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从含油到磁悬浮剖析9大轴承技术发展史

发布日期:2016/11/24 2:04:03 浏览:7236

无论对于铝挤还是热管来说,风扇就是散热的灵魂。而提到风扇,相信大家很快就会与、风量以及使用寿命等特性联系在一起。而能够决定风扇是否静音、风量大小以及使用寿命长短的正是轴承类型,因此不要轻视风扇轴承。因为这里面大有学问,要想挑选到一款贴合自己需求的散热风扇,了解一下轴承的特性必不可少。

因为不同轴承拥有不同的表现效果,不能一概而论,更不能道听途说。潜心学习一番之后,没准你还会对风扇轴承产生更加浓厚的兴趣,从而成为这方面的专家也不一定。为了方便大家学习和了解各类型风扇轴承的特性,笔者特收集并网罗了众多轴承资料(文中轴承解释语摘自百度搜索),和各位网友作一下。如有不妥之处还请大家能够斧正,或者有更好资料来源的玩家欢迎在评论当中回复支持。

轴承型号

轴承类型是指散热器风扇所使用的轴承类形。在机械工程上,轴承的类形非常多,但在散热器上使用的也就那么几种:使用滑动摩擦的含油轴承(套筒轴承)和使用滚动摩擦的滚珠轴承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,诸如纳米陶瓷轴承、来福轴承等也都是对上面这几种基本形式轴承加以改进而成,运作原理还是没有变化。普通风冷散热器上主要使用含油轴承和滚珠轴承。

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。虽然噪音低,制造成本也低,但磨损严重,寿命较滚珠轴承有很大差距。而且使用时间一长,由于油封的原因,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。要持续加油或换新。

滚珠轴承改变了轴承的摩擦方式,采用滚动摩擦,这一方式更为有效的降低了轴承面之间的摩擦现象,有效提升了风扇轴承的使用寿命,也因此将散热器的使用寿命延长。所带来的缺点就是工艺更为复杂,导致成本提升,同时也带来更高的工作噪音。

当前磁悬浮轴承(MagneticBearing)开始流行,事实上其还不能算做是一种单独的轴承方式。因为其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。磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中,使转子与定子之间没有机械接触。与传统的滚珠轴承、含油轴承相比,磁轴承不存在机械接触,转子可以运行到很高的转速,具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点,特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。轴承类形详细参数介绍

近些年来各大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

轴承型号

普通含油轴承填充较多油料

轴承型号

传统含油轴承油料容易挥发和沾染灰尘

含油轴承(SleeveBearing)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(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。

轴承型号

含油轴承示例

以金属粉末为主要原料,用粉末冶金法制作的烧结体,其本来就是多孔质的,而且具有在制造过程中可较自由调节孔隙的数量、大小、形状及分布等技术上的优点。利用烧结体的多孔性,使之含浸10-40(体积分数)润滑油,于自行供油状态下使用。运转时,轴承温度升高,由于油的膨胀系数比金属大,因而自动进入滑动表面以润滑轴承,停止工作时油又随温度下降被吸回孔隙。

含油轴承具有成本低、能吸振、噪声小、在较长工作时间内不用加润滑油等特点,特别适用于不易润滑或不允许油脏污的工作环境。孔隙度是含油轴承的一个重要参数。在高速、轻载下工作的含油轴承要求含油量多,孔隙度宜高。在低速、载荷较大下工作的含油轴承要求强度高,孔隙度宜低。这种轴承发明于20世纪初,因其制造成本低、使用方便,得到了广泛应用,现在已成为汽车、家电、音响设备、办公设备、农业机械、精密机械等各种工业制品发展不可或缺的一类基础零件。

含油轴承分为铜基、铁基、铜铁基等。

单滚珠轴承

轴承型号

单滚珠轴承原理示例

单滚珠轴承(1Ball 1SleeveBearing)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。

噪音低、寿命长是单滚珠轴承的特点,克服了双滚珠的高噪音,高成本,高难度的缺点。继承了双滚珠较长寿命的优点,吸收了油封轴承噪音低的优点,可以说是低价位里首选的轴承。与其媲美的有液压轴承,寿命在4~5万小时,优点在于长期使用噪音不会增加,无需添加润滑剂。单滚珠轴承在长期使用后噪音略微增加,可以添加润滑脂来解决问题。但是液压轴承不用,因此液压轴承难度高,高。

双滚珠轴承

轴承型号

双滚珠轴承原理示例

轴承型号

全封闭滚珠轴承

双滚珠轴承(2BallBearing)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。滚珠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。不过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,根本不用过多担心。含油轴承的“兄弟们”(1)

含油轴承的“兄弟们”(1)

液压轴承

轴承型号

液压轴承代表风扇

液压轴承(HydraulicBearing)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中得到了应用,但并非所有的AVC都采用液压轴承风扇。

来福轴承

轴承型号

酷冷至尊使用来福轴承

轴承型号

左为含油轴承,右为来福轴承

来福轴承(RifleBearing)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。

流体动态轴承

轴承型号

大镰刀风扇偏爱使用流体动态轴承

轴承型号

流体动态轴承

轴承型号

流体动态轴承示例

流体动态轴承(HyproBearing)其名称来源于HY(Hydrodynamicwave,流体力学波)PRO(Oilprotectionsystem,油护系统),系知名散热器及风扇

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