用于改进流体动力学轴承中的润滑的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种改进流体动力学轴承中的润滑的系统和方法。形成包括转子部分和定子部分的流体动力学轴承。此外，在该流体动力学轴承的转子部分和定子部分之间提供包括高压润滑剂的润滑流体，其中该高压润滑剂提供对该流体动力学轴承的转子部分和定子部分的极限压力保护。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及直接存取存储装置领域，更具体地说，涉及解决与磁盘 驱动器的启动和停止有关的、以及与高低操作温度有关的边界润滑问题。
技术介绍
直接存取存储装置(Direct access storage devices ) ( DASD )已经变成曰 常生活的一部分，因而，对更快速度地操纵数据以及支持更大量的数据的期 望和需求不断增加。为了满足这些提升性能的需求，DASD装置特别是硬盘 驱动器(HDD)中的机械装配已经经历了许多改变。附图1A中表示的是HDD110的构件和局部装配的关系，以及记录在磁 盘表面135上的数据石兹道136的代表。拆去盖并且未将其表示，以便HDDllO 的内部可见。附图IB表示类似的HDDllO，但是其全部构件处于等比例拆 开的视图中。将构件装配到底座铸件113中，该底座铸件提供构件和局部装 配的附着和配准点。将数据记录到;兹盘表面135上被称为数据磁道136的同 心环式样上。通过马达毂组件130将磁盘表面135高速旋转。通过磁头将数 据磁道136记录在磁盘表面135上，该磁头典型地位于浮动块的一端。附图 1A是平面图，其仅表示一个磁头和一个磁盘表面的组合。本领域的技术人 员应当理解，可以将一个磁头-》兹盘组合的描述应用于多个^兹头-石兹盘的组 合。本具体化的专利技术不依赖于磁头-磁盘组合的数量。HDDllO的动力性能是实现更大的数据容量以及更快地操纵该数据的主 要机械因素。在磁盘表面135上记录的数据磁道136的数量可以部分地通过 磁头156和所需的数据磁道136彼此定位，以及使其以稳定且可控的方式彼 此跟随的程度确定。许多因素都会影响HDDllO执行定位磁头156并且通过 磁头156跟随数据磁道136的功能的能力。通常，可以将这些因素分成两类 影响磁头156运动的因素；以及影响数据磁道136运动的因素。不合需要的 运动会通过不希望有的振动和构件不合需要的公差出现。在此，注意附着于 底座铸件113的马达毂组件130,特别注意马达毂组件130内部的流体动力 学轴承(fluid dynamic bearing )。市场需要更高性能的HDD,这导致马达毂组件技术的进步。特别重要 的是引入流体动力学轴承(FDB)。通过在HDD中使用FDB，磁盘表面135 可以以更快的速度旋转，并且具有比传统的滚珠轴承经历的更少的不希望有 的振动。由于移动部件之间具有最小的接触，因而FDB不会像传统的滚珠 轴承一样快地磨损。流体动力学轴承是在两个并列表面之间移动，由此在该两个表面之间产生防止其接触的屏障的流体如油的薄层的产物。已经改变了移动流体以产生 FDB的方法。 一种早期的移动流体的方法是使用该并列表面外部的泵。这对 HDD应用来说是很昂贵的。更广泛-使用的移动流体的方法是在该并列表面 上产生一种凹槽式样，其当该表面彼此相对移动时在该流体上产生内压力。 一个问题在于在HDD的启动和停止时，金属表面会以极低或高的操作 温度接触，这导致加速的磨损。这种接触会导致润滑流体的微粒污染，并且 极大地减少该轴承的寿命。
技术实现思路
在此描述一种用于改进流体动力学轴承中的润滑的系统和方法。在一个 实施方式中，形成包括转子部分和定子部分的流体动力学轴承。此外，在该 流体动力学轴承的转子部分和定子部分之间提供包括高压润滑齐'J的润滑流 体，其中该高压润滑剂提供对该流体动力学轴承的转子部分和定子部分的极 限压力保护。附图说明将附图合并本说明书中并形成本说明书的一部分，附图表示本专利技术的实 施方式，并且与该描述一起用于解释本专利技术的原理附图1A是根据本专利技术的一个实施方式的拆去了盖和顶部磁铁的HDD 的平面图。附图IB是根据本专利技术的一个实施方式的HDD的等轴分解视图。 附图2是根据本专利技术的 一个实施方式的马达毂组件的截面图。 附图3是根据本专利技术的一个实施方式的示范性人字形凹槽式样。附图4是根据本专利技术的一个实施方式的示范性螺旋形凹槽式样。 附图5是说明根据本专利技术的 一个实施方式的用于改进流体动力学轴承中 的高压润滑的方法的步骤流程图。具体实施方式现在详细介绍本专利技术的可选实施方式。虽然是连同该可选实施方式描述 本专利技术，但是应当理解，这不是为了将本专利技术限制于这些实施方式。相反， 本专利技术覆盖包括在由附加的权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的可选 方案、变型及其等价物。而且，在本专利技术下面详细的描述中，阐述了许多特定的细节，以便提供对本专利技术全面的理解。然而，本领域的普通技术人员应当认识到本专利技术可 以在没有这些特定细节的情况下实践。在其他情况下，未详细描述公知的方 法、程序和构件，以便不会不必要地混淆本专利技术的各个方面。该论述从对硬盘驱动器及与其连接的构件的综述开始。然后该论述集中 在用于改进FDB中的润滑的系统和方法的实施方式。虽然所示的FDB位于 硬盘驱动器中，但是应当理解，无论该FDB是否是硬盘驱动器的一部分， 在此描述的实施方式在FDB中都是有用的硬盘。在HDD内使用FDB仅是 一个实施方式，并且在此仅仅是为了筒洁和清楚的目的而提供。硬盘驱动器流体轴承主轴马达、特别是用于以10000或更多RPMs操作 的服务器驱动器的高性能马达严格需要小于10mg的油。将厚度近似IO微米 或者更少的油膜夹在转子和定子之间。轴承刚度由一个表面上的凹槽式样提 供。设计压力的向量分量，以便在以最高设计速度操作期间提供径向和轴向 刚度。如所设计的，金属表面处于边界润滑状态的唯一时间就是短暂的启动和 停止操作的期间。边界润滑发生在润滑流体的厚度接近一个或多个表面的表 面粗糙度时。例如，假定一个金属表面的表面粗糙度是0.2微米。当润滑流 体厚度接近0.2微米或者更少时出现边界润滑。在以正常温度操作期间，将适当的安全限度构成到设计中，以便在制造 公差限制内的任何地方，旋转金属表面之间的间隙超过最大表面粗糙度高 度。在本专利技术的一个实施方式中，高低温抗氧化剂(例如，苯酚和胺)的组 合为油提供了充足的氧化稳定性。本专利技术的实施方式提高了马达的可靠性，通过沿抗氧化剂将边界润滑或 极限压力润滑添加剂合并到油中，以便在边界润滑过程中(例如，启动和停 止操作时)保护轴承的旋转分量。在边界滑动期间，特别是在启动停止期间， 而且在超过沖击载荷的正常限制的加压操作时，或者在金属微粒污染的情况 下，高压润滑剂阻止接触焊接和粗糙磨损。物理描述现在参照附图IB和2，表示根据本专利技术的一个实施方式的马达毂组件130的截面图200。通常，马达毂组件130支撑磁盘组138,以便磁盘表面 135可以邻近浮动块155旋转，从而允许石兹头156读耳又和写入^兹盘表面135 上的数据磁道136。沿剖面线100截开的(附图IB)的附图2中的截面图 200揭示了马达毂组件130和FDB的内部结构。为了清楚，仅一半的截面图 200以交叉线做出阴影。将几个组件连接在一起以形成转子230和定子240。 为了清楚，未将连接到转子230的马达J兹铁235和连接到定子240的马达绕 组245以交叉线做出阴影，而是将其认为是转子230和定子240的一部分。 转子230和定子240之间的缝隙220也未以交叉线做出阴影。应当理解，截 面200中表示的特征是圓形的，并且绕轴210对称。因此，在截面200中在 轴210的一侧上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改进流体动力学轴承中的润滑的方法，其包括：接收流体动力学轴承，包括：接收转子部分；以及接收定子部分；以及在所述转子部分和定子部分之间提供润滑流体，其中所述润滑流体包括第一抗氧化剂和第二抗氧化剂，所述第二抗氧化剂提供对所述流体动力学轴承的所述转子部分和所述定子部分的极限压力保护。

【技术特征摘要】
US 2006-7-28 11/495,1081.一种用于改进流体动力学轴承中的润滑的方法，其包括接收流体动力学轴承，包括接收转子部分；以及接收定子部分；以及在所述转子部分和定子部分之间提供润滑流体，其中所述润滑流体包括第一抗氧化剂和第二抗氧化剂，所述第二抗氧化剂提供对所述流体动力学轴承的所述转子部分和所述定子部分的极限压力保护。2. 如权利要求l所述的方法，其中，还包括 在所述润滑流体中使用酯油。 3如权利要求1所述的方法，其中，还包括 在所述第二抗氧化剂中使用磺酸盐、氨基曱酸盐或环烷酸盐。3.4. 如权利要求1所述的流体动力学轴承，其中，所述第一抗氧化剂和 所述第二抗氧化剂是主抗氧化剂。5. 如权利要求1所述的流体动力学轴承，其中，所述第二抗氧化剂是 有机锌化合物。6. —种流体动力学轴承，其包括 包括有机油的润滑流体；转子，其具有 旋转轴；以及有助于支撑所迷润滑流体膜的表面；以及 定子，具有与所述旋转轴一致的轴；以及与所述转子并列的互补表面，所述互补表面有助于支撑所述润滑流 体，以便将所述转子可旋转地保持；其中所述润滑流体包括用于保护所述转子表面和与所述转子并列的所 述定子互补表面的抗氧化剂和高压润滑剂。7. 如权利要求6所述的流体动力学轴承，其中，所述润滑流体包括酯油。8. 如权利要求6所述的流体动力学轴承，其中，所述高压润滑剂包括 磺酸盐、氨基曱酸盐或环烷酸盐。9. 如权利要求6所述的流体动力学轴承，其中，所述第一抗氧化剂和 所述高压润滑剂是主抗氧化剂。10. 如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯E凯里斯，志田州弘，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]