工业散热风扇的轴承


一款好的工业散热风扇,除了要求风量大和风压高之外,散热风扇自身的可靠性也是至关重要的。其中,工业散热风扇所使用的轴承起着非常重要的决定作用。

 

高速散热风扇一般使用滚珠轴承,而低速散热风扇则使用成本较低廉的自润轴承。每个工业散热风扇都需要两个轴承,一些风扇上标着"BS"字样的是单滚珠式轴承,而BS的意思是"1ball + 1 sleeve",依然带有自润轴承的成分。比BS 更高级的是双滚珠式轴承,即Two Balls。下面将对各种轴承形式简单加以说明。


 

含油轴承

含油轴承是使用滑动摩擦的套筒轴承,使用润滑油作为润滑剂和减阻剂,初期使用时运行噪音低,制造成本也低,但是这种轴承磨损严重,寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长,由于油封的原因(电脑散热器产品使用的工业散热风扇一般都不可能使用高档油封,只是普通的纸油封),润滑油会逐渐挥发,而且灰尘也会进入轴承,从而引起散热风扇转速变慢、噪音增大等问题,严重的还会因为轴承磨损造成工业散热风扇偏心,引发剧烈震动。出现这些现象,要么打开油封加油,要么就只有淘汰而另购新的散热风扇。


 

滚珠轴承

含油轴承由于使用周期较短,轴承内部的油控直接影响运转时噪音的大小,所以越来越被各知名大厂所摒弃。双滚珠轴承现在被业界广泛看好


 

单滚珠轴承

单滚珠轴承是对传统油封轴承的改进。它的转子与定子之间用滚珠进行润滑,并配以润滑油。它克服了油封轴承寿命短,运行不稳定的毛病,而成本上升极为有限。单滚珠轴承吸收了油封轴承和双滚珠轴承的优点。将轴承的使用寿命提升到了40,000 小时,加入滚珠之后,运行噪声有所增大,但仍小于双滚珠轴承。


 

双滚珠轴承

双滚珠轴承属于比较高档的轴承。轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心,当散热风扇扇页或轴心转动时,钢珠即跟着转动。因为都是球体,所以摩擦力较小,且不存在漏油的问题。双滚珠风扇优点是寿命较长,大约在50000 ~100000小时;抗老化性能好,适合转速较高的工业散热风扇。双滚珠轴承的缺点是制造成本高,并且在同样的转速水平下噪音最大(因为滚珠轴承摩擦点增加了2倍)。双滚珠轴承被整个嵌在工业散热风扇中,转动部分没有与外界直接接触,封闭性较好。在密封的环境中,轴承的工作环境比较稳定。因此5000 转级别的大口径散热风扇几乎都使用双滚珠轴承。


 

来福轴承

来福轴承技术的代表厂家是CoolerMaster,CM 已经将旗下的大部分传统油封轴承散热风扇升级到来福轴承。作为传统油封轴承的改进,来福轴承采用耐磨材料制成高含油中空轴承,减小了轴承与轴芯之间摩擦力,来福轴承还带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯,在工业散热风扇运转时含油将形成反向回游,从而避免含油流失,因此提升了轴承寿命。来福轴承风扇通过采用以上结构及零件,使得含油及保油能力大幅提升,并降低了噪音。


 

HYPRO轴承

Hypro轴承之名来源于HY(Hydrodynamicwave,流体力学波)PRO(Oil protection system,油护系统),系知名散热器及工业散热风扇厂家ADDA 的专利产品,同是在传统含油轴承基础之上进行多项改进而成。Hypro与液压轴承可谓殊途同归,两种设计各自采用了一些独到的改进措施,但精髓同为循环油路系统,各方面的表现也基本相当。通常产品寿命可达50000小时以上。


 

液压轴承

液压轴承是由AVC首创的技术。同样,它也是在油封轴承的基础上改进而来的。液压轴承拥有比油封轴承更大的储油空间,并有独特的环回式供油回路。采用液压轴承的工业散热风扇,工作噪音有明显的降低,使用寿命也非常长,可达到40000小时。但并非所有的AVC散热器都采用液压轴承散热风扇。可见液压轴承实质上仍然是一种油封轴承。但这种经过了改进,寿命比普通油封轴承大大延长了,并且继承了油封轴承的优点——运行噪音小。


 

纳米轴承

富士康在其产品中首先引入了纳米轴承。传统采用油封轴承的工业散热风扇在使用过程中磨损比较严重,长时间使用时的可靠性较低。纳米轴承有效的克服了这个问题:陶瓷轴承技术采用了纳米级高分子材料与特殊添加剂充分融合,轴承核心全面采用纳米级的氧化锆粉,使用冲模及烧结工艺制成,晶体颗粒由过去的60um下降到了0.3um,具有坚固、光滑、耐磨等特性。纳米陶瓷轴承(NCB)具有很强的耐高温能力,不易挥发,这大大延长了工业散热风扇的使用寿命,纳米轴承的性质与陶瓷类似,越磨越光滑。据测试,采用纳米陶瓷轴承(NCB)的工业散热风扇平均使用寿命都在15万小时以上。

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