流体动力轴承制造技术

流体动力轴承利用流体中泵送动作的性质以支撑轴承负荷。传统上，通过在轴承的轴承表面中的沟槽表面提供泵送动作。但是沟槽的提供会导致功能和实际的问题。在润滑剂材料上的沟槽的动作不可避免地导致施加在流体中的剪切应力。这对流体动力轴承的负荷性能产生不利影响。在实际上，准确制造沟槽是麻烦的。本申请讨论了一种使用具有材料的交错样式的轴承表面部分来产生流体动力轴承的方式，其中，所述材料具有交替的高和低(或零)流体滑动特性。表面的变化流体滑动特性诱导类似于沟槽表面所提供的泵送效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体动力轴承、具有流体动力轴承的X射线管、X射线成像系统、具有流体动力轴承的硬驱动、以及用于制造流体动力轴承的方法。
技术介绍
通常在轴承必须满足要求高的性能条件时使用流体动力轴承。在流体动力轴承中，在转子和定子之间形成间隙。所述间隙包含润滑剂。转子被提供具有沟槽网络。当转子旋转时，流体被迫进入沟槽网络中。由此，在流体中生成压强，这建立了泵送动作。在轴向(推力)轴承中，泵送动作作用于提升轴承中的转子，由此防止转子和定子之间的接触。在径向轴承中，泵送动作作用于使轴承内的流体循环。WO 2013/046083A1公开了一种用于X射线管的流体动力轴承，包括轴承轴和轴承套。轴承套同中心地围绕轴承轴，并刚性地被连接到阳极盘和转子上。另外，轴承套被旋转地布置在轴承轴上。轴承轴和轴承套相对彼此可旋转。这种流体动力轴承的性质仍然可以进一步优化。
技术实现思路
通过独立权利要求的主题解决了本专利技术的目的，其中，其他实施例被并入到从属权利要求中。应该注意的是，后文描述的本专利技术的方面也应用于根据本专利技术的包含流体动力轴承的X射线管、X射线系统、根据本专利技术的包含流体动力轴承的硬驱动以及用于制造流体动力轴承的方法。根据本专利技术，提供了一种流体动力轴承，其包括：轴承轴；轴承套，其被布置为密封所述轴承轴的长度；以及润滑剂，其被提供在所述流体动力轴承的密封长度中。轴承装置被提供在所述轴承轴与所述轴承套之间；并且所述轴承轴和/或所述轴承套被配置为可旋转的。所述轴承装置包括被设置在所述轴承套上的主轴承表面，所述主轴承表面被布置为面向被设置在所述轴承轴上的次轴承表面。所述主轴承表面和/或次轴承表面包括具有第一流体滑动特性的第一区域和实质上不同于所述第一流体滑动特性的第二流体滑动特性的第二区域。所述第二区域和第一区域以交错样式被设置在所述主轴承表面和/或次轴承表面上。由所述轴承轴和/或所述轴承套的旋转导致的所述主轴承表面与次轴承表面之间的相对移动在与所述主轴承表面和次轴承表面接触的润滑剂的主体中诱发泵送动作，其中，所述泵送动作是由与第一材料和第二材料的交错样式接触的润滑剂的部分之间的流体滑动特性的差异诱发的。根据本专利技术，提供了一种X射线管，包括：旋转阳极、阴极以及前述的流体动力轴承。所述旋转阳极支撑于所述流体动力轴承的所述轴承套上。阳极盘提供可旋转表面，所述可旋转表面被配置为由于通过阴极发出的电子撞击到所述可旋转盘上而生成X射线。根据本专利技术，提供一种X射线成像系统。所述系统包括：如前所述的X射线管、X射线探测器、用于容纳对象的支撑件、以及处理设备。根据本专利技术，提供一种硬驱动，包括：支撑组件、包括中央枢纽的硬盘、以及如前所述的流体动力轴承。所述硬盘的中央枢纽被所述流体动力轴承可旋转地支撑于支撑组件上。根据本专利技术，提供一种用于制造流体动力轴承的方法。所述方法包括以下步骤：(a)提供未处理的轴承轴部分和未处理的轴承套部分；(b)在所述未处理的轴承轴部分和所述未处理的轴承套部分的表面上形成具有第一流体滑动特性的第一区域以及具有实质上不同于第一流体滑动特性的第二流体滑动特性的第二区域；其中，所述第二区域和第一区域以交错样式被设置在一个或多个轴承表面上；(c)将所述轴承轴部分和所述轴承套部分组装成流体动力轴承；(d)将润滑剂材料添加到所述轴承轴与轴承套之间的间隙中；(e)密封所述轴承。通过允许在轴承表面局部或整体跨轴承表面移除沟槽，根据本专利技术的流体动力轴承增加可支撑的负荷力。因此，提供了一种流体动力轴承，其中，主轴承表面和/或次轴承表面包括具有第一流体滑动特性的第一区域，以及具有实质上不同于所述第一流体滑动特性的第二流体滑动特性的第二区域，其中，由流体滑动特性的差异导致的泵送动作替代由现有技术轴承中的沟槽导致的泵送动作。实质上，当流体移动过包括这种以交错样式设置的第一区域和第二区域的轴承表面时，流体在与其中一个区域接触时将经历高程度的滑动，并在与另一区域接触时将经历低程度的滑动。换句话说，轴承表面的第一区域与第二区域之间的流体滑动特性存在差异。流体在流过轴承表面时，流体滑动特性的所述差异导致在流体内的压强变化。该压强变化引起在流体中诱发的泵送动作。由流体滑动特性的差异诱发的泵送动作与由沟槽装置诱发的泵送动作是相同的，或极其相似的。这引起实质的优点。根据本专利技术的流体动力轴承的负荷承受能力得到显著改善。有益地，实质平面涂层能够被应用于轴承基础材料，这能够在根据本专利技术的轴承中实现与现有技术轴承中的沟槽所提供的实质上类似的泵送效果。这引起显著改善制造这种轴承的容易性，这是因为难以在要求的分辨率下制造特定形状和深度的沟槽。在后续描述中，术语“轴承表面”是指轴承的任意区域，在操作中，其灵活地涉及提供轴承动作。在后续描述中，术语“流体滑动特性”是指固态材料定义其如何与流体相互作用的属性。“低滑动”材料实质上符合在“无滑动条件”中固有的假设。这描述了这样一种材料：当流体流过所述材料的表面时，与低滑动材料的表面直接接触的流体的分子层相对剩余流体并不移动。相比之下，具有“高滑动”特性的材料是无滑动条件无效的材料。换句话说，与高滑动材料紧密接触的液体的分子层将相对于材料的表面而移动。特征化流体滑动特性的一种方式是使用滑动速度的度量。对于相同的流体条件，低滑动材料将具有相对低的或为零的滑动速度。滑动速度可以看作是壁剪切应力的函数。相比之下，高滑动材料将具有非零的且可能显著的滑动速度。特定的滑动速度取决于呈现的材料、流体、流速和压强条件的组合。特征化流体滑动特性的相关方式是利用滑动长度的度量。滑动长度是在固的主体流体速度相对于壁消失的外推距离。对于不滑动的壁，滑动长度是零米。在后续描述中，术语“交错样式”是指在表面上交替地或规律地在基础材料上沉积涂层材料的结果，因此形成样式。所述样式可以是人字、曲线、螺旋沟槽、或对数螺旋沟槽样式，但是还可以使用其它样式。根据独立权利要求定义的流体动力轴承、具有流体动力轴承的X射线管、X射线成像系统、包括流体动力轴承的硬驱动、以及用于制造流体动力轴承的方法具有类似和/或相同的优选实施例，尤其是如从属权利要求定义的。本专利技术的优选实施例还可以是从属权利要求与其各自的独立权利要求的任意组合。根据后文描述的实施例并且参考所述实施例阐明的，本专利技术的这些和其它方面将变得显而易见。附图说明下文中将参考以下附图描述本专利技术的范例性实施例：图1示出了根据本专利技术的流体动力轴承的示意图。图2示出了根据范例的流体动力轴承。图3示出了根据本专利技术的范例的交错样式。图4A-4D示出了根据本专利技术的范例的轴承涂层的细节。图5A-5F示出了根据本专利技术的范例的具有不同流体滑动特性的区域的设置的范例。图6A和6B示出了根据范例的轴承表面的范例。图7A和7B示出了根据范例的轴承的替代类型。图8示出了根据范例的沟槽轴承表面。图9A和9B示出了沟槽轴承表面和非沟槽轴承表面的范例性比较。图10示出了与流体接触的范例性交错样式。图11示出了X射线管的范例。图12示出了X射线系统的范例。图13示出了硬驱动的范例。图14示出了制造方法的范例。具体实施方式在要求高的应用中使用流体动力轴承。这种应用要求高轴承速度、高轴承负荷以及宽温度容限。还期望对这种轴承的更简单的制造。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动的密封的流体动力轴承(100)，包括：轴承轴(102)；轴承套(104)，其被布置为密封所述轴承轴的长度；润滑剂(106)，其被提供在所述流体动力轴承的密封长度中；以及轴承装置，其被提供在所述轴承轴与所述轴承套之间；其中，所述轴承轴和/或所述轴承套被配置为能够旋转的；其中，所述轴承装置包括被设置在所述轴承套上的主轴承表面(110)，所述主轴承表面被布置为面向被设置在所述轴承轴上的次轴承表面(112)；其中，所述主轴承表面和/或所述次轴承表面包括具有第一流体滑动特性的第一区域(114)，以及具有实质上不同于所述第一流体滑动特性的第二流体滑动特性的第二区域(116)；其中，所述第二区域和所述第一区域以交错样式被设置在所述主轴承表面和/或所述次轴承表面上；并且其中，由所述轴承轴和/或所述轴承套的旋转导致的所述主轴承表面与所述次轴承表面之间的相对移动在与所述主轴承表面和所述次轴承表面接触的润滑剂的主体中诱发泵送动作，其中，所述泵送动作是由与第一材料和第二材料的所述交错样式接触的润滑剂的部分之间的流体滑动特性的差异诱发的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.04 EP 14171080.61.一种自动的密封的流体动力轴承(100)，包括：轴承轴(102)；轴承套(104)，其被布置为密封所述轴承轴的长度；润滑剂(106)，其被提供在所述流体动力轴承的密封长度中；以及轴承装置，其被提供在所述轴承轴与所述轴承套之间；其中，所述轴承轴和/或所述轴承套被配置为能够旋转的；其中，所述轴承装置包括被设置在所述轴承套上的主轴承表面(110)，所述主轴承表面被布置为面向被设置在所述轴承轴上的次轴承表面(112)；其中，所述主轴承表面和/或所述次轴承表面包括具有第一流体滑动特性的第一区域(114)，以及具有实质上不同于所述第一流体滑动特性的第二流体滑动特性的第二区域(116)；其中，所述第二区域和所述第一区域以交错样式被设置在所述主轴承表面和/或所述次轴承表面上；并且其中，由所述轴承轴和/或所述轴承套的旋转导致的所述主轴承表面与所述次轴承表面之间的相对移动在与所述主轴承表面和所述次轴承表面接触的润滑剂的主体中诱发泵送动作，其中，所述泵送动作是由与第一材料和第二材料的所述交错样式接触的润滑剂的部分之间的流体滑动特性的差异诱发的。2.根据权利要求1所述的自动的密封的流体动力轴承(100)，其中，所述第一区域(114)与所述第二区域(116)之间的所述流体滑动特性的所述差异为至少近似25％。3.根据权利要求1至2所述的自动的密封的流体动力轴承(100)，其中，所述第一区域(116)由第一材料的实质平面涂层形成，并且所述第二区域(116)由第二材料的实质平面涂层形成。4.根据权利要求3所述的自动的密封的流体动力轴承(100)，其中，具有第二流体滑动特性的所述第二材料是所述轴承轴(102)和/或所述轴承套(104)的基础材料。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的自动的密封的流体动力轴承(100)，其中，形成所述第一区域(114)的所述第一材料的厚度小于五微米。6.根据前述任一权利要求所述的自动的密封的流体动力轴承(100)，其中，在所述轴承表面(110、112)中的一个或多个上所包括的所述第一区域(114)和/或第二区域(116)以螺旋样式、人字样式或曲线样式围绕所述流体动力轴承的旋转轴被布置。7.根据前述任一权利要求所述的自动的密封的流体动力轴承(100)，其中，所述交错样式的所述第一区域(114)和/或所述第二区域(116)被提供在第一轴承表面(110)和/或第二轴承表面(112)的第一段(127)和/或第...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·波泽，A·K·多卡尼亚，G·福格特米尔，P·K·巴赫曼，C·H·布罗梅，M·吕布克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL