Как смазать жесткий диск

Обновлено: 02.07.2024

Как и у многих из вас, у меня есть несколько очевидно неисправных или раздражающе шумных небольших 50-контактных дисков SCSI (большинство 250 МБ или меньше). Я проходил через них. Несколько из тех, что я считал мертвыми, оказались просто нуждающимися в переформатировании (утилиты Apple здесь, однако, были бесполезны; я использовал Silverlining v5.8.3a с гораздо большим успехом).

Более интересно сообщить об эксперименте с Quantum ProDrive LPS, 230 МБ. Эти диски никогда не были особенно тихими, даже когда они были новыми, но у меня был один из них, который сильно гудел, и поэтому я считал его расходным материалом. Эти диски поставлялись в машинах 1992-93 годов, таких как более поздние модели Quadras. Вой, о котором идет речь, вызывается подшипниками, а поскольку смазка попадает на скрипучие колеса, я достал масленку.

Сначала был разобран заведомо мертвый диск, чтобы взглянуть на него. Это то, что лучше не делать с диском, который вы хотели бы продолжать работать. При разборке я обнаружил, что возможно попадание масла в коренной подшипник. Хороша ЭТО идея или нет, это, конечно, другой вопрос. Тем не менее, продолжим.

На этих дисках есть три наклейки, на каждой из которых написано: "Гарантия аннулируется, если пломба сломана". Ну, гарантии уже не вопрос. Наклейка, которую нужно удалить, находится в центре. Под ним есть небольшой винт, который при снятии открывает доступ к карданному валу. Есть кромка и шов (диски вращаются вокруг вала), отделяющие его от дисков, поэтому казалось возможным сохранить масло там, где оно должно быть, используя совсем немного и аккуратно нанося его.

Я открутил винт на работающем, но скулящем приводе и несколько раз окунул иголку в качественное машинное масло, вставив ее в отверстие в районе карданного вала. Затем я оставил масло впитываться на несколько минут и, наконец, вставил привод в Quadra 605.

Я как-то не ожидал, что это сработает. Однако накопитель Quantum больше не шумит. Я не уверен, как долго он будет продолжать работать, но я запускал его в цикле тестирования Silverlining в течение часа, и все в порядке.

Затем я попробовал то же самое с другим диском, который умер пару лет назад. Он издавал скрежещущий звук. Он начал вращаться, успокоился примерно через 90 секунд и был фактически распознан в цепочке scsi. Однако головы были припаркованы, и я не мог пройти дальше. Я не уверен, что другие утилиты, такие как Lido, доставили бы мне больше удовольствия.

В любом случае, учитывая количество отказов дисков в наши дни, я решил сообщить об этом. Это был всего лишь эксперимент, но я попробую еще раз через несколько дней и посмотрю, что получится.

В этой диссертации мы исследуем поведение смазки на границе раздела головка-диск жесткого диска (HDD) путем численного моделирования образования смазочных бугров на диске и накопления смазки на воздушной опорной поверхности ползуна (ABS). . Мы используем классическую теорию смазки из механики сплошных сред для моделирования как воздушного подшипника, так и движения смазки. Численное моделирование сравнивалось с экспериментальными испытаниями оплавления смазки на диске после лазерного нагрева. Было обнаружено хорошее соответствие между экспериментами и численным моделированием.

Мы исследовали влияние высоты полета ползуна, угла перекоса и конструкции ABS на поток и оплавление смазки. Мы описываем профиль толщины смазки и эволюцию объема на ABS и боковых стенках ползуна. Было обнаружено, что меньшая высота полета способствует более быстрому удалению смазки из АБС за счет индуцированного увеличения напряжения сдвига воздуха. Когда ГНБ находится в состоянии покоя, смазка, скопившаяся на отсадочном конце, стекает обратно в АБС под действием расклинивающего давления. Установлено, что для конкретной конструкции ползуна увеличение радиального положения ползуна и, следовательно, изменение его угла перекоса приводит к усилению процесса истечения смазки за счет уменьшения высоты полета ползуна. Процесс миграции смазки в значительной степени зависит от конструкции АБС. Установлено, что конструкции ползуна, которые накапливают большую часть смазки на более широкой области на конце наплавки и имеют более высокие значения напряжения сдвига на воздухе, удаляют смазку из АБС с более высокими объемными расходами, чем те конструкции, в которых накопление концентрируется вблизи центра насадки и имеют меньшие значения среднего напряжения сдвига.

Мы моделируем процессы течения и оплавления нестабильных смазочных пленок. Исследуется растекание капель толщиной больше критической толщины несмачивания. Замечено, что если в основных уравнениях пренебречь поверхностным натяжением, расклинивающее давление действует как дестабилизирующая сила, вызывающая несдерживаемый рост пленки. Расклинивающее давление разбивает первоначальную каплю на более мелкие, которые сужаются в ширину и увеличиваются в высоте.По мере продолжения роста кривизна каждой капли становится достаточно большой, чтобы уравновесить расклинивающее давление. Конечное состояние состоит из нескольких изолированных капель, соединенных однородной пленкой. Когда мы учитываем влияние напряжения сдвига воздуха и градиента давления воздуха, первоначальная капля распадается на более мелкие, которые затем сдвигаются вниз по потоку в направлении напряжения сдвига воздуха. Было невозможно смоделировать смачивание пленки смазки на всей области ползуна, так как было обнаружено, что поверхностное натяжение существенно только на масштабах длины, на несколько порядков меньше размера ползуна.

Наконец, мы исследуем изменения магнитного расстояния из-за миграции смазки на ABS и изучаем образование сгустков смазки на поверхности диска, известных как «моголы». Замечено, что минимальное магнитное расстояние ползуна, загрязненного смазкой, значительно больше, чем у чистого ползуна, даже после относительно длительного полета ползуна над диском. Это увеличение расстояния отрицательно сказывается на производительности чтения/записи жесткого диска. Также замечено, что напряжение сдвига воздуха может генерировать смазочные бугры на поверхности диска из-за колебаний ползуна по вертикали, в направлении вниз и вне пути.

Глава 11. Дисководы для гибких дисков


Первое и самое главное:
Не втыкайте рабочий диск в сомнительный привод. Проверьте диск перед этим.
Во многих случаях вы найдете серьезно поврежденные диски 3,5 и 5,25". Некоторые из них можно отремонтировать. Многие нет.
Давайте рассмотрим типичные детали привода:
Если привод имеет ременный механизм , проверьте его состояние. Ремень движется без вращения ступицы или шпинделя двигателя? Возможно, его нужно заменить. Проверьте, легко ли вращается ступица двигателя - иногда может потребоваться капля смазки на подшипники двигателя.
Исключение есть представляет собой 3,5-дюймовый привод Siemens для ноутбуков с ременным приводом. Если двигатель в нем выйдет из строя, он никогда не вернется к стабильной скорости вращения.
Если есть встроенный бортовой двигатель, у вас не так много поля для движения. Проверьте, крутится ли он и плавно ли вращается ступица диска.
Чтобы нанести каплю смазочного масла на подшипник (используйте ОЧЕНЬ МАЛЕНЬКОЕ количество), используйте шприц с иглой. При заливке масло идет медленно внутрь и при нанесении тоже медленно. Игла позволяет добраться до труднодоступных мест вблизи вращающихся валов или подшипников.
Есть еще одна проблема с двигателями шпинделя в 5,25-дюймовых дисках: иногда, особенно в более дешевых дисках, верхняя часть, которая прижимает диск к ступице, может быть не по центру. Тогда после интенсивного использования часть ее изнашивается быстрее, таким образом, он фиксируется в металлической втулке. Даже если вы отполируете его, чтобы он стал однородным, он все равно может зафиксироваться или ослабить усилие прижатия, удерживающее диск на месте.

Шаговый двигатель головки
Существует множество конструкций держателя головки с шаговым двигателем. В 5,25-дюймовых приводах наиболее популярным является использование металлического ремня, который скатывается со ступицы двигателя и толкает держатель головки. Это довольно жесткая конструкция, и единственное, что вызывает проблемы, это плохой двигатель или заедание держателя. Другие конструкции включают плоский диск со спиральной гравировкой. (где типичная проблема - пыль, покрывающая эту гравировку), или винтовой механизм (популярен в 3,5-дюймовых накопителях).
Винтовой механизм нуждается в смазке. Если на винте нет смазки, добавьте немного, но не слишком много.
Обычно вы можете перемещать держатель головы, вращая ступицу двигателя. Исключение составляют только приводы 3,5" с винтовым механизмом, в которых усилия довольно велики по сравнению с размером винта. Если водила застревает, значит, проблема с тягами или механизмом водила. Очистите все от пыли и нанесите немного смазки на блестящие рулевые тяги.

Соленоид — это ошибка.
Если в приводе есть соленоид для сброса головок на диск, знайте, что долго этот привод не протянет. Соленоид создает относительно высокие вибрации прямо в сборке головок, медленно выбивая их из соосности. Повторная калибровка головок возможна, но это медленная и болезненная процедура. Избегайте таких дисков.

На этом мы заканчиваем механическую часть. Ниже вы можете увидеть типичный 5,25-дюймовый привод (с соленоидом, фиолетовая штука в нижней левой части) с отмеченными важными деталями. Не все приводы выглядят так, у большинства нет соленоида.



Хорошо, давайте начнем:
A - Вал шагового двигателя - может потребоваться очистка/смазка, если двигатель плохо двигается.
B — Две серебряные направляющие держателя головки – может потребоваться очистка и смазка, если держатель головки заедает.
C - Верхняя направляющая несущей головки для опускающегося (соленоидного или замкового) механизма. Требуется чистка, редко смазка
D - Подшипник под нижней ступицей - в старых приводах может потребоваться чистка и смазка, для этого используйте шприц с иглой, чтобы добраться до него.
E - Верхняя часть ступицы - требует очистки, иногда проникающим смазывающим раствором типа WD40.
F — Подшипники замка – требуют очистки.

Оптическая часть
Оптическая часть во многих приводах достаточно жесткая. Обычно достаточно продуть воздухом и использовать щетку, иногда может понадобиться тряпка с чистящей жидкостью, которая не оставляет следов. В типичном приводе вы можете найти следующие оптические барьеры:
- Обнаружение внешней дорожки диска - возле держателя головки
- Обнаружение внутренней дорожки диска - иногда присутствует, иногда нет, возле головки носитель
- Детектор индексных отверстий (только для дисков 5,25") - в центре, возле концентратора
- Детектор язычка защиты от записи (в дисках 5,25") - иногда служит детектором "смены диска" в качестве диска во время вставка пересекает его луч.
– Детектор формата — в некоторых редких 3,5-дюймовых накопителях детектор отверстий формата и детектор язычка защиты от записи имеют оптические барьеры, а не механические переключатели.

Головки
Пришло время почистить головы. Делайте это в конце, когда внутри накопителя не будет летать другая пыль. Я использую кусок ткани с жидкостью для мытья окон. Полотно размещается вокруг плоского куска металла, позволяющего дотянуться до головы. Не нарушайте выравнивание головок на этом этапе! Некоторые диски могут иметь оксидные слои или даже остатки воды на головках, поэтому очищайте их должным образом.
Некоторые односторонние приводы с головкой внизу позволяют открывать верхнюю часть узла головки для очистки головки.

В самом начале разработки жестких дисков, с целью обеспечения безопасного, быстрого, плавного и точного вращения мотор-шпинделя (ротора) HDD - использовались роликовые шарикоподшипники. В то время они обеспечивали удовлетворительное низкое трение и высокую надежность и были логичным решением с точки зрения цены, производительности и доступности.

Постепенно потребность в более высоких оборотах в минуту росла. Результатом было повышенное трение в подшипнике и тепловое расширение стальных шариков из-за высоких рабочих температур. Проблема перегрева подшипников была временно решена за счет использования тел качения из керамических материалов, таких как нитрид кремния и диоксид циркония. Эти материалы имеют низкий коэффициент теплового расширения.

Постоянный спрос на увеличение емкости, т. е. плотности данных на пластинах, снижение высоты полета, при котором головки зависают над пластинами во время операций чтения/записи. Принцип работы подшипников качения основан на вращении тел качения вокруг оси вращения, при этом каждое тело качения (шарик) также вращается вокруг своей оси с разной скоростью.

Кроме того, подшипники качения очень чувствительны к загрязнениям, которые образуются в результате износа шариков качения во время работы. Эти проблемы привели к отклонениям от номинальной оси вращения шпинделя - осевому и радиальному выворотам. В ситуации, когда увеличение емкости HDD требовало уменьшения высоты полета, эти стрелочные переводы, особенно осевой, могли привести к контакту ферритов головок с пластинами. Далее из-за повышенных оборотов появился достаточно высокий уровень шума в результате вращения шариков в подшипнике.


Фото 1. Конфигурация двигателя жесткого диска с шариковыми подшипниками (слева) и жидкостным подшипником (справа)

Решение было найдено в жидкостных подшипниках. Корпуса роликов здесь заменены тонким слоем масла. Шпиндель (ротор) ГНБ вращается в подшипнике без контакта с корпусом подшипника. Этот принцип значительно уменьшил эффект стрелочного перевода, а так как нет контакта в подшипнике - эффект нагрева тоже.

Возможно, главное преимущество гидроподшипников заключается в том, что вращение шпинделя становится более стабильным при более высоких оборотах. Этот факт позволил еще больше увеличить скорость вращения шпинделя жестких дисков. Еще одним положительным эффектом применения гидроподшипника является значительное снижение уровня шума при работе ГНБ. Вращение шпинделя почти на всех современных жестких дисках обеспечивается гидроподшипниками.

К сожалению, внедрение гидроподшипников не устранило полностью все возможности отказов двигателя при работе ГНБ. В настоящее время самой большой проблемой в этой области является заедание шпинделя в корпусе подшипника. Чаще всего этот дефект возникает из-за ударов или падений HDD во время работы. Жесткие диски Seagate семейств 7200.11 и 7200.10 особенно подвержены этому типу неисправности.


HddSurgery, как компания, разрабатывающая инструменты и «ноу-хау» для восстановления данных, почти два года работала над решением проблемы двигателя шпинделя жесткого диска.

Первоначальная идея заключалась в обмене тарелками.Однако, поскольку пластины являются единственной незаменимой частью HDD с точки зрения восстановления данных, а также некоторыми другими техническими трудностями, с которыми мы столкнулись при разработке инструмента для замены пластин, мы были вынуждены найти другой способ решения этой проблемы аварийного восстановления.

Решение было представлено нашим коллегам из DR в 2011 году. Наш инструмент Seagate 7200.10/.11 для замены шпинделя жесткого диска представлял собой совершенно новый подход к устранению неисправности застрявшего шпинделя.

С его помощью заклинивший узел жидкостного подшипника (состоящий из шпинделя и корпуса подшипника) извлекается из жесткого диска пациента и заменяется полностью исправным донорским жидкостным подшипником.

Важно отметить, что в течение всего процесса замены подшипников предотвращается любое перемещение пластин пациента жесткого диска относительно корпуса привода. Это означает, что исправный подшипник устанавливается на то же место, где был заклинивший.

Читайте также: