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散熱風(fēng)扇的軸承設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-07-23
發(fā)布人:1380
閱讀量: 5899
評(píng)論數(shù): 0
【前言】有電腦,就有散熱。無(wú)散熱,性能從何談起?目前主流的散熱方式有水冷以及風(fēng)冷。但是由于成本、上手等因素,風(fēng)冷散熱的統(tǒng)治地位是不言而喻的。不過(guò),每當(dāng)你在干燥的冬天碰到那煩人的散熱器噪聲時(shí),你應(yīng)該惡補(bǔ)下,為什么老電腦散熱器的噪音為何越來(lái)越明顯?為何干燥冬天的散熱器會(huì)讓你頭疼?這一次,DIY帶你走進(jìn)科學(xué),走進(jìn)軸承的世界。 軸承 小軸承大學(xué)問(wèn)!談?wù)勆犸L(fēng)扇的軸承設(shè)計(jì) 關(guān)于軸承,你首先要知道的…… 首先,我們要知道,決定風(fēng)扇噪音高低的因素有很多,包括轉(zhuǎn)速、扇葉尺寸、風(fēng)扇動(dòng)平衡、還有使用者的噪音環(huán)境等。不過(guò),羊毛出在羊身上,最重要的因素,還是風(fēng)扇自身的軸承。 軸承 從我們?nèi)沼眉揖友苌鰜?lái)的風(fēng)扇,發(fā)展了那么多年,產(chǎn)生了不同類(lèi)型的軸承。什么液壓軸承、滾珠軸承、磁懸浮軸承……多種多樣,那么這些軸承對(duì)于風(fēng)扇的靜音和壽命都有哪些影響呢?又都有著什么區(qū)別呢? 首先,我們來(lái)看看市面的軸承列表。 軸承類(lèi)型技術(shù)含量銷(xiāo)售價(jià)格噪音高低理論壽命含油軸承低低低5000-8000小時(shí)液壓軸承低低低40000小時(shí)單滾珠軸承低中低中40000小時(shí)雙滾珠軸承中高高50000-100000小時(shí)來(lái)福軸承中高中低40000小時(shí)流體動(dòng)態(tài)軸承高中低50000小時(shí)納米陶瓷軸承高中高低80000-100000小時(shí)磁懸浮軸承高高基本忽略50000小時(shí)氣壓球形軸承高高基本忽略100000小時(shí) 如果大家覺(jué)得軸承的名字很陌生的話(huà),那下面各個(gè)軸承的介紹就很有必要了。 含油軸承 軸承 含油軸承原理 介紹: 含油軸承(Sleeve Bearing)是目前使用最普遍的一種散熱風(fēng)扇軸承。它使用潤(rùn)滑油作為潤(rùn)滑劑和減阻劑,適合低轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇和小尺寸(9cm以下)的風(fēng)扇使用,通常含油軸承風(fēng)扇產(chǎn)品壽命為5000-8000小時(shí)。 優(yōu)點(diǎn): 1、價(jià)格非常低廉。 缺點(diǎn): 1、軸承很容易磨損,壽命較短。 2、軸承套筒里的潤(rùn)滑油容易泄漏出來(lái),噪音隨之增大,并且會(huì)污染主板和其他配件。 軸承 酷冷至尊 ICT-D925R 小編點(diǎn)評(píng): 盡量不要選擇這種軸承,如果你使用的是這種含油軸承的散熱風(fēng)扇,在使用一段時(shí)間后記得添加潤(rùn)滑油,以免出現(xiàn)散熱效率降低、高噪音的問(wèn)題?;蛘撸纱嗳拥羲?。 液壓軸承 軸承 技術(shù)原理 介紹: 液壓軸承(Hydraulic Bearing)最初由AVC首創(chuàng),是在含油軸承的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的。液壓軸承采用了獨(dú)特的環(huán)式供油回路,在很大程度上減少了漏油的問(wèn)題,壽命比普通含油軸承大大延長(zhǎng)了,達(dá)到了40000小時(shí)并且繼承了含油軸承的優(yōu)點(diǎn)。是目前主流的軸承技術(shù),軸承類(lèi)型的風(fēng)扇在目前散熱器市場(chǎng)上有著較高的比重。 優(yōu)點(diǎn): 1、比含油軸承壽命更長(zhǎng)、低噪音、價(jià)格低廉 缺點(diǎn): 1、漏油問(wèn)題依然存在 軸承 液壓軸承散熱器 小編點(diǎn)評(píng): 液壓軸承是主流的散熱解決方案,廣泛存在在機(jī)箱散熱風(fēng)扇、CPU散熱器、部分顯卡散熱中。 2 雙滾珠軸承 軸承 雙滾珠軸承原理 介紹: 雙滾珠軸承(Dual Ball Bearing或Two Ball Bearing)采用了兩個(gè)滾珠軸承,軸承中有數(shù)顆微小鋼珠圍繞軸心,當(dāng)扇頁(yè)或軸心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鋼珠即跟著轉(zhuǎn)動(dòng),因?yàn)槎际乔蝮w,所以摩擦力較小,且不存在漏油的問(wèn)題。使用壽命達(dá)到了50000小時(shí)到100000小時(shí)。 優(yōu)點(diǎn): 1、封閉性較好 2、超長(zhǎng)使用壽命 缺點(diǎn): 1、成本高 2、噪音高(因?yàn)闈L珠軸承摩擦點(diǎn)增加了2倍) 軸承 采用雙滾珠軸承的散熱器 編輯點(diǎn)評(píng): 雙滾珠軸承屬于比較高檔的軸承,5000轉(zhuǎn)級(jí)別的大口徑風(fēng)扇幾乎都使用雙滾珠軸承。所以我們可以看到,高端顯卡一般都會(huì)重點(diǎn)宣傳采用了雙滾珠軸承。事實(shí)上,顯卡散熱器一般都采用這類(lèi)軸承,所以可以作為消費(fèi)者選擇的性能參考。 單滾珠軸承 軸承 原理 介紹: 單滾珠軸承(ONE Ball Bearing或Ball+Sleeve Bearing)是對(duì)傳統(tǒng)含油軸承的改進(jìn),采用滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦混合的形式,用一個(gè)滾珠軸承+一個(gè)含油軸承來(lái)降低雙滾珠軸承的成本。它的轉(zhuǎn)子與定子之間用滾珠進(jìn)行潤(rùn)滑,并配以潤(rùn)滑油,使用壽命達(dá)到了40000小時(shí)。 優(yōu)點(diǎn): 1、克服了油封軸承壽命短,運(yùn)行不穩(wěn)定的毛病, 2、成本低。 缺點(diǎn): 1、噪音比油封軸承高,但比雙滾珠軸承低 軸承 采用單滾珠軸承的散熱器,目前市面這種散熱器很少 編輯點(diǎn)評(píng): 單滾珠軸承算是一種折衷的軸承,中庸之道,體現(xiàn)在不上不下的優(yōu)缺點(diǎn),所以適合普通用戶(hù)選擇,及省心又省錢(qián)。 3 來(lái)福軸承 軸承 來(lái)福軸承原理 介紹: 來(lái)福軸承(Rifle Bearing)技術(shù)的代表廠商是CoolerMaster,CM已經(jīng)將旗下的大部分傳統(tǒng)油封軸承風(fēng)扇升級(jí)到來(lái)福軸承。 作為傳統(tǒng)油封軸承的改進(jìn),來(lái)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(lái)福軸承還帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯,在風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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達(dá)到了。來(lái)福軸承風(fēng)扇通過(guò)采用以上結(jié)構(gòu)及零件,使得含油及保油能力大幅提升,并降低了噪音。 優(yōu)點(diǎn): 1、壽命高,達(dá)到了40000小時(shí) 2、噪音低 3、幾乎不漏油 缺點(diǎn): 1、價(jià)格稍貴 軸承 采用來(lái)福軸承的散熱器 編輯點(diǎn)評(píng):來(lái)福軸承是一種專(zhuān)利軸承,存在在酷冷至尊的散熱器中。從酷冷的口碑來(lái)看,這種軸承的確是該品牌的皇牌技術(shù)。對(duì)散熱有一定要求的消費(fèi)者不妨選擇這類(lèi)產(chǎn)品,圖個(gè)安心。 流體動(dòng)態(tài)軸承 軸承 流體動(dòng)態(tài)軸承 介紹: 流體動(dòng)態(tài)軸承英文名為Hypro Bearing,其名來(lái)源于HY(Hydrodynamic wave,流體力學(xué)波)PRO(Oil protection system,油護(hù)系統(tǒng)),系知名散熱器及風(fēng)扇設(shè)計(jì)制造廠家ADDA的專(zhuān)利產(chǎn)品。 同是在傳統(tǒng)含油軸承基礎(chǔ)之上進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)而成,也可以看成是來(lái)福軸承的改良版。兩種設(shè)計(jì)各自采用了一些獨(dú)到的改進(jìn)措施,利用人字形的溝槽設(shè)計(jì)可以有效的提升流體壓力。不同于來(lái)福軸承的循環(huán)回路供油系統(tǒng),流體動(dòng)態(tài)軸承將潤(rùn)滑油脂始終固定在了軸心內(nèi)部。但精髓同為循環(huán)油路系統(tǒng),各方面的表現(xiàn)也基本相當(dāng),通常產(chǎn)品壽命可達(dá)50000小時(shí)以上。 優(yōu)點(diǎn): 1、進(jìn)一步提升風(fēng)扇壽命 2、降噪效果不錯(cuò) 3、壽命長(zhǎng) 缺點(diǎn): 1、價(jià)格稍貴 軸承 采用流體動(dòng)態(tài)軸承的散熱器 編輯點(diǎn)評(píng): 流體動(dòng)態(tài)軸承主要用在對(duì)靜音要求很高的平臺(tái)上,尤其是HTPC、迷你機(jī)箱等。作為新技術(shù),它的綜合性能十分不俗,而且成本控制不錯(cuò),是一項(xiàng)前景很好的軸承技術(shù)。 4 納米陶瓷軸承 軸承 納米陶瓷軸承 介紹: 納米陶瓷軸承(NANO Ceramic Bearing,NCB) 在本質(zhì)上仍然是一種含油軸承,是由富士康在其產(chǎn)品中首先引入的。傳統(tǒng)含油軸承風(fēng)扇在使用過(guò)程中磨損比較嚴(yán)重,長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的可靠性較低。納米軸承有效的克 服了這個(gè)問(wèn)題,陶瓷軸承技術(shù)采用了特殊的高分子材料與特殊添加劑充分融合。 傳統(tǒng)油封軸承風(fēng)扇在使用過(guò)程中磨損比較嚴(yán)重,長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的可靠性較低。納米軸承有效的克服了這個(gè)問(wèn)題:陶瓷軸承技術(shù)采用了納米級(jí)高分子材料與特殊添加劑充分融合,軸承核心全面采用納米級(jí)的氧化鋯粉,使用沖模及燒結(jié)工藝制成,晶體顆粒由過(guò)去的60um下降到0.3um,具有堅(jiān)固、光滑、耐磨等特性。 同時(shí),納米陶瓷軸承(NCB)具有很強(qiáng)的耐高溫能力,不易揮發(fā),這大大延長(zhǎng)了風(fēng)扇的使用壽命,納米軸承的性質(zhì)與陶瓷類(lèi)似,越磨越光滑。據(jù)測(cè)試,采用納米陶瓷軸承(NCB)的風(fēng)扇平均使用壽命都在15萬(wàn)小時(shí)以上。 優(yōu)點(diǎn): 1、具備超強(qiáng)穩(wěn)定性、耐溫性、耐磨性,使用壽命超高,達(dá)到150000小時(shí) 2、噪聲比雙滾珠軸承低 缺點(diǎn): 1、雖是“納米”,實(shí)際并非納米材料(0.3微米=300納米) 2、目前成品不多 軸承 編輯點(diǎn)評(píng): 納米陶瓷軸承是一種具有很大潛力的軸承。高科技堆料的它,自然有著過(guò)人的規(guī)格。超長(zhǎng)的使用壽命,適合長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)機(jī)的平臺(tái),如服務(wù)器工作站等。 磁懸浮軸承 軸承 磁懸浮軸承 介紹: 提起磁懸浮技術(shù),人們都會(huì)想到磁懸浮列車(chē),通過(guò)列車(chē)底部與鐵軌間的反向強(qiáng)磁場(chǎng)作用,將列車(chē)懸浮在軌道上方以減少摩擦系數(shù)。而磁浮軸承利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中,使轉(zhuǎn)子與定子之間沒(méi)有機(jī)械接觸。其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直,軸芯與磁浮線是平行的,所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道上,利用幾乎是無(wú)負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,讓成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空。 優(yōu)點(diǎn): 1、磁懸浮軸承不存在機(jī)械接觸,轉(zhuǎn)子可以運(yùn)行到很高的轉(zhuǎn)速,具有機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長(zhǎng)、無(wú)需潤(rùn)滑、無(wú)油污染等優(yōu)點(diǎn), 缺點(diǎn): 1、磁懸浮事實(shí)上只是一種輔助功能,并非是獨(dú)立的軸承形式,具體應(yīng)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。 2、價(jià)格不菲 軸承 磁懸浮軸承的散熱器 小編點(diǎn)評(píng): 別小看小小的軸承,磁懸浮的黑科技都用到軸承上了,多么的高大上,由于它特殊的性質(zhì),特別適用于高速、真空、超凈等特殊環(huán)境中,或者要求絕對(duì)靜音的環(huán)境中。加上這技術(shù)價(jià)格不菲,一般家用就用不上了。 5 氣壓球形軸承 氣壓球形軸承 介紹: 最后介紹的是氣壓球形軸承(Barometric Ball Bearin)從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,這種氣壓球形軸承類(lèi)似于磁浮軸承,只不過(guò)將固定金屬球體的磁鐵置于風(fēng)扇的底部。并且在風(fēng)扇軸心外框形成一定的氣壓來(lái)保證軸心旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。 目前該軸承屬于新技術(shù),采用這種軸承的散熱器不多,包括酷冷至尊 Excalibur等。 優(yōu)點(diǎn): 1、具備和磁懸浮軸承一樣的多種優(yōu)點(diǎn):低噪音、壽命長(zhǎng)、無(wú)油跡、低能耗、低損耗等 2.、超長(zhǎng)的使用壽命,達(dá)到了100000小時(shí) 缺點(diǎn): 1、使用該軸承的產(chǎn)品不多。 軸承 氣壓球形軸承的散熱器 編輯點(diǎn)評(píng): 氣壓球形軸承算是磁懸浮軸承的平民版,但繼承了后者眾多優(yōu)點(diǎn),而且具備很長(zhǎng)的使用壽命。只是目前使用該軸承的產(chǎn)品不多,需要更多的市場(chǎng)觀察。 小結(jié):軸承該怎樣選? 安鈦克 諸神H1250 經(jīng)過(guò)以上對(duì)比,我們可以看到,含油軸承由于使用周期較短,軸承內(nèi)部的油控直接影響運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大小,所以越來(lái)越被各知名大廠所摒棄。雙滾珠軸承現(xiàn)在被業(yè)界廣泛看好,成為高品質(zhì)散熱器風(fēng)扇的首選,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性無(wú)出其右,但價(jià)格也較高。而作為物美價(jià)廉的選擇,各大廠商的折衷方案就是采用單滾珠軸承。 以上都是目前市面占主流地位的軸承,至于后面那些新軸承,本質(zhì)上都是含油軸承演化出來(lái)。可能涉及專(zhuān)利、材料、技術(shù)問(wèn)題,這些軸承的使用率不大。 總的來(lái)說(shuō),好的風(fēng)扇,除了其風(fēng)量大和風(fēng)壓高之外,自身的可靠性是相當(dāng)?shù)闹匾?,其中,風(fēng)扇使用的軸承起著非常重要的作用。所以,大家在選購(gòu)時(shí)候,不要一味關(guān)注轉(zhuǎn)速、大小等表面問(wèn)題,而散熱器的核心——軸承才是我們需要做好功課的地方。
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