具有多个止推板的两端开口的流体动力轴承制造技术

一种流体动力轴承座，包括一中心固定轴，该轴至少带有由圆形的轴部分分隔开的第一和第二止推板，所述轴的外端部分使所述第一和第二止推板与所述轴的末端隔开，所述各止推板包括由一轴向表面连接的第一和第二径向表面，一相对固定轴旋转的套管环绕着由所述轴的中心轴线限定的旋转中心轴线，所述套管支承或限定与所述止推板的各暴露表面相对应的辅助板，由此相对所述第一和第二止推板形成间隔，所述各间隔包括与轴向表面连接的径向表面并面向所述止推板的所述各径向和轴向表面，由此形成环绕所述各止推板的连续的间隙，所述间隙还在所述套管内侧的、与所述固定轴的轴向表面平行的轴向表面和所述各止推板之间延伸，这样，所述连续的间隙自所述轴的一端延伸至另一端，以及 在所述轴和所述套管、以及所述止推板和所述套管和所述辅助板之间的润滑流体，这样，所述套管自由地相对所述固定轴旋转，并保持所述套管相对所述轴的良好的稳定性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁盘驱动存储系统，具体地说，本专利技术涉及用于磁盘驱动存储系统的流体动力轴承。本专利技术的技术背景磁盘驱动装置利用磁性存储信息。在一种磁盘驱动装置里，磁盘高速旋转，而传感头在磁盘表面之上“飞行”。该传感头通过在磁盘上施加磁场而将信息记录在磁盘表面上。利用传感头探测磁盘表面的磁化强度可读出信息。传感头在磁盘表面上径向移动，从而可读出不同的数据磁道。近几年来，存储密度趋向增加，而存储系统的尺寸趋向减小。这种趋势已导致在制造和操作磁性存储盘时需要更高的精度和更小的公差。例如，为了提高存储密度，传感头必须位于非常靠近存储盘表面的地方。这种接近要求磁盘基本上在一个平面上转动。磁盘转动时的略微晃动或偏斜将有可能使磁盘的表面与传感头接触。这种现象叫做“撞击”，可能损坏传感头和磁盘的表面，从而导致数据遗失。从上面的讨论可看到，支承磁盘的轴承组件特别重要。一种传统的轴承组件包括由一对座圈支承的滚珠轴承，它使磁盘的毂盘相对固定部件转动。然而，滚珠轴承组件具有许多机械上的问题，诸如磨损、偏斜和制造困难等等。此外，由于阻尼较小，抗操作冲击和振动的能力较弱。因此，人们已经在探索用其它的轴承组件供高密度磁盘使用。已作过研究的另一种轴承结构是流体动力轴承。在一种流体动力轴承里，诸如空气和液体之类的润滑流体在壳体的固定部分和磁盘毂盘的转动部分之间提供支承表面。除了空气，传统的润滑剂还包括油或强磁性流体。流体动力轴承与包含一系列点接触的滚珠轴承组件相比将其支承表面扩展成很大的表面积。这是十分理想的，因为增加的支承表面将减少在转动部件和固定部件之间的晃动或偏斜。而且在支承表面处使用流体会产生阻尼作用，它有助于减少非重复性偏斜。然而，流体动力轴承本身存在着包括较低的刚度-功率比之类的缺陷。这些问题导致轴承对外部负载或冲击的高敏感性。解决这个问题的一种理想方案是设置一固定在磁盘驱动器壳体的底座和顶盖上的主轴电动机。这样将提高整体驱动性能。两端固定的电动机比只有一端固定的电动机具有更好的稳定性。已知的流体动力电动机结构没有提供有关顶盖固定的方法。其理由是因为它具有顶盖固定结构，电动机轴承将必须两端开口。使流体动力轴承类型的电动机轴承两端开口将大大地增加油或流体从流体动力轴承里泄漏出来的危险性。这种泄漏产生的原因包括因轴承里的不同抽吸压力造成的流速的较小差异。如果轴承里的所有流动不是非常平衡，发生在一端或两端上的净压力将迫使流体流出毛细管密封。使在传统的、已知的止推板轴承结构里的流速保持平衡是困难的，因为由抽吸槽产生的流速是随流体动力轴承中形成的间隙而变化的，流速还可能随电动机的转速或负载的变化而变化。因此，需要一种新的方法来设计使用流体动力轴承的电动机，以便优化这种电动机的性能、稳定性(包括轴向的和径向的)和阻尼。本专利技术的简要说明因此，本专利技术的一个目的是提供一种改进的流体动力轴承，它不受负载和旋转速度的影响。本专利技术的另一个目的是提供一种具有良好稳定性的流体动力轴承。本专利技术的又一个目的是提供一种供用于磁盘驱动装置或其它类似装置的主轴电动机用的流体动力轴承，这种主轴电动机比只有一端受到支承的已知的标准主轴电动机更加稳定，由此使系统、特别是传感器相对旋转的磁盘的稳定性得到优化。本专利技术的还有一个目的是设计一种供用于磁盘驱动装置或其它类似装置的主轴电动机用的流体动力轴承，其中，电动机可同时固定在供主轴电动机用的壳体的顶盖和底座上。本专利技术的再一个目的是提供一种流体动力轴承，其中，轴承的上端和下端均开口。本专利技术的这些和其它的目的是通过提供一种流体动力轴承实现的，这种轴承可作为一种轴承座或可安装在一主轴电动机之类的装置里的支座使用，其中，该轴承包括一轴和至少两个独立的轴承，各轴承包括一由轴支承的止推板和一安装在套管上的、可环绕着轴相对旋转的辅助板。由于制造原因而在轴承的不同部件上出现的与实际几何结构之间的偏差，使得多止推板或单止推板形式的、带有顶盖固定结构且在两端开口的轴承可能迫使流体流到轴承外面。这种结果是由于流体动力作用使轴承里的压力不平衡引起的。在这种情况下，必须将具有多个止推板的整个轴承分隔成几个部分，这些部分可互相分开或分离，以便将压力不平衡造成的后果减至最小，从而消除或减少流体泄漏的机会。在这种类型的结构里，各轴承必须在不同的位置上以不同的方式开孔，以便进行分隔。各止推板包括一径向延伸通过该止推板的径向孔，以及一在止推板内径处并与径向孔连通的轴向孔。在多个止推板的情况下，一通过轴的孔使轴上的孔和止推板上的孔连通。在各孔与间隙会合处的两侧形成一弯月面。具体地说，在一个示范的实施例里，轴承包括一固定的轴和一环绕着轴旋转并包围着轴的套管，轴的一部分至少将第一和第二止推板分隔开。轴包括一轴向孔，它在轴承内的适当位置处开孔。该轴向孔从轴的一端延伸并经过至少一块止推板。该轴向孔通过一径向孔与轴承间隙连通，该径向孔位于最靠近轴的一端的止推板和相对的辅助板之间的位置上。在另一个实施例里，轴向孔可从轴的一端延伸至最远一块止推板之外，并通过第二径向横孔与轴承间隙连通。这种方式在将超出自轴的一端起最远的止推板的、在轴和套管之间的间隙被用作为一轴颈支承区域时是有用的。一弯月面形成于在各孔两侧的轴承间隙里，使流体动力轴承的相邻支承部分分离。在这种轴承用于磁盘驱动装置(通常在主轴电动机里或作另一种支承)的情况下，轴向孔的开口端是在底部或底座处，而轴向孔的封闭端在顶部。在许多间隙区域内的轴或套管上可形成槽沟，以提高稳定性。槽沟也可形成于一块或几块辅助板或止推板的表面上。使用多个止推板可保持、甚至提高整个装置的稳定性，且不会相应地增加功率消耗。此外，由于间隙可在令人满意的宽度内得以维持，故制造和组装工作不会变得困难。 对于本
的技术人员来说，当其研究了本专利技术的介绍和附图后，将对本专利技术的其它特征和优点更加清楚。附图的简要说明附图说明图1是磁盘存储系统的立体图，该系统可使用按照本专利技术的流体动力轴承座和主轴电动机。图2是用于一主轴电动机组件的现有技术中的流体动力轴承座的垂直剖视图。图3是按照本专利技术的一流体动力轴承座的垂直剖视图。较佳实施例的详细说明图1是一磁盘驱动存储系统的立体分解图，其中可使用本专利技术的流体动力轴承座。在下面讨论的例子里，所使用的流体动力轴承和相关的支座将与主轴电动机一起出现。但很清楚，这种轴承座不只限于与这种具体的磁盘驱动装置一起使用，这种显示只是为了举例而用的。已经知道本专利技术有许多优点，因此它也可用来支承旋转用的驱动器。除了磁盘驱动器领域，这种轴承座还具有很多其它的用途。此外，这里公开的流体轴承具有一根固定的轴和旋转的外周套管。但这种结构对套管固定而轴转动的场合也是有用的。由于轴承的两端是开口的，因此轴可延伸到套管之外，并可轴向连接在一外部装置或系统上。在这个具体例子里，存储系统10包括壳体底座12，底座12上有支承存储磁盘16的主轴电动机14。电枢组件18使传感器20移动经过磁盘16的表面。磁盘16处于由密封件22和盖子24形成的密封环境里。工作时，磁盘16高速旋转，而传感器20位于磁盘16表面上的许多径向隔开的磁道上的任何一处。这将允许传感器20读出在磁盘16表面的选定位置上的磁性记录的信息或写入信息。磁盘以非常高的速度旋转，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1．一种流体动力轴承座，包括一中心固定轴，该轴至少带有由圆形的轴部分分隔开的第一和第二止推板，所述轴的外端部分使所述第一和第二止推板与所述轴的末端隔开，所述各止推板包括由一轴向表面连接的第一和第二径向表面，一相对固定轴旋转的套管环绕着由所述轴的中心轴线限定的旋转中心轴线，所述套管支承或限定与所述止推板的各暴露表面相对应的辅助板，由此相对所述第一和第二止推板形成间隔，所述各间隔包括与轴向表面连接的径向表面并面向所述止推板的所述各径向和轴向表面，由此形成环绕所述各止推板的连续的间隙，所述间隙还在所述套管内侧的、与所述固定轴的轴向表面平行的轴向表面和所述各止推板之间延伸，这样，所述连续的间隙自所述轴的一端延伸至另一端，以及在所述轴和所述套管、以及所述止推板和所述套管和所述辅助板之间的润滑流体，这样，所述套管自由地相对所述固定轴旋转，并保持所述套管相对所述轴的良好的稳定性。2．如权利要求1所述的流体动力轴承座，其特征在于，所述固定轴包括一中心孔，它通过一个以上的径向横孔与轴承间隙连通，以维持周围的情况或通向所述的轴承间隙。3．如权利要求2所述的流体动力轴承座，其特征在于，在所述套管里旋转的所述轴的所述端头部分使所述第一和第二止推板与所述轴的端部隔开，并包括一形成于所述套管的壁和所述轴的端头部分之间的毛细管密封，由此使所述流体保持在所述轴和所述套管之间的所述间隙里。4．如权利要求3所述的流体动力轴承座，其特征在于，所述径向横孔之一使所述中心子与所述间隙在所述止推板和所述轴连接处连通，一弯月面形成于在所述间隙两侧的流体中，以使所述轴承的相邻部分分开。5．如权利要求4所述的流体动力轴承座，其特征在于，还包括形成于由所述间隙分开的止推板和辅助板的至少一个径向表面上的槽沟。6．如权利要求5所述的流体动力轴承座，其特征在于，所述槽沟形成于所述辅助板的所述两个径向延伸表面上或所述第一和第二止推板的两个径向延伸表面上。7．如权利要求5所述的流体动力轴承座，其特征在于，所述槽沟形成于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉基卜·U·汗，冈特·K·海涅，汉斯·洛伊特尔德，穆罕默德·M·拉赫曼，
申请(专利权)人：西加特技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：