表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响.pdfVIP

维普资讯 第38卷第 1期 机 械 工 程 学 报 Vol38№ 1 2002年 1月 CHINESEJClURNALOFMECHANICALENGINEERING JaI1．． 2002 表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响 王玉娟 陈云飞 庄 苹 颜景平 东『南大学机械工程系 南京 21O096) 摘要：在 Reynolds方程中引入了压力流固子和剪流因子，考虑粗糙度对超薄气体膜润滑的影响。雷诺方程中练台 考虑了气体 的可压缩性、稀薄效应以及表面粗糙度等因素，讨论了飞浮高度在 25～50rtrn之间的高密磁盘系统在 磁头磁盘都粗糙 、磁头粗糙和磁盘粗糙三种情况下的承载能力及系统压强中心 的变化。结果表明，粗糙度对高密 磁盘系统承载能力的影响很大，粗糙度相同时，磁头粗糙的系统承载能力最好 ：不同粗糙度模式时，压强中心变 化不大。 关键词：磁头磁盘系统 粗糙度 静特性 中国分类号：THn72 的影响 修正雷诺方程中引八压力流因子和剪流因 0 前言 子考虑粗糙度的影响，引八稀薄系数考虑气体的稀 薄效应 。稀薄系数、压力流因子和剪流因子都用 由 为满足不断增加的存储要求，磁头飞浮高度越 玻尔兹曼方程给出的较精确的表达式，提高求解精 来越低，随着高度降低，磁头磁盘的表面粗糙度可 度 探讨了轴承数(／1和克努森数倒数 )变化 能导致磁头磁盘的接触，产生摩擦、磨损和工作不 时粗糙度对承载能力的影响，系统讨论了磁头粗 稳定等问题，因此研究粗糙度对硬盘系统承载能力 糙、磁盘粗糙和磁头磁盘都粗糙 3种情况时粗糙度 和压强中心稳定性等静特性的影响对设计高密硬盘 参数对系统承载能力和压强中心变化的影响。 有很重要意义。表面粗糙度对润滑影响的研究最早 开始于液体润滑，硬盘中磁头飞浮高度的降低使人 1 基本方程 们开始在气体润滑中考虑粗糙度的影响。80年代 Whiter“、Tonde~2j和 Greengardf】等将液体润滑中使 考虑气体的可压缩性、稀薄效应和粗糙度影响 用的平均方法应用于气体润滑，这些方法在理解粗 的流体量纲一的 Reynolds方程为 糙度对可压缩气膜的影响方面有重要意义。1989 年，Mitsuyat将平均膜的概念扩展到在滑流区工作 昙[ 塞]+[ 考] 的二维有限磁头。Bhushan和 Tonder~a 将引入粗 糙度流动因子的平均雷诺方程应用于在滑流区工作 A +以 I (1) 的二维有限磁头，流动因子是 Tdpp在液体润滑研 式中 j一一量纲一的气膜压力 P：P，P。 究中导出的。用此方法他们研究了随机粗糙度情况 P一一 气膜压力 下气体润滑膜的特点，不足之处是研究中做了较大 P 一一标准大气压 简化，忽略了稀薄效应对粗糙度流动因子的影响。 i一一量纲一的气膜厚度 ：6／ l990年，Mitsuya和Hayashit71~,较了用粗糙膜厚度 — — 磁头磁盘间气膜厚度 计算的承载力和用平均膜厚度计算的承载力，并阐 — — 最小气膜厚度 明了膜平 均 的物理意义 。1993年 ，Makino 和 — — 量纲一的坐标 ： ／L， Y／L