hdd薄型主軸電動(dòng)機(jī)
一、前言
硬盤(pán)驅(qū)器hdd (hard diskdrive)同其他記錄媒體相比較，具有大容量、高速數(shù)據(jù)傳送二個(gè)明顯特點(diǎn)。自從mr和磁頭gmr磁頭出現(xiàn)以來(lái)，hdd的面記錄密度以年增長(zhǎng)率百分之60至********分之百的速度快速上升。現(xiàn)在所有商品的密度水平已超過(guò)10.85gbit/cm2（約每英寸70gbit）。這種記錄密度的上升使hdd的記錄容量增大，實(shí)現(xiàn)了小型化。1.8英寸、l英寸的hdd已經(jīng)投放市場(chǎng)；現(xiàn)在已發(fā)表0. 85英寸型的超小型化hdd。hdd已經(jīng)不像以前那樣局限于pc機(jī)，在信息家電、移動(dòng)情報(bào)機(jī)器等無(wú)pc領(lǐng)域也開(kāi)始采hdd。另一方面從技術(shù)上講由于記錄媒體和磁頭的性能提高，要求主軸電動(dòng)機(jī)的施轉(zhuǎn)跳動(dòng)抑制技術(shù)、磁頭的定位控制技術(shù)不斷提高，這樣才能使容量不斷增長(zhǎng)。本文介紹以hdd用為主的動(dòng)壓軸承和采用動(dòng)壓軸承的薄型主軸電動(dòng)機(jī)。
二、主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)
hdd的要求如下：
l、高密度記錄：
2、高可靠性（耐沖擊、長(zhǎng)壽命、低散發(fā)氣體等）
3、小型薄型、重量輕。
4、低功耗
以上要求每年都在提高，越來(lái)越苛刻。因此對(duì)于hdd的關(guān)鍵部件，采用動(dòng)壓軸承的主軸電動(dòng)機(jī)則要求高精度化旋轉(zhuǎn)（低nrrd、低振動(dòng)等）、低噪音。
hdd是屬于記錄媒體不能交換的非可交換性記憶裝置。同其他記憶裝置相比較，要求高可靠性，不僅僅是軸承等結(jié)構(gòu)部件需要高可靠性。對(duì)于部件可能產(chǎn)生的外部氣體、磁頭、記錄媒體等都要注意防止污染。另外為了適應(yīng)hdd的高數(shù)據(jù)傳送率，主軸電動(dòng)機(jī)就要高速旋轉(zhuǎn)，這樣會(huì)在hdd筐體內(nèi)部形成空氣的流動(dòng)誘發(fā)磁頭振動(dòng)，使正常的寫(xiě)入、讀出發(fā)生困難；同時(shí)由于盤(pán)片的風(fēng)損增大使耗電上升；而且還會(huì)引起盤(pán)片溫度上丹。另外為了實(shí)現(xiàn)hdd的靜音化，必須要抑制電動(dòng)機(jī)的電磁噪音、軸承噪音等。
以上這些條件因素有很多是相互矛盾的。例如為了提高記錄密度，磁跡就要窄化，這就要求主軸電動(dòng)機(jī)低振動(dòng)、軸承高剛性；這同主軸電動(dòng)機(jī)和軸承的小型化是相互矛盾的。另外為了使hdd小型輕量化，就要求主軸電動(dòng)機(jī)也小型化，這同低耗電又是矛盾的。所以講列于主軸電動(dòng)機(jī)的需求來(lái)講，這種相對(duì)矛盾的狀況是很多的，為了確保hdd的性能，必須要解決這些矛盾，定出合適的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。以采用動(dòng)壓軸承的主軸電動(dòng)機(jī)的hdd溝例，決定電動(dòng)機(jī)的性能的設(shè)計(jì)參數(shù)如圖1所示。
從圖可以看出影響電動(dòng)機(jī)性能的有許多方面。為了滿(mǎn)足hdd的要求，必須要詳細(xì)研究這些參數(shù)，決定最適合hdd的轉(zhuǎn)子、定子和軸承，再?zèng)Q定電動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。下面對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)最關(guān)鍵的、最重要的部件動(dòng)壓軸承作介紹。
三、動(dòng)壓軸承
對(duì)于在同心圓的磁跡上記錄／讀出數(shù)據(jù)的hdd來(lái)講，由于磁跡密度提高，對(duì)磁頭磁跡的允許偏移量是十分嚴(yán)格的。以往主軸電動(dòng)機(jī)采用滾珠軸承，但滾珠并不完全是圓的，由于滾珠和軌道面的微小變形，就會(huì)產(chǎn)生非重復(fù)性旋轉(zhuǎn)軸跳動(dòng)(nrro:non-repeatable run out).滾珠軸承能達(dá)到的nrro極限值在數(shù)十納米左右，這樣滾珠軸承就限制了磁跡密度的提高。另外hdd已從以往的pc專(zhuān)用擴(kuò)展到放像用、播音用、車(chē)載用等方面。這樣滾珠軸承的噪音、耐沖壓等方面都受到使用場(chǎng)所的限制；所以現(xiàn)在采用動(dòng)壓軸承的比率迅速上升。
動(dòng)壓軸承從大的方面分有軸固定型（軸固定、軸承旋轉(zhuǎn)）和軸旋轉(zhuǎn)型（軸承固定、軸旋轉(zhuǎn)）。根據(jù)軸承的負(fù)載即所使用的盤(pán)片張數(shù)，決定采用那種形式。從軸和軸承的間隙中填充的油離心力小、容易密封來(lái)看，軸旋轉(zhuǎn)型有利；這種形式的潤(rùn)滑油不易漏和向外飛散。另外軸旋轉(zhuǎn)型對(duì)軸承的摩損也小。圖2是軸旋轉(zhuǎn)型動(dòng)壓軸承電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖例。
3.1動(dòng)壓軸承的課題
動(dòng)壓軸承主軸電動(dòng)機(jī)在民用方面，可用作磁帶錄像機(jī)機(jī)磁鼓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和復(fù)印機(jī)的硒鼓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)等；現(xiàn)在用途正不斷地?cái)U(kuò)展中。但是，在應(yīng)用到hdd的時(shí)候，有以下課題急待解決：
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