汽车风扇轴承(阿昆天再热也要聊电子产品直流风扇的核心部件---“轴承”)
这冬天的年刚过,四季跳过了春天,最近几天的广州温度和夏天一样,热的人直发晕,作为搞电子的人,又要关心起散热问题了。唯一能给自己做的是贴上几块“清凉牌散热片”进行主动式散热。
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在被动散热的世界里就是这么简单粗暴,像极了电路板上的半导体。
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无奈自己不是电鳗,自己不能发电,不然肯定要在身上装一台直流风扇进行主动散热,手一捏就能凉爽一夏。
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在电子产品里,说到直流风扇,小到普通的机顶盒,大到电脑服务器里面都有,当散热片都顶不住热量时,风扇就要出马了,一个被动散热,一个主动散热。但是虽然都是主动散热的风扇,他的灵魂部件在哪呢?
这就是今天要聊的“风散轴承”,轴承的类型与质量直接决定了风扇的使用寿命、使用环境与噪音大小。
可能在早期台式电脑里,风扇是大家接触散热比较多的一个地方,很多产品会宣传该风扇采用的什么轴承,如滚珠轴承、液压轴承等。他们有什么区别呢?
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此图就是某款40系列直流风扇内使用的滚珠轴承
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年前为了选择好的风扇也去了几家风扇厂家考察,了解了生产过程、从中也学习了解到了一些关于风扇的背后“不为人知”的故事
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知道了不仅半导体被国外势力卡脖子,连滚珠轴承也被日本全线垄断。
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风扇测试原来也用到了以往在高科技、汽车、飞机才会用上的“风洞测试”
风扇
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风扇大到和你家洗脸盆一样在,小到和你手表一样小
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转了几年的风扇现在仍然在老化转着,只是声音好像从儿童到青春期开始有点变声了
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风扇轴承在市场上大体存在五类:含油轴承、液压轴承、来福轴承、双滚珠轴承、单滚珠轴承。其中双滚珠轴承与液压轴承、普通含油轴承相对使用较多,来福轴承和单滚珠轴承较少了。
含油轴承
含油轴承是最基本、最普通、最早的风扇轴承。主要应用于对寿命、噪音、成本敏感较小的低端产品。
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内部采用的是滑动摩擦的套筒轴承、轴承中含有润滑油,用作润滑和减阻(此油脂的质量也直接决定了风扇好坏)。这种轴承多要用普通的纸质油封。成本较低,寿命常规为5000小时左右。
初次使用的时候,噪音并不大,但是使用时间长后,润滑油渐渐挥发,加上灰尘进入轴承内,导致风扇转速降低、噪音变大。特别是冬天气温低,润滑油可能会凝固,初次通电声响会非常大,过了一段时间后,润滑油恢复状态,声音逐渐正常。这是判断是否是含油轴承的其中方法。
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一般来说,含油轴承不适用于高转速、大尺寸的风扇。
液压轴承
液压轴承听说是某个公司发明,其实他也是一种含油轴承,只不是在普通含油轴承上进行了改进,让内部润滑油不容易挥发,增加寿命,也是目前散热器、电源上采用相对较多的一种轴承。
液压轴承将底部完全密封起来,以防止润滑油的挥发及灰尘进入。再利用这个密封的底部做了一个更大的储油空间,再通过透压式油路设计,将储油槽和轴承连接起来,保证了轴承随时处于润滑状态。
这种液压轴承延续了含油轴承低噪音特点,寿命增加了到40000小时,价格相对较高一点。
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来福轴承
来福轴承和液压轴承一样,也是普通含油轴承的改进版。因其轴芯上的螺旋槽,类似来福线而得名。结构特点是轴承上下为相对的闭式油槽,中轴上有一条螺旋状油槽进行连接,风扇运运转时,润滑油会顺着来福线反向回流,为轴承提供润滑的同时,可以防止润滑油流失,提高了寿命到4万小时。以下是百度结果:
来福轴承(Rifle Bearing)技术的代表厂商是CoolerMaster,CM已经将旗下的大部分传统油封轴承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。
双滚珠轴承
双滚珠轴承是目前最高档的风扇轴承之一,优点是寿命长可达到10万小时,噪音不小但稳定(不会越来越大),受外界环境影响小,适合高速运转且连续长时间工作的的风扇,所以目前高档风扇是双滚珠。
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下图是两个滚珠轴承,一个风扇使用2个构成双滚珠。
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双滚珠采用的是滚动摩擦的形式,整个轴承欠在风扇内,不能与外界进行接触,所以使用非常稳定,适合高速风扇。轴承内部又分为2个轴承,每个轴承的轴心由数个滚珠围绕,滚珠轴心会随轴心转动而转动。滚珠轴承内没有润滑油,也就不存在漏没问题。
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双滚珠的包装
目前,滚珠轴承整个市场基本使用的是日本几个品牌,听厂商介绍,国内几乎没有做滚珠轴承,有做的个别公司,其内部使用的珠子(小钢球)还是使用的是日本的,没办法,我们好多基本精工业还是太薄弱。
双滚珠的缺点也明显,成本高,噪音相对会大,但是稳定性好,适合长时间在高速运转、对声音还能接受的场合,如交换机、服务器。
单滚珠轴承
单滚珠顾名思义就是使用了一个滚珠轴承,是为了节省成本而产生,但这不表示整个风扇只有一个滚珠轴承,而是还要搭配一个含油轴承一起使用。是成本质量下的综合产物。
它的转子与定子之间用滚珠配以润滑油进行润滑,寿命可提升到四万小时,但噪音比双滚珠的小,克服了含油轴承寿命短,运行不稳定问题。质量好于液压轴承,成本低于双滚珠,具有一定优势,听说这种是高端散热器的标配。但是又听说这此轴承生产难度大,使用的较少。
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目前接收到的是这些信息。
小伙伴门对风扇轴承是否有了初步认识,也知道该如何选型了吗。
后期有时间,继续加大对风扇轴承的了解。
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