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散熱風扇軸承選擇

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2012-09-04 11:30:00

  軸承形式是指風冷散熱器風扇所使用的軸承類形。在機械工程上,軸承的類形非常多,但在散熱器產品上使用的軸承形式按照其基本工作原理分類也就那么三種:使用滑動摩擦的套筒軸承(SleeveBearing)和使用滾動磨擦的滾珠軸承(BallBearing)以及兩種軸承形式混合這三種。近些年來各大散熱器廠商在軸承方面推出的新技術,諸如磁浮軸承、流體保護系統軸承、液壓軸承、來福軸承、納米陶瓷軸承等也都是對上面這些基本的軸承形式加以改進而成,基本工作原理還是沒有變化。

  含油軸承(SleeveBearing)是使用滑動摩擦的套筒軸承,使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑,初期使用時運行噪音低,制造成本也低,但是這種軸承磨損嚴重,壽命較滾珠軸承有很大差距。而且這種軸承使用時間一長,由于油封的原因(電腦散熱器產品都不可能使用高檔油封,一般也就是普通的紙油封),潤滑油會逐漸揮發,而且灰塵也會進入軸承,從而引起風扇轉速變慢,噪音增大等問題,嚴重的還會因為軸承磨損造成風扇偏心引發劇烈震動。出現這些現象,要么打開油封加油,要么就只有淘汰另購新風扇。

  單滾珠軸承(1Ball+1SleeveBearing)是對傳統含油軸承的改進,采用滑動摩擦和滾動摩擦混合的形式,其實就是用一個滾珠軸承搭配一個含油軸承的方式來降低雙滾珠軸承的成本,它的轉子與定子之間用滾珠進行潤滑,并配以潤滑油。它克服了含油軸承壽命短,運行不穩定的毛病,而成本上升極為有限。單滾珠軸承吸收了含油軸承和雙滾珠軸承的優點,將軸承的使用壽命提升到了40000小時,缺點是在加入滾珠之后,運行噪聲有所增大,但仍小于雙滾珠軸承。

  雙滾珠軸承(2BallBearing)屬于比較高檔的軸承,采用滾動摩擦的形式,采用了兩個滾珠軸承,軸承中有數顆微小鋼珠圍繞軸心,當扇頁或軸心轉動時,鋼珠即跟著轉動。因為都是球體,所以摩擦力較小,且不存在漏油的問題。雙滾珠軸承的優點是壽命超長,大約在50000-100000小時;抗老化性能好,適合轉速較高的風扇。雙滾珠軸承的缺點是制造成本高,并且在同樣的轉速水平下噪音最大。雙滾珠風軸承和液壓軸承的封閉性較好,尤其是雙滾珠軸承。雙滾珠軸承被整個嵌在風扇中,轉動部分沒有與外界直接接觸。在密封的環境中,軸承的工作環境比較穩定。因此5000轉級別的大口徑風扇幾乎都使用雙滾珠軸承。而液壓軸承由于具備獨特的還回式油路,所以潤滑油泄露的可能性較小。

  來福軸承(RifleBearing)技術的代表廠商是CoolerMaster,目前CoolerMaster已經將旗下的大部分傳統含油軸承風扇升級到來福軸承。作為傳統含油軸承的改進,來福軸承采用耐磨材料制成高含油中空軸承,減小了軸承與軸芯之間摩擦力,來福軸承還帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯,在風扇運轉時含油將形成反向回游,從而避免含油流失,因此提升了軸承壽命。來福軸承風扇通過采用以上結構及零件,使得含油及保油能力大幅提升,并降低了噪音。

  流體保護系統軸承(HyproBearing)其名稱來源于HY(Hydrodynamicwave,流體力學波)PRO(Oilprotectionsystem,油護系統),系知名散熱器及風扇設計制造廠家ADDA的專利產品,也是在傳統含油軸承基礎之上進行多項改進而成。流體保護系統軸承與液壓軸承可謂殊途同歸,兩種設計各自采用了一些獨到的改進措施,但精髓同為循環油路系統,各方面的表現也基本相當。通常產品壽命可達50000小時以上。

  液壓軸承(HydraulicBearing)是由AVC首創的技術,是在含油軸承的基礎上改進而來的。液壓軸承擁有比含油軸承更大的儲油空間,并有獨特的環回式供油回路。液壓軸承風扇的工作噪音有明顯的降低,使用壽命也非常長,可達到40000小時。液壓軸承實質上仍然是一種含油軸承。但這種經過了改進,壽命比普通油封軸承大大延長了,并且繼承了含油軸承的優點——運行噪音小。目前液壓軸承已經在AVC散熱器中得到了應用,但并非所有的AVC散熱器都采用液壓軸承風扇。

  汽化軸承(VAPOBearing)是由Sunon將磁懸浮技術改進而來的,就是把含油軸承的軸套硬度加強,并且采用特殊的材料,其內層表面也是經過特殊加工的,這樣就克服了含油軸承不耐高溫的缺點,再和磁懸浮技術配合,就大大延長了使用壽命。

  磁懸浮軸承(MagneticBearing)的馬達有磁懸浮(MagneticSystem,MS)設計,其磁感應線與磁浮線成垂直,故軸芯與磁浮線是平行的,所以轉子的重量就固定在運轉的軌道上,利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個轉子懸空,在固定運轉軌道上。因此,磁懸浮事實上只是一種輔助功能,并非是獨立的軸承形式,具體應用還得配合其它的軸承形式,例如磁懸浮+滾珠軸承、磁懸浮+含油軸承、磁懸浮+汽化軸承等等。這項技術并沒有得到歐美國家的認可。

  納米陶瓷軸承(NANOCeramicBearing,NCB)在本質上仍然是一種含油軸承,是由富士康在其產品中首先引入的。傳統含油軸承風扇在使用過程中磨損比較嚴重,長時間使用時的可靠性較低。納米軸承有效的克服了這個問題:陶瓷軸承技術采用了特殊的高分子材料與特殊添加劑充分融合,軸承核心全面采用特殊的二氧化皓材料,使用沖模及燒結工藝制成,晶體顆粒由過去的60um下降到了0.3um,具有堅固、光滑、耐磨等特性。納米陶瓷軸承具有很強的耐高溫能力,不易揮發,這大大延長了風扇的使用壽命,納米軸承的性質與陶瓷類似,越磨越光滑。據測試,采用納米陶瓷軸承的風扇平均使用壽命都在15萬小時以上。這項技術其實并非真正的納米技術,所使用的材料也并非真正的納米級材料,只不過是采用了納米這樣的字眼來吸引眼球罷了。

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