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电子散热风扇的轴承类别

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目前的电子散热行业许多概念都被混淆,有些厂家对自己的结构起些莫名其妙的名字,让人搞不清楚状况,现在就来区分一下主要的轴承类型。在性能和价格方面差别比较大的主要有以下几种:

使 用滑动摩擦的套筒轴承(Sleeve Bearing)和使用滚动磨擦的滚珠轴承(Ball Bearing)以及两种轴承形式混合这三种。近些年来各大 散热器厂商在轴承方面推出的新技术,诸如磁浮轴承、流体保护系统轴承、液压轴承、来福轴承、纳米陶瓷轴承等也都是对上面这些基本的轴承形式加以改进而成, 基本工作原理还是没有变化。

含油轴承(Sleeve Bearing) 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(电脑散热器产品都不可能 使用高档油封,一般也就是普通的纸油封),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,要么就只有淘汰另购新风扇。

单滚珠轴承 (1 Ball+1 Sleeve Bearing) 是对传统含油轴承的改进,采用滑动摩擦和滚动摩擦混合的形式,其实就是用一个滚珠轴承搭配一个含油 轴承的方式来降低双滚珠轴承的成本,它的转子与定子之间 用滚珠进行润滑,并配以润滑油。它克服了含油轴承寿命短,运行不稳定的毛病,而成本上升极为有 限。单滚珠轴承吸收了含油轴承和双滚珠轴承的优点,将轴承的 使用寿命提升到了40000小时,缺点是在加入滚珠之后,运行噪声有所增大,但仍小于双滚珠 轴承。

双滚珠轴承(2 Ball Bearing) 属于比较高档的轴承,采用滚动摩擦的形式,采用了两个滚珠轴承,轴承中有数颗微小钢珠 围绕轴心,当扇页或轴心转动时,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。双滚珠轴承的优点是寿命超长,大约在 50000-100000小时;抗老化性能好,适合转速较高的风扇。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。双滚珠风轴承和液 压轴承的封闭性较好,尤其是双滚珠轴承。双滚珠轴承被整个嵌在风扇中,转动部分没有与 外界直接接触。在密封的环境中,轴承的工作环境比较稳定。因此 5000转级别的大口径风扇几乎都使用双滚珠轴承。而液压轴承由于具备独特的还回式油路,所 以润滑油泄露的可能性较小。

来福轴承 (Rifle Bearing) 技术的代表厂商是CoolerMaster,目前CoolerMaster已经将旗下的大部分传统含油轴承风扇升级到来 福轴承。作为传统含油轴承的改进, 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。

流体保护系统轴承(Hypro Bearing) 其名称来源于HY(Hydrodynamic wave,流体力学 波)PRO(Oil protection system,油护系统),系知名散热器及风扇设计制造厂家ADDA的专利产品,也是在传统含油轴承基础之上 进行多项改进而成。流体保护系统轴承与液压轴 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(Hydraulic Bearing) 是由AVC首创的技术,是在含油轴承 的基础上改进而来的。液压轴承拥有比含油轴承更大的储油空间,并有独特的环回式供油回路。液压轴承风扇的工作噪音有明 显的降低,使用寿命也非常长,可达 到40000小时。液压轴承实质上仍然是一种含油轴承。但这种经过了改进,寿命比普通油封轴承大大延长了,并且继承了含 油轴承的优点——运行噪音小。目 前液压轴承已经在AVC散热器中得到了应用,但并非所有的AVC散热器都采用液压轴承风扇。

汽化轴承(VAPO Bearing) 是由Sunon将磁悬浮技术改进而来的,就是把含油轴承的轴套硬度加强,并且采用特殊的材料,其内层表面也是经过特殊加工的,这样就克服了含油轴承不耐高温的缺点,再和磁悬浮技术配合,就大大延长了使用寿命。

磁 悬浮轴承(Magnetic Bearing) 的马达有磁悬浮(Magnetic System,MS)设计,其磁感应线与磁浮线成垂直,故轴芯与磁浮 线是平行的,所以转子的重量就固定在运转的轨道上,利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线 方向顶撑,形成整个转子悬空,在固定运转轨道上。因此,磁悬浮事实 上只是一种辅助功能,并非是独立的轴承形式,具体应用还得配合其它的轴承形式,例如磁悬 浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。这项技 术并没有得到欧美国家的认可。

纳米陶瓷轴承(NANO Ceramic Bearing,NCB) 在本质上仍然是一种含油轴承,是由富士 康在其产品中首先引入的。传统含油轴承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特 殊的高分子材料与特殊添加剂充分融合,轴承核心全面采用特殊的二氧化皓材料,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。纳米陶瓷轴承具有很强的耐高温能力,不易挥发,这大大延长了风扇的使用寿命,纳米轴承的性质 与陶瓷类似,越磨越光滑。据测 试,采用纳米陶瓷轴承的风扇平均使用寿命都在15万小时以上。这项技术其实并非真正的纳米技术,所使用的材料也并非真正的纳 米级材料,只不过是采用了纳 米这样的字眼来吸引眼球罢了。

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