專利名稱：多孔液體動壓軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔液體動壓軸承(porous hydrodynamic bearing)，更具體地講，涉及這樣一種液體動壓軸承，在該液體動壓軸承中，支撐主軸電機的軸的軸套由不銹鋼 (steel use stainless, SUS)系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體(powder sintered body)形成， 并且形成在軸套中的孔是閉孔(closed pore)。
背景技術(shù)：
隨著模制凹槽以產(chǎn)生動壓的方法應(yīng)用于支撐主軸電機的軸的軸套，使用了通過切削加工對材料進行加工以使其具有期望的形狀和尺寸，然后通過滾珠滾壓(ball rolling) 在其內(nèi)周表面中形成凹槽的方法，或者使用通過燒結(jié)壓制形成軸套本身并通過相同的成形模制工藝(shaping molding process)來形成凹槽的方法。此外，可通過對燒結(jié)壓制的軸套執(zhí)行普通的加工(例如，切削加工等)或者對其執(zhí)行電解加工(ECM)來形成凹槽。與其他現(xiàn)有的加工方法相比，燒結(jié)壓制的軸套在產(chǎn)品特點方面略微遜色；然而， 它所需要的制造成本顯著降低。此外，就燒結(jié)壓制的軸套而言，漏油凹槽(oil escape groove)不可在軸套的外部自由地形成。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的燒結(jié)的軸套主要由Cu和狗的混合物制成。在這種情況下，主要由Cu和!^e的混合物制成的燒結(jié)的軸套具有高的透氣度(air permeability)并包括開孔， 從而油可以在其中流動。將由Cu和狗的混合物制成的燒結(jié)的軸套浸入在樹脂中，以使軸套的孔填充有樹脂，從而補充動壓。需要研究和開發(fā)這樣一種燒結(jié)的軸套通過改變燒結(jié)的軸套的材料特性，該燒結(jié)的軸套無需對孔進行不必要的填充或者補充由于孔而損失的動壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種液體動壓軸承，在該液體動壓軸承中，支撐主軸電機的軸的軸套由不銹鋼(SUS)系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體形成，并且形成在軸套中的孔是閉孔。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種多孔液體動壓軸承，該多孔液體動壓軸承包括支撐軸的軸套，所述軸套由包含至少一種金屬粉末的燒結(jié)體形成，所述金屬從由不銹鋼(SUS) 系列(包括SUS 304、SUS 430等)和鐵(Fe)組成的組中進行選擇。所述軸套可包括液體動壓凹槽，所述液體動壓凹槽通過燒結(jié)工藝形成并具有20%至50%的表面孔隙度。所述液體動壓凹槽可通過電解加工形成。所述軸套可包括通過電解加工形成的凹槽。所述燒結(jié)體可具有6%至20%的含油率。SUS 304可包含按重量計100份的鐵(Fe)、按重量計11份至28份的鎳(Ni)以及按重量計16份至38份的鉻(Cr)。SUS 304還可包含至少一種雜質(zhì)，所述至少一種雜質(zhì)從由碳(C)、氧(0)、硅(Si)、 錳(Mn)、磷⑵和硫⑶組成的組中進行選擇。形成在所述軸套中的孔可以是閉孔，所述閉孔阻止油沿著所述軸套的徑向在所述軸套的一個表面與另一表面之間流動。


通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他方面、特點和其他優(yōu)點將會被更加清楚地理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔液體動壓軸承的截面圖以及軸套的局部放大視圖；圖2是由掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔液體動壓軸承的表面的照片；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明示例和比較示例的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的曲線圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。然而，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的精神不限于在此闡述的實施例，在本發(fā)明的精神內(nèi)，通過添加、修改和刪除組件，本領(lǐng)域和理解本發(fā)明的技術(shù)人員可容易地實現(xiàn)包括在相同精神內(nèi)的變劣的發(fā)明或其他實施例，而這些被解釋為包括在本發(fā)明的精神內(nèi)。此外，在整個附圖中，將使用相同或相似的標(biāo)號來指示在相似構(gòu)思的范圍內(nèi)具有相同功能的相同或相似的組件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔液體動壓軸承的截面圖以及軸套的局部放大視圖。圖2是由掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔液體動壓軸承的表面的照片。參照圖1和圖2，根據(jù)本實施例的多孔液體動壓軸承10可包括支撐軸60的軸套40。軸套40由不銹鋼(SUS)系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體形成。SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體可包含至少一種金屬粉末，所述金屬從由SUS 304、SUS 430、鐵(Fe)等組成的組中進行選擇。軸套40包括液體動壓凹槽45，液體動壓凹槽45形成在軸套40的內(nèi)周表面中，以產(chǎn)生動壓。液體動壓凹槽45可通過電解加工形成。軸套40和軸60包括填充在兩者之間的微小間隙中的油46，使得當(dāng)軸60高速旋轉(zhuǎn)時，在軸套40與軸60之間形成油膜，從而允許軸60平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。
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此外，軸套40包括形成在軸套40中的液體動壓凹槽45，從而增加軸承內(nèi)的壓力。因此，可防止液體動壓軸承10內(nèi)的壓力變成負壓力的現(xiàn)象。液體動壓凹槽45可通過電解加工形成。此外，軸套40可包括通過電解加工形成的漏油凹槽44或者各種凹槽。當(dāng)軸套40由SUS系列的材料制成時，軸套40的外表面42A和42B處的表面孔的尺寸顯著大于內(nèi)孔48的尺寸。因此，內(nèi)孔48具有阻止油沿著軸套40的徑向在軸套40的一個表面42A與另一表面42B之間流動的內(nèi)孔隙度(inner porosity)。S卩，形成在軸套40中的內(nèi)孔48可以是阻止油沿著軸套40的徑向在軸套40的一個表面42A與另一表面42B之間流動的閉孔。換句話說，形成在其中的孔為閉孔的軸套40用作能夠支撐軸60的液體動壓軸承 10。與由⑶和狗的合金制成的燒結(jié)的軸套相比，如上所述的軸承10(其中，軸套由 SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體形成，并且形成在軸套中的孔為閉孔)可使動壓的泄漏最小化。SUS 304可包含按重量計100份的鐵(Fe)、按重量計11份至28份的鎳(Ni)以及按重量計16份至38份的鉻(Cr)。此外，SUS 304還可包含至少一種雜質(zhì)，所述至少一種雜質(zhì)從由碳(C)、氧(0)、硅 (Si)、錳(Mn)、磷⑵和硫⑶組成的組中進行選擇。SUS 304具有諸如屈服點為17^gf/mm2、抗拉強度為480kgf/mm2以及延伸率為 40%的性質(zhì)。圖2是由掃描電子顯微鏡拍攝的多孔液體動壓軸承的表面的照片，其中，多孔液體動壓軸承包括由含有上述組分的SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體形成的軸套。在這種情況下，由于SUS系列或鐵(Fe)材料的特性而使表面孔隙度不會減小到 20%或更小，并且表面孔隙度可比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由Cu和!^e的混合物制成的軸套的表面孔隙度高大約5%至25%。此外，當(dāng)表面孔隙度為50%或更高時，造成動壓的平均偏差增加的現(xiàn)象。因此，為了減少動壓損失，需要減小軸套與軸之間的微小間隙。在這種情況下，執(zhí)行裝配方面的管理是相當(dāng)困難的。相比之下，就根據(jù)本發(fā)明的實施例制造的軸承(包括由SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結(jié)體形成的軸套)而言，即使表面孔隙度高，內(nèi)孔仍具有低至足以被定義為閉孔的透氣度。由于難以直接測量透氣度，因此可由浸油率(oil impregnation ratio)推出透氣度。在這種情形下，就根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由⑶和狗制成的軸套而言，當(dāng)表面孔隙度為12% 時，浸油率為大約8%至10%。另一方面，就根據(jù)本發(fā)明的實施例的軸套40而言，即使當(dāng)表面孔隙度為30%或更高時，浸油率仍為大約10%至12%。當(dāng)將表面孔隙度相互比較時，幾乎沒有油滲入到根據(jù)本實施例的軸套40中。S卩，內(nèi)孔可被定義為閉孔。這里，開孔指的是表面孔，閉孔指的是軸套的內(nèi)孔，其可阻止油沿著軸套的徑向在軸套的一個表面與另一表面之間流動。在下文中，盡管將參照比較示例和發(fā)明示例對本發(fā)明進行詳細描述，但是本發(fā)明不限于此。為了描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的多孔液體動壓軸承使動壓的泄漏最小化的效果， 根據(jù)具有如下面的表ι中所示的物理性質(zhì)的比較示例以及發(fā)明示例1和2來制造軸套。在發(fā)明示例1中，使用由含有SUS 304的SUS粉末燒結(jié)體形成的軸套。在發(fā)明示例2中，使用由含有SUS 430的SUS粉末燒結(jié)體形成的軸套。在比較示例中，使用由含有Cu 和狗的合金的燒結(jié)體形成的軸套。表 權(quán)利要求
1.一種多孔液體動壓軸承，該多孔液體動壓軸承包括支撐軸的軸套，所述軸套由包含至少一種金屬粉末的燒結(jié)體形成，所述金屬從由不銹鋼系列和鐵組成的組中進行選擇，所述不銹鋼系列包括SUS 304和/或SUS 430。
2.如權(quán)利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述軸套包括液體動壓凹槽，所述液體動壓凹槽通過燒結(jié)工藝形成并具有20%至50%的表面孔隙度。
3.如權(quán)利要求2所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述液體動壓凹槽通過電解加工形成。
4.如權(quán)利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述軸套包括通過電解加工形成的凹槽。
5.如權(quán)利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述燒結(jié)體具有6%至20%的含油率。
6.如權(quán)利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，SUS304包含按重量計100份的鐵、 按重量計11份至觀份的鎳以及按重量計16份至38份的鉻。
7.如權(quán)利要求6所述的多孔液體動壓軸承，其中，SUS304還包含至少一種雜質(zhì)，所述至少一種雜質(zhì)從由碳、氧、硅、錳、磷和硫組成的組中進行選擇。
8.如權(quán)利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，形成在所述軸套中的孔是閉孔，所述閉孔阻止油沿著所述軸套的徑向在所述軸套的一個表面與另一表面之間流動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多孔液體動壓軸承，該多孔液體動壓軸承包括支撐軸的軸套，其中，所述軸套由包含至少一種金屬粉末的燒結(jié)體形成，所述金屬從由SUS 304、SUS 430和鐵(Fe)組成的組中進行選擇。與由Cu和Fe的合金制成的軸套(其中形成有開孔)相比，在包含從由SUS 304、SUS 430和鐵(Fe)組成的組中選出的至少一種金屬粉末的燒結(jié)體形成的軸套中，表面孔與內(nèi)孔彼此不連通，從而可減少動壓的泄漏現(xiàn)象。
文檔編號F16C33/12GK102338154SQ20111020999
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者李他璟, 金永泰 申請人:三星電機株式會社