Привод накопителя информации на жестких магнитных дисках Советский патент 1992 года по МПК G11B19/20 

(21)4747124/10 (22) 11.10.89 (46)07.09.92. Бюл. №33

(71)Научно-производственное объединение Ротор

(72)А.С.Бондарь, В А Виплерг, П М Дайн, Г,Г Сафонов, В.С Славин и Б fl Федоров

(56)1. Патент Японии N 62-2 i 190, кл. G 11 В 19/20 1987.

2. Патент ФРГ Мг 3404196, кл. G 11 В 23/03 1985

(54) ПРИВОД НАКОПИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЖЕСТКИХ МАГНИТНЫХ ДИСКАХ

(57)Изобретение относится к вычислительной технике Целью изобретения является повышение стабипьности положения шпинделя и повышение надежности привода. Для достижения цели подшипники выполнены в виде гидродинамических опор 9 скольжения, рабочие поверхности которых выполнены в виде сфер между шинами которых установлена распорная втулка 7, на

концах которой выполнены Битовые канавки 16 противоположных направлении, на неподвижной части гидродинамической опоры выполнены кольцевые канавки 18 масляных питателей со сквозными отверстиями 17, причем с целью обеспечения электрического контакта шпинделя с корпусом между кольцевыми канавками масляных питателей выполнены кольцевые канавки, заполненные токопроводящей смазкой 15, э для исключения перемешивания смазочных материалов между кольцевыми канавками и токопроводящей смазкой на поверхности вращающихся деталей нанесено барьерное покрытие, в введенном магнит ножгдкостном загвоое рабочий зазор выполнен эксиапьныМ между башмаками ярма 13 постоянного магнита 14, при этом вал 8 шпинделя выполнен полым из немагнитного материала, в полость которого установлен магнитный шунт 12 с возможностью перемещения. 2 з.п.ф-лы, 1 ил

(Л

С

Изобретение относится к информационно-вычислительной технике.

Известны приводы накопителей информации 1,2, имеющие шпиндель, вал которого установлен в шарикоподшипниках, бесколлекториый двигатель постоянного тока с датчиком положения ротора, расположенными в полости шпинделя, магнитожидкостные затворы, отделяющие полость подшипниковых узлов от полости, в

которой расположены диски. Приводы таких конструктивных схем, несмотря н ом- пактность, имеют существенный недостаток, заключающийся в наличии собственных вибраций относительно высокого уровня из-зз циклических изменений контактных напряжений в элементных шарикоподшипниковых опор, т.е. имеет место нестабильность положения шпинделя. Это ограничивает, в свою очередь, возможность повышения плотности записи информации

тпА

на дисках из-за дополнительных случайных смещений шпинделя.

Кроме того, в патенте ФРГ 2, принятом за прототипа, наружные неподвижные кольца радиально-упорных- шарикоподшипников закреплены в корпусе привода накопителя с, помощью податливых в осевом направлении втулок, что дожет приводить, даже при незначительном износе рабочих поверхностей или микровмятинах монтажного или ударного характера на беговых дорожках или шариках подшипников, к резонансным явлениям. В указанном патенте мап-штожидкостные затворы, запмра- ющие шарикоподшипниковые узлы, обладают тем недостатком, что создают дополнительно значительный момент сопротивления вращению шпинделя, так как магнитный поток постоянного магнита затвора практически полностью замыкается через вал шпинделя, выполненный из магнитного материала. Дополнительный момент сопротивления вращению создается также в электроконтактном устройстве, представляющем пару трения стальной шарик - подпружиненная угольная пластина. Этот момент нестабилен в силу взноса угольной пластины, поэтому вызывает угл - вые колебания - вибрации шпинделя.

Целью изобретения является повышение стабильности положения шпинделя и повышение надежности привода Использование предлагаемого привода накопителя информации позволит благодаря исключению механических контактов между подвижными и неподвижными деталями существенно (на порядок и более) снизить собственные вибрации шпинделя, что создает возможность повысить плотность записи информации на дисках, т.е. повысить емкость накопителя без увеличения его га- баритов или снизить габариты накопителя при неизменной емкости,

Привод накопителя информации на жестких магнитных дисках, приведенный на чертеже, содержит корпус-фланец 1, шпиндель 2, внутри которого расположены элементы электродвигателя (плата датчика положения ротора 3, постоянные магниты 4 ротора, статор с обмоткой 5), закрепленный на конце вала 8, подвижные элементы опоры (шипы) 9, закрепленные совместно с распорной втулкой 7 винтом 11 на валу 8, магнитный шунт 12, установленный в отверстие вала 8, упорный фланец 10, неподвижный элемент 6 опоры, ярмо 13 магнитножидкостного затвора, установленные в корпус-фланце 1, Уежду рабочими поверхностями ишпов 9, образованными элементами сферы, установлена распорная

втулка 7, на концах которой выполнены винтовые канавки 16 противоположных направлений. Против винтовых канавок, на неподвижном элементе 6 гидродинамической опоры, выполнены кольцевые канавки 18 масляных питателей со сквозными отверстиями 17.

Между башмаками ярма 13 установлен постоянный магнит 14 затвора, В зазор

0 между башмаками ярма и вала введена магнитная жидкость 19, а в цилиндрическую полость между неподвижным элементом 6 опоры и распорной втулкой 7, образующую нерабочий зазор опоры, заложена токопро5 водящая смазка 15 для осуществления электрического контакта между вращающимися деталями шпинделя и корпусом. Положение смазки в зазоре фиксируется с помощью барьерного покрытия, например, БП-1, на0 несенного нз поверхности деталей, непосредственно прилегающее к полостям, заполненным рабочим маслом.

Вал 8 выполнен из немагнитного материала полым и снабжен магнитным шунтом

5 12 в виде винта с возможностью перемещения, а зазор между башмаками ярма 13 маг- нитожмдкостного затвора выполнен аксиальным, Магнитный шунт, его диаметр и положение относительно рабочего зазора

0 обеспечивают минимальный момент трения.

Привод накопителя работает следующим образом.

Шпиндель приводится во вращение от

5 сети постоя иного тока через электронный коммутатор, последовательность подзчи напряжения по секциям обмотки статора регулируется датчиком положения ротора 3. При вращении возникает упругий гидродинами0 ческий слой масла между рабочими поверхностями полусферических .опор со спиральными канавками, обеспечивающий подвес шпинделя 2. Удержание масла в ра- бочей зоне обеспечивается системой отвер5 стий 17 в неподвижном элементе б опоры, барьерным покрытием поверхностей и винтовыми канавками 16 на распорной втулке 7. Размеры сферических поверхностей, тип масла, параметры спиральных канавок на

0 полусферах шипов и величины рабочих зазоров, определяющие стабильность положения шпинделя, выбраны исходя из условия обеспечения максимальной плотности записи информации нз дисках, что до5 стигаетсяустойчивостью

гидродинамического режима смазки рабочих поверхностей подшипников. Консистентная токопроводящая смазка, расположенная в цилиндрическом зазоре нерабочей части опоры, обеспечивает электрический контакт между подвижными и неподвижными элементами шпинделя. Перс- м е ш и в а н и ю смазочных г. зтериапов препятствует барьерное почгштие, уззличи- пающео краевой угол смачивания. Магнитная ж и,/:- ;.осгь затвора препятствует вытеканию масла из полостей опоры в жидкость дисков накопителя информации. Магнитный шунт после подбора размеров и регулировки его положения относительно рабочего зазора затвора обеспечивает ми- нимапьный иомент трения а узле уплотнения.

Формула изобретения 1, Привод накопителя информации из жестких магнитных дисках, включающий корпус, полый шпиндель, установленный в подшипниках, вал « двигатель постоянного тока с датчиком положения ротора двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности положения шпинделя и повышения надежности привода, подшипники выполнены в виде гидродинамических опор скольжения, рабочие поверхности которых выполнены в виде сфер, между шипами которых установлена распорная втулка, на концах которой выполнеf

ны винтовые канавки гфотнгсго. ял- правлений, на неподвижной части гидродинамической опоры выпопнены кольцевые

канзьки масляных ммтагепей со СЕРОЗНЫМИ отверстиями, в веденном магн п- о -дкосл- ном затворе рабочий зазор зыпслиен о.пепельным между баиинакамч ярмп постоянного магнита, при ал (ипчпде0 ля выполнен полым ъгз не -эг мтиого мзча- риала, в полость которого устянозлен магнитный шунт с возможностью пооем ЩбНМЛ.

го контакта шпинделя с корпусом, в неподвижной части гидродинамической споры между кольцевыми канавками масляных питателей, выполнены дополнительные коль- 0 цевыеканавки,заполненные

токопроводящей смазкой.

3.Привод по п.2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью исключения перемешивания смазочных материалов, между кольце5 выми канавками масляных питателей и токопроводящей смазкой на поверхности вращающихся и неподвижных деталей нанесено барьерное покрытие.