ЛПМ запоминающих устройств (ЗУ) электронно-вычислительной аппаратуры (ЭВА)

Магнитная лента использовалась в ранних типах запоминающих устройств. ЛПМ запоминающих устройств ЭВА по условиям эксплуатации работают с периодическими пусками и остановами, т. е. в стартстопном режиме. В связи с этим помимо общих требований к ЛПМ (постоянство натяжения и скорости перемещения ленты и др.) важным является требование получения минимального времени разгона и останова механизма, называемое быстродействием.

Рис. 9

На рис. 9 представлена одна из типовых кинематических схем ЛПМ, отличающаяся высоким быстродействием. Подающая 1 и приемная 6 кассеты и ведущий валик электродвигателя в старт-стопном механизме 5 перемещения ленты 2 имеют отдельные приводы. Отличительным признаком схемы являются промежуточные хранилища 3 и 7 для петель магнитной ленты. Наличие петель позволяет исключить при разгоне, останове и перемещении (неравномерном) ленты влияние инерционности кассет с рулонами ленты и тем самым значительно уменьшить время разгона или останова ленты ведущим валиком на участке между петлями. Для сохранения петель в хранилищах предусмотрены датчики контроля уровня ленты, управляющие работой приводов кассет. Для записи информации на ленту и ее считывания служит магнитная головка 4.

Повышение быстродействия ЛПМ обеспечивается также при разработке соответствующих этому требованию схем стартстопного механизма. Для передачи движения от ведущего вала магнитной ленте применяют: прижатие ленты к ведущему валу посредством повышенного давления воздуха, создаваемого вакуумом (рис. 10, а) или наддувом (рис. 10, б); увеличение угла обхвата лентой ведущего вала (до 180°) с одновременным увеличением коэффициента трения путём покрытия поверхности вала соответствующим материалом (рис. 10, б). Такие ЛПМ (без прижимных роликов) называют монороликовыми.

Рис. 10

В ЛПМ с прижимными роликами (рис. 11) быстродействие достигается применением двух стартстоппых механизмов, ведущие валики которых 1 и 6, постоянно вращающиеся в противоположных направлениях, включаются заранее перед записью или считыва­нием информации магнитной головкой 4. Для включения магнитной ленты 3 достаточно прижать ее одним из упомянутых выше спосо­бов, например посредством прижимного ролика 7 или 8, к одному из вращающихся ведущих валов в зависимости от требуемого направления ее движения. Предварительное включение электродви­гателей обеспечивает повышение быстродействия ЛПМ. Время разгона ленты t_разг = 1,5...5 мс.

Рис. 11

Прижимные ролики перемещают посредством электромагнитов (см. рис. 7, а). Обводные ролики 2 и 5 служат направляющими для магнитной ленты. Ведущие валы выполняют стальными, а прижимные ролики покрывают слоем резины.

Прижатие ленты посредством давления воздуха не требует применения прижимных роликов, что повышает надежность ЛПМ.

В конструкции так называемого «вакуумного» вала для прижатия ленты (см. рис. 10, а) вокруг неподвижного цилиндра 2, имеющего воздушную полость в виде сектора, вращается полый тонкостенный цилиндр 1 со щелями вдоль образующих для прохождения воздуха, являющийся ведущим валом. Длина щелей меньше ширины магнитной ленты 3. При включении вакуум-насос создает в полости неподвижного цилиндра разрежение и вследствие этого ставшее избыточным давление окружающего воздуха прижимает магнитную ленту к вращающемуся с номинальной угловой скоростью полому цилиндру. При отключении вакуум-насоса давление в полости неподвижного цилиндра и окружающего возуха выравнивается, магнитная лента отходит от вращающегося полого цилиндра и ее движение прекращается. В устройстве для прижатия магнитной ленты посредством наддува воздуха (см. рис. 10, б)вал / вращается с номинальной угловой скоростью. Для прижатия ленты в камеру 3 подается под давлением Р_а воздух (наддув), который роходит через большое число радиально направленных отверстий, создавая равномерное прижатие магнитной ленты по всей ее поверхности на дуге охвата вала. Прижатие ленты происходит в течение 2 мс. При отключении наддува лента отходит от вала и ее движение прекращается. Устройства прижатия ленты посредством давления воздуха требуют более точного изготовления и характеризуются наличием шума.

Наиболее простым по конструкции и получившим широкое распространение является монороликовый ЛПМ (рис. 12). Его быстродействие определяется только моментами инерции ведущего вала и якоря электродвигателя. Монороликовый ЛПМ состоит из подающей 1 и приемной 2 кассет для магнитной ленты 9, ведущего ролика 3, имеющих индивидуальные приводы, блока магнитных головок 4 с механизмом отвода, вакуумных колонок 6 и 7, фотодатчика 8 для фиксации минимального количества ленты, стирающей головки 5, фотодатчика 10 начала и конца ленты.

Рис. 12

Механизм отвода магнитной головки в таком ЛПМ показан на рис. 13.

Рис. 13

Привод механизма состоит из реверсивного электродвигателя 1 типа (Р = 8,3 Вт; п = 3500...5500 мин ^–1) и червячного редуктора 2. При включении двигателя поворачивается рычаг 3 с роликом, закрепленный на выходном валу привода, который посредством рычага 8 отводит кронштейн 5 с магнитной головкой 6 от магнитной ленты 7. Рычаги 8 и 10, кронштейн 5 закреплены на втулке 11, свободно сидящей на оси 12. При перемотке для предотвращения износа ленты кронштейн 5 отводится на угол 7°, а при заправке ленты — на 42°. При переключении двигателя рычаг 3 поворачивается в обратном направлении, что позволяет пружине 9 повернуть рычаг 10, а вместе с ним и кронштейн 5 с магнитной головкой 6 в положение для записи или считывания инфор мации. Положение магнитной головки относительно магнитной ленты можно регулировать посредством винта 4.

Как отмечено выше, узлы кассет имеют отдельные приводы. На рис. 14 показана конструкция привода с электродвигателем 7, вал 1 которого выходит за пределы корпуса с обеих сторон. К одному концу вала посредством цанги 2 присоединяется фиксирующий механизм кассеты 4, который закрепляется поворотом ручки 6, воздействующей через дисковую пружину 5 на разжимную цангу 3. На другом конце вала закреплен диск 8 фрикционной муфты.

Рис. 14

С корпусом жестко соединены фрикционные диски 9, 10 и электромагнит 12 с якорем 11. При отключении тока, питающего катушку электромагнита (в аварийном режиме), пружина 13 поджимает якорь и фрикционные диски, осуществляя торможение электродвигателя. При включении питания в обмотку электромагнита якорь 11 под действием магнитного поля, преодолевая силу пружины 13, смещается вправо, разъединяя фрикционные диски. Вал 1 вместе с кассетой 4 начинает вращаться. Расчет ЛПМ ЗУ см. [35].

Современные ЛПМ, скомпонованные в виде небольших кассетных блоков, называются стримерами. Основным недостатком стримерных устройств является то, что для доступа к информации может потребоваться много времени, поскольку это связано с перемоткой ленты с одной бобины на другую. В этом ЛПМ проигрывают устройствам с магнитными дисками.