Friction forces in the gap of microbearings with parabolic shapes

• Autorzy: Wierzcholski K.

Warianty tytułu

PL

Siły tarcia w szczelinach mikrołożysk o parabolicznych kształtach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the friction forces calculation in hydrodynamic HDD micro-bearing lubrication with parabolic shapes of journals. One of the reason of such bearing shapes is that parabolic journals have contributed to changing (increasing or decreasing) the memory capacity of a HDD hydrodynamic micro-bearings occurring in computer disks. Such properties are very important and necessary in HDD micro-bearings. Up to now, G. H. Jang, C. S. Kim, J. W. Yoon, and S. H. Lee have been considering the dynamic behaviour of HDD spindle systems with fluid dynamics of micro-bearings. In the last scientific papers of G. H. Jang, C. S. Kim, J. W. Yoon, and S. H. Lee, the increases of the memory capacity in fluid dynamic HDD micro-bearings was simulated only by the bearing width and by the herringbone or spiral grooves located on the sleeve and journal surfaces.

PL

Niniejsza praca przedstawia obliczanie sił tarcia w mikrołożyskach o parabolicznych i hiperbolicznych kształtach czopów. Jedną z przyczyn takich kształtów mikrołożysk jest to, że hiperboliczne i paraboliczne czopy umożliwiają symulacje wzrostu oraz spadku pamięci nośności hydrodynamicznych mikrołożysk HDD występujących w dyskach komputerowych. Takie własności są bardzo ważne oraz niezbędne w hydrodynamicznych łożyskach HDD. Do tej pory badania naukowe w tym zakresie były prowadzone przez G.H. Jang oraz C.S. Kim, J.W. Yoon, S.H. Lee. W ostatnich pracach tych autorów symulacja pamięci nośności hydrodynamicznej w mikrołożyskach HDD była dokonywana wyłącznie poprzez zmiany ich długości oraz poprzez kształtowanie powierzchni nośnych czopa i panewki na wzór jodełki z wyciętymi mikrorowkami.

Słowa kluczowe

EN

parabolic journals; micro bearing of computer disks; memory of capacity

PL

paraboliczne czopy; mikrołożyska dysków komputerowych; pamięć nośności

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 4
• Strony: 195--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzcholski K.

• Gdynia Maritime University, Morska 83, 81-225 Gdynia,

Bibliografia

• 1. Asada T. et al: Hydrodynamic bearings and applied technologies. Matsushita Tech. 2000, 46 (1), pp. 54-76.
• 2. Asada T., Saito H., Asaida Y., Itoch K.: Design of hydrodynamic bearing for high-speed HDD. Microsystem Technologies 8, 2002, pp. 220-226.
• 3. Bhushan B.: Nano-tribology and nanomechanics of MEMS/NEMS and BioMEMS, BioNEMS materials and devices. Microelectronic Engineering 84, 2007, pp. 387-412.
• 4. Chizhik S.A., Ahn H.-S., Chikunov V.V., Suslov A.A.: Tuning fork energy dissipation nanotribometry as option of AFM, Scanning Probe Microscopy, 2004, pp. 119-121.
• 5. Chen S.X., Zhang Q.D.: Design of fluid bearing spindle motors with controlled unbalanced magnetic forces. IEEE Transactions on Magnetics, 1997, 33 (5), pp. 2638-2640.
• 6. Fung Y.C.: Biomechanics, Motion, Flow, Stress and Growth, Springer Verlag, New York, Hong Kong, 1993.
• 7. Fung Y.C.: The Meaning of Constitutive Equations in Biomechanics, Mechanical Properties of Living Tissues, Springer Verlag, Berlin, 1993.
• 8. Gad-el-Hak M.: The MEMS handbook, CRC Press, 2001.
• 9. Jang G. H., Lee S. H., Kim H. W., Kim C. S.: Dynamic analysis of a HDD spindle system with FDBs due to the bearing width and asymmetric grooves of journal bearing. Microsystems Technologies, 2005, 11, pp.499-505.
• 10. Jang G.H., Seo C.H., Ho Scong Lee: Finite element model analysis of an HDD considering the flexibility of spinning disc-spindle, head-suspension-actuator and supporting structure. Microsystem Technologies, 2007, 13, pp. 837-847.
• 11. Jang G.H., Park S.J., Kim C.S., Han J. H.: Investigation of the electromechanical variables of the spindle motor and the actuator of HDD due to positioning and the free fall. Microsystem Technologies, 2007, 13, pp.797-809.
• 12. Jang G.H., Yoon W.: Dynamic characteristics of a coupled journal and thrust hydrodynamic bearing in a HDD spindle system due to its groove location. Microsystem Technologies 2002, 8, Springer Verlag, pp. 261-270.
• 13. Liu L.X., Spakovszky Z.S.: Effects of Bearing Stiffness Anisotropy on Hydrostatic Micro gas Journal Bearing Dynamic Behavior, J. of Engineering for Gas Turbines and Power, ASME, 2007, vol.129, pp. 177-184.
• 14. Lin J.R.: The Effects of Couple Stresses un the Squeeze Film Behaviour Between Isotropic Rough Rectangular Plates, Journal of Applied Mechanical Engineering, 2001, Vol.6, No.4, pp. 1007-1024.
• 15. Truckenbrodt E.: Strömungsmechanik, Springer Verlag, New York, Berlin 1986.
• 16. Truesdell C.: A First Course in Rational Continuum Mechanics John, Baltimore, Maryland, Hopkins University, 1972.
• 17. Wierzcholski K.: Bio and slide bearings; their lubrication by non-Newtonian fluids and application in non-conventional systems. Vol. I, Second Edition: Principles of Human Joint Lubrication. Monograph. Gdansk University of Tech., 2006, ISBN 83-923367-2-0.
• 18. Wierzcholski K., Miszczak A.: Flow on the bio cell surfaces as an element of the micro-bearing tribology. Journal of Kones Powertrain and Transport, 2007, vol.14, No.2, pp. 553-560.
• 19. www.oce.pg.gda.pl/biobearing/?path=8, 2006.
• 20. Yong-Bok Lee, Hyun-Duck Kwak, Chang-Ho-Kim, Nam-Soo Lee: Numerical prediction of slip flow effect on gas-lubricated journal bearing for MEMS/MST- based micro-rotating machinery. Tribology International, 2005, 38, pp. 89-96.