硬盘磁头滑块径向飞行特性分析

毛薪然， 杨廷毅， 崔家志， 龚西鹏

(山东理工大学 机械工程学院， 山东 淄博 255049)

随着现代社会计算机技术的不断发展，人们对于硬盘的存储量需求日益增加，硬盘向着体积越来越小容量越来越大的方向发展[1]，磁头滑块的飞行高度早已达纳米级别[2]。随着磁头滑块飞高的不断降低，就需要对头/盘界面气膜润滑方程进行修正。在FK修正模型的基础上，提出了LFR修正模型[3-5]，在提高了计算效率的同时，还有着良好的抗冲击性能。在修正模型的基础上，对于硬盘磁头滑块飞行特性的研究，主要集中于动态和静态两方面，杨廷毅等[6]使用摄动法研究了磁头滑块受到外界干扰时的动态飞行特性；Segu等[7]利用有限单元法(FEM)研究了硬盘磁头滑块的静态和动态特性。Zhang等[8]研究发现PFPE润滑剂的用量随着磁头滑块的俯仰角、侧倾角和飞行高度和磁盘转速的增大而减小。Dai等[9]研究了磁盘转速和滑块飞行高度下对润滑油桥以及磁头滑块压力的影响。Lim等[10]研究得出磁盘曲率可以减小最小飞行高度和增加滑块的俯仰角和滚动角来降低外界冲击影响。

在硬盘工作过程中，磁头滑块通过传动手臂的作用沿着磁盘的半径方向做径向运动以进入各磁道来进行数据的读写等操作，即磁头滑块的寻轨过程。由于径向位置的不同，磁头滑块所受的气膜承载力将发生变化，从而使滑块产生振动现象。Charlotte等[11]研究了不同位置时瞬时径向速度与磁盘转速之间的关系；Shi等[12]研究了磁盘半径对磁头滑块压力的影响；……