軸承一般從運(yùn)轉(zhuǎn)到穩(wěn)定需要一個(gè)過(guò)程，開始未形成動(dòng)壓油膜的時(shí)候，如何保證精度可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。另外，如果沒(méi)有循環(huán)系統(tǒng)，潤(rùn)滑油將會(huì)產(chǎn)生熱累積，影響轉(zhuǎn)動(dòng)精度。
4 h8 w) |/ O/ p3 k) V" @可能靜壓軸承更適合樓主的工作，一點(diǎn)建議僅供參考。

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謝謝版主提供的寶貴信息，
6 c- M) ~' X/ I. Z( r. E( R. v% x此結(jié)構(gòu)液體密封根據(jù)毛細(xì)原理的具體細(xì)節(jié)我暫時(shí)不清楚，磁流體的結(jié)構(gòu)及原理也是初次聽說(shuō)，
等找到相關(guān)資料弄清楚再回復(fù)此問(wèn)題。
! [- B/ n, s9 d+ q+ \  e6 t8 H您說(shuō)的對(duì)，硬盤內(nèi)的潔凈度要求非常高，所以平常我們?cè)诜菨崈舡h(huán)境下拆開硬盤的話就基本報(bào)廢了。一般要求嚴(yán)格控制硬盤內(nèi)大于幾個(gè)微米級(jí)的雜質(zhì)顆粒的數(shù)量。因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)碟片和磁頭之間的距離即我們說(shuō)的飛行高度只有幾個(gè)納米，要是在磁頭工作時(shí)碰到大的灰塵，那和小動(dòng)物撞車差不多，而磁頭是很脆弱的，極易造成損壞。
7 u- [3 G' E8 l& a" b( b
& q- H" }. B$ z8 }對(duì)于：“動(dòng)壓軸承一般從運(yùn)轉(zhuǎn)到穩(wěn)定需要一個(gè)過(guò)程，開始未形成動(dòng)壓油膜的時(shí)候，如何保證精度可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題�！�
5 G, l9 K/ l3 n" p; f我這樣認(rèn)為的，硬盤接電啟動(dòng)時(shí)，是碟片先轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)該是穩(wěn)定后磁頭才從停泊位置（在受物理沖擊時(shí)保護(hù)磁頭）滑上磁碟，在碟面流動(dòng)空氣流作用下浮起來(lái)，達(dá)到前面所說(shuō)的飛行高度。所以避免了在軸承不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)工作的情況。
- M( _% E5 F- p: M. Y' c, H- Z其實(shí)，即使軸承不穩(wěn)定也磁頭也可以尋道工作的，不過(guò)那樣會(huì)大大加重SERVO的工作量。硬盤里的SERVO控制是很重要的，它的工作效率直接影響到硬盤的讀寫性能。在碟片在高速旋轉(zhuǎn)下會(huì)不可避免的振顫，影響飛行高度，使得磁頭讀寫不能順利進(jìn)行，這時(shí)候SERVO可以控制磁頭上的電感應(yīng)線圈加熱，通過(guò)熱變形而調(diào)整到合適的飛行高度...

QUOTE：“另外，如果沒(méi)有循環(huán)系統(tǒng)，潤(rùn)滑油將會(huì)產(chǎn)生熱累積，影響轉(zhuǎn)動(dòng)精度。
& n# k* S' s' H/ ]”
7 o# E( U! D. j磁道的寬度是納米級(jí)的，故軸承的旋轉(zhuǎn)精度控制在納米級(jí)，減輕SERVO負(fù)擔(dān)。至于產(chǎn)生的熱累積怎么解決，請(qǐng)?jiān)�諒我無(wú)知，暫不清楚。
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靜壓軸承需要外加動(dòng)力源吧？如果是那樣的話，成本必須的考慮的
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斑竹對(duì)硬盤很了解，和這個(gè)行業(yè)有淵源么？
  b5 X2 V* _& o# i: z/ u我對(duì)液壓基本不了解，以后有問(wèn)題還得麻煩斑竹
9 T9 ^; e6 D  u0 q再次感謝斑竹了，這里真是個(gè)好地方，希望大家都能有大收獲！
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  T( t& i& [7 H0 }+ f[ 本帖最后由 easylife 于 2007-12-26 22:31 編輯 ]

easylife

今天又弄明白一件事情，液壓軸向軸承學(xué)名液壓止推軸承，
潤(rùn)滑機(jī)理和液體動(dòng)壓徑向軸承大體上是一致的，通過(guò)在相當(dāng)于軸承支撐的工作端面上加工出許多的分隔開的扇面，斜面的或者梯形的。這樣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成動(dòng)壓油膜....
散熱的問(wèn)題還不太明白，待續(xù)...

制造的困惑

今天和taylor公司的技術(shù)人員談?wù)�，他很奇怪中�?guó)為什么圓度儀做不好，無(wú)論電感原理或是氣浮導(dǎo)軌軸承技術(shù)，表面上看都是非常容易的，但是中國(guó)的無(wú)論是精度50納米還是穩(wěn)定性15年正常使用期，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到。他們的最新技術(shù)粗糙度測(cè)量精度甚至達(dá)到了0.1納米，是目前世界上測(cè)量精度最高的儀器，實(shí)際上也就是光干涉測(cè)量，幾乎每一個(gè)學(xué)過(guò)檢測(cè)的學(xué)生都能懂得。
  Y5 F3 H; W& S" D+ L7 r我想可能我還是對(duì)我所熟悉的行業(yè)和常見的設(shè)備沒(méi)有本質(zhì)上的了解， 這種理解不是懂得基本原理懂得結(jié)構(gòu)所能達(dá)到的層次，還有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境徹底把握。所以，對(duì)于摟主的探索很敬佩，希望你的研究能夠獲得成功。
ieee有專門研究磁盤的期刊，另外，tribology international 和 journal of tribology也有一些較新的這方面的文章。制造和結(jié)構(gòu)形式方面可能參考美國(guó)，日本以及新加坡的專利。如有條件，可作參考。
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$ F6 X* t$ T8 c+ c* a; q7 M" c[ 本帖最后由 制造的困惑 于 2007-12-28 00:14 編輯 ]

揚(yáng)天測(cè)量

主要是不好好做或者說(shuō)沒(méi)有好好做的環(huán)境

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原帖由 制造的困惑 于 2007-12-28 00:12 發(fā)表
/ P( c8 {" Z+ U! b% t今天和taylor公司的技術(shù)人員談?wù)摚�他很奇怪中�?guó)為什么圓度儀做不好，無(wú)論電感原理或是氣浮導(dǎo)軌軸承技術(shù)，表面上看都是非常容易的，但是中國(guó)的無(wú)論是精度50納米還是穩(wěn)定性15年正常使用期，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到。他們的最新 ...

! M3 ~3 x( V6 L8 I
多謝斑竹，我剛進(jìn)入新的行業(yè)不到兩個(gè)月，對(duì)產(chǎn)品還不熟悉，因此才急切的發(fā)問(wèn)請(qǐng)教。幸喜有斑竹的熱心解答，給我很多有用的信息和啟示。我對(duì)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)認(rèn)識(shí)得還比較膚淺，現(xiàn)在主要是為了先熟悉各個(gè)功能模塊的功能結(jié)構(gòu)和一些關(guān)鍵指標(biāo)，從而達(dá)到總體上對(duì)產(chǎn)品的一個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)吧，基本也是點(diǎn)到即止了。因?yàn)樵谟脖P這樣一個(gè)精密的機(jī)電產(chǎn)品里面，每一個(gè)細(xì)小的結(jié)構(gòu)都足夠一個(gè)人反復(fù)琢磨的。
) a5 \, S! ~/ c1 Q: V$ o學(xué)海無(wú)涯，既然選擇了技術(shù)這條路就認(rèn)真學(xué)吧....

[ 本帖最后由 easylife 于 2007-12-28 19:22 編輯 ]

一兩酒

我困惑的是軸向動(dòng)壓軸承如何形成楔形油膜？

, p5 p: F6 F* K; v) v' [" x# Mrenk 的立減上很多.
5 c( o$ x1 O( P$ z# i隨便從網(wǎng)上下的
9 ?3 N1 H+ n* J1 A1 W
動(dòng)壓止推滑動(dòng)軸承參數(shù)及其設(shè)計(jì)
: d. R6 x* Y0 O8 m2 B  
$ W4 ]+ a" k; i0 r3 {
" Y* b( Z' j4 Y7 H! q4 x8 ?0 R軸承基本參數(shù)：軸承內(nèi)徑D       寬長(zhǎng)比B/L  
   D—軸承外徑，根據(jù)軸承載荷確定，一般保證瓦塊上平均壓力pm=1.5～3.5MPa為宜，有均載裝置的軸承，pm=可達(dá)6～7MPa。
  d—軸承內(nèi)徑，決定了軸承的外徑內(nèi)外比D/d，一般取D/d=1.2～2.5為宜。D/d決定了軸承寬度B。
  B—軸承寬度，B=(D-d)/2。一般取寬長(zhǎng)比B/L=1左右，雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)B/L=0.6左右。
  z—軸瓦數(shù)，影響軸瓦長(zhǎng)度L，一般取z=6～12，不少于3，可達(dá)20以上。過(guò)多的瓦數(shù)會(huì)降低承載能力，但能降低油溫。
  α—瓦張角，α=360k/z，k=(0.7～0.85)是填充系數(shù)。   
8 [* Y" Q* Q8 o3 u2 {& Q' ^4 D  L—軸瓦長(zhǎng)度，L=kπ(D+d)/2z，瓦間溝寬Lk=(1-k)π(D+d)/2z。
3 {8 n( G5 ]4 C0 ~+ V) B/ _3 A) l  β—軸瓦傾斜高度，為軸瓦與軸頸最大間隙h1和最小間隙h2之差，β=h1-h2。
, @  B- e; |" J- z9 M, d- h' h1 A  h1、h2分別是軸承最大、最小油膜厚度。h2=hmin—最小油膜厚度，按保證完全流體潤(rùn)滑的原則確定，表面粗糙度Ra大的取大值，一般取hmin≈2Ra=0.01～0.05mm。對(duì)安裝制造精度差的軸承還要適當(dāng)增大。
  β/h2—瓦高比，是軸承設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)，可以點(diǎn)擊“計(jì)算不同瓦高比靜特性”按鈕進(jìn)行優(yōu)化，最優(yōu)β/L≈1.2，一般取1.2～2.0較好。
  Lp—軸瓦平面部分長(zhǎng)度，單向轉(zhuǎn)動(dòng)和雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)Lp=0.2L較優(yōu)(下圖右圖)。
  可傾軸瓦的尺寸見下圖，支撐點(diǎn)位置：Lp≈0.58L。對(duì)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，只能取Lp≈0.5L。
6 [4 b0 L# x4 c, S( D" A
0 v; X. r2 N7 ~, j瓦高比β/h2    間隙系數(shù)ψ  
& T& U0 N" w3 \5 K6 R潤(rùn)滑油：
8 W$ x3 l. |& I: h. y. j' s    潤(rùn)滑油牌號(hào)：一般滑動(dòng)軸承使用的潤(rùn)滑油類型有：主軸油、透平油，機(jī)械油。潤(rùn)滑油的牌號(hào)一般是按運(yùn)動(dòng)粘度表示:N20、N30等，表示該潤(rùn)滑油40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度是20cSt、30cSt。一般，轉(zhuǎn)速較高時(shí)使用30#油，轉(zhuǎn)速較低時(shí)使用20#油。靜壓軸承的潤(rùn)滑油40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度一般較小，如N2～N10。在用戶也可以采用自定義方式輸入潤(rùn)滑油的各種性質(zhì)。
1 j/ z  k: C8 p$ p) a    ρ—潤(rùn)滑油密度，一般ρ=950kg/m3左右。
    μ—潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度(常用單位：cSt=mm2/s)。μ40℃：潤(rùn)滑油40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度。滑動(dòng)軸承粘度一般取μ=300/n1/3≈20～30cSt。
    η—潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度。軸承適用的潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度η一般0.007～0.07Pa.s，多在0.02～0.05Pa.s之間,一般可近似按η=0.26/n1/3選取。高速、精密軸承取小值，壓力供油時(shí)取大值。 動(dòng)力粘度η與運(yùn)動(dòng)粘度μ的關(guān)系：η=ρμ≈0.00085μ(Pa.s)。
    平均溫升ΔT一般不要超過(guò)20℃，最高油溫Tmax=T0+1.5ΔT不能超過(guò)120℃。