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，
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(pán)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，
若存在這種軸承的話 ，
請(qǐng)大家告之工作原理，謝謝。
: n$ @. D" F( |8 @3 m* z5 t$ j. O
0 v( {' C) m$ a( e# H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(pán)主軸軸承不知道樓主打開(kāi)硬盤(pán)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(pán)面和讀寫(xiě)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(pán)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(pán)軸承采用的是滾動(dòng)軸承，預(yù)加一定量的微小變形�？吹竭^(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。
5 H/ ^- {# \. ?7 C1 F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！
0 O+ ?2 H" J" j5 H  ]1 R* Y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。
4 e% j$ }+ P$ K( Q我困惑的是軸向動(dòng)壓軸承如何形成楔形油膜？
4 h- V$ [7 o( J  f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
2 D  m: V' k. ]4 H5 `9 b" q
1 i8 x( g# B4 Z9 C3 m' b硬盤(pán)主軸軸承我沒(méi)有能打開(kāi)，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。
5 _8 |$ \* U8 a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）
# _" O  ~- z+ A- F/ l以前的低轉(zhuǎn)速硬盤(pán)是采用的滾子軸承，現(xiàn)在的高速據(jù)我所見(jiàn)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。。。
/ ]% D" ^) n4 P磁流體滑動(dòng)軸承研究沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)，更沒(méi)見(jiàn)過(guò)，不清楚了，我是剛?cè)胄械男率�，�?qǐng)斑竹和各位師傅多多指教。

1 g( F# i1 V; w8 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。
3 ], r, w' @% Q8 r$ M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(pán)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(pán)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(kāi)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。
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，
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(tīng)說(shuō)，
等找到相關(guān)資料弄清楚再回復(fù)此問(wèn)題。
您說(shuō)的對(duì)，硬盤(pán)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(kāi)硬盤(pán)的話就基本報(bào)廢了。一般要求嚴(yán)格控制硬盤(pán)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。
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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(kāi)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�！�
# k7 F" H: ~4 X8 m7 s5 l3 r" ]- I我這樣認(rèn)為的，硬盤(pán)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。
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(pán)里的SERVO控制是很重要的，它的工作效率直接影響到硬盤(pán)的讀寫(xiě)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(xiě)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...

  V% t# ?3 X4 X  j6 O9 {+ ^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。
”
6 t/ O0 c- m2 O5 _# a6 o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。

6 r0 r/ D" h) n2 `' }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

斑竹對(duì)硬盤(pán)很了解，和這個(gè)行業(yè)有淵源么？
我對(duì)液壓基本不了解，以后有問(wèn)題還得麻煩斑竹
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！

1 O  M: m. H' r# @8 Y6 h4 k[ 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(kāi)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)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。
0 j+ w9 A- I2 n. A+ K我想可能我還是對(duì)我所熟悉的行業(yè)和常見(jiàn)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(mén)研究磁盤(pán)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。

5 h: T' M6 h, P[ 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
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 ...

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(pán)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。
+ p, I' J+ }0 y$ n9 c* R學(xué)海無(wú)涯，既然選擇了技術(shù)這條路就認(rèn)真學(xué)吧....
$ y' f1 R% \6 D' x# Q5 j8 n* B) j$ Q
5 z) l& B' x# d3 k: ][ 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？

% D1 z0 f; l; s5 W) _) @: [  Vrenk 的立減上很多.
* r/ \% p4 y( U+ S5 r9 N! E隨便從網(wǎng)上下的

( T$ U% j! P( T! A1 S$ T* E6 w動(dòng)壓止推滑動(dòng)軸承參數(shù)及其設(shè)計(jì)
* V( W4 p$ x% o; z7 Y2 W  

: b+ a  s. f1 p* L6 x軸承基本參數(shù)：軸承內(nèi)徑D       寬長(zhǎng)比B/L  
. o3 z# t' m+ P   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)。   
- j4 q8 u" @1 i7 U  L—軸瓦長(zhǎng)度，L=kπ(D+d)/2z，瓦間溝寬Lk=(1-k)π(D+d)/2z。
' u. A8 K2 ^2 m. W6 H) |( [  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。
  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。
) o5 P9 ^/ p) u- m6 p' g6 x4 h  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。
; h2 U3 S/ ?2 m- a, X  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)。
- j8 M6 \2 \$ N  可傾軸瓦的尺寸見(jiàn)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。

瓦高比β/h2    間隙系數(shù)ψ  
# K# w2 @9 L, O9 k潤(rùn)滑油：
    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)。
    ρ—潤(rùn)滑油密度，一般ρ=950kg/m3左右。
' C; x) L% Q" b5 r6 m8 E- e$ e    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�；瑒�(dòng)軸承粘度一般取μ=300/n1/3≈20～30cSt。
. ~6 I8 F) @# R: r3 u" t2 O    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)。
9 N/ r* T1 p& \6 z& ]    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℃。