軸承形式是指風(fēng)冷散熱器風(fēng)扇所使用的軸承類形。在機(jī)械工程上,軸承的類形非常多,但在散熱器產(chǎn)品上使用的軸承形式按照其基本工作原理分類也就那么三種:使用滑動(dòng)摩擦的套筒軸承(Sleeve Bearing)和使用滾動(dòng)磨擦的滾珠軸承(Ball Bearing)以及兩種軸承形式混合這三種。近些年來各大散熱器廠商在軸承方面推出的新技術(shù),諸如磁浮軸承、流體保護(hù)系統(tǒng)軸承、液壓軸承、來福軸承、納米陶瓷軸承等也都是對上面這些基本的軸承形式加以改進(jìn)而成,基本工作原理還是沒有變化。
含油軸承(Sleeve Bearing) 是使用滑動(dòng)摩擦的套筒軸承,使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑,初期使用時(shí)運(yùn)行噪音低,制造成本也低,但是這種軸承磨損嚴(yán)重,壽命較滾珠軸承有很大差距。而且這種軸承使用時(shí)間一長,由于油封的原因(電腦散熱器產(chǎn)品都不可能使用高檔油封,一般也就是普通的紙油封),潤滑油會逐漸揮發(fā),而且灰塵也會進(jìn)入軸承,從而引起風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢,噪音增大等問題,嚴(yán)重的還會因?yàn)檩S承磨損造成風(fēng)扇偏心引發(fā)劇烈震動(dòng)。出現(xiàn)這些現(xiàn)象,要么打開油封加油,要么就只有淘汰另購新風(fēng)扇。
單滾珠軸承(1 Ball+1 Sleeve Bearing) 是對傳統(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,其實(shí)就是用一個(gè)滾珠軸承搭配一個(gè)含油軸承的方式來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)行潤滑,并配以潤滑油。它克服了含油軸承壽命短,運(yùn)行不穩(wěn)定的毛病,而成本上升極為有限。單滾珠軸承吸收了含油軸承和雙滾珠軸承的優(yōu)點(diǎn),將軸承的使用壽命提升到了40000小時(shí),缺點(diǎn)是在加入滾珠之后,運(yùn)行噪聲有所增大,但仍小于雙滾珠軸承。
雙滾珠軸承(2 Ball Bearing) 屬于比較高檔的軸承,采用滾動(dòng)摩擦的形式,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,且不存在漏油的問題。雙滾珠軸承的優(yōu)點(diǎn)是壽命超長,大約在50000-100000小時(shí);抗老化性能好,適合轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)扇。雙滾珠軸承的缺點(diǎn)是制造成本高,并且在同樣的轉(zhuǎn)速水平下噪音最大。雙滾珠風(fēng)軸承和液壓軸承的封閉性較好,尤其是雙滾珠軸承。雙滾珠軸承被整個(gè)嵌在風(fēng)扇中,轉(zhuǎn)動(dòng)部分沒有與外界直接接觸。在密封的環(huán)境中,軸承的工作環(huán)境比較穩(wěn)定。因此5000轉(zhuǎn)級別的大口徑風(fēng)扇幾乎都使用雙滾珠軸承。而液壓軸承由于具備獨(dú)特的還回式油路,所以潤滑油泄露的可能性較小。
來福軸承(Rifle Bearing) 技術(shù)的代表廠商是CoolerMaster,目前CoolerMaster已經(jīng)將旗下的大部分傳統(tǒng)含油軸承風(fēng)扇升級到來福軸承。作為傳統(tǒng)含油軸承的改進(jìn),來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。來福軸承風(fēng)扇通過采用以上結(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。
流體保護(hù)系統(tǒng)軸承(Hypro Bearing) 其名稱來源于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的專利產(chǎn)品,也是在傳統(tǒng)含油軸承基礎(chǔ)之上進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)而成。流體保護(hù)系統(tǒng)軸承與液壓軸承可謂殊途同歸,兩種設(shè)計(jì)各自采用了一些獨(dú)到的改進(jìn)措施,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。
液壓軸承(Hydraulic Bearing) 是由AVC首創(chuàng)的技術(shù),是在含油軸承的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。液壓軸承擁有比含油軸承更大的儲油空間,并有獨(dú)特的環(huán)回式供油回路。液壓軸承風(fēng)扇的工作噪音有明顯的降低,使用壽命也非常長,可達(dá)到40000小時(shí)。液壓軸承實(shí)質(zhì)上仍然是一種含油軸承。但這種經(jīng)過了改進(jìn),壽命比普通油封軸承大大延長了,并且繼承了含油軸承的優(yōu)點(diǎn)——運(yùn)行噪音小。目前液壓軸承已經(jīng)在AVC散熱器中得到了應(yīng)用,但并非所有的AVC散熱器都采用液壓軸承風(fēng)扇。
汽化軸承(VAPO Bearing) 是由Sunon將磁懸浮技術(shù)改進(jìn)而來的,就是把含油軸承的軸套硬度加強(qiáng),并且采用特殊的材料,其內(nèi)層表面也是經(jīng)過特殊加工的,這樣就克服了含油軸承不耐高溫的缺點(diǎn),再和磁懸浮技術(shù)配合,就大大延長了使用壽命。
磁懸浮軸承(Magnetic Bearing) 的馬達(dá)有磁懸浮(Magnetic System,MS)設(shè)計(jì),其磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直,故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,利用幾乎是無負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空,在固定運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上。因此,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。這項(xiàng)技術(shù)并沒有得到歐美國家的認(rèn)可。
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)扇在使用過程中磨損比較嚴(yán)重,長時(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,軸承核心全面采用特殊的二氧化皓材料,使用沖模及燒結(jié)工藝制成,晶體顆粒由過去的60um下降到了0.3um,具有堅(jiān)固、光滑、耐磨等特性。納米陶瓷軸承具有很強(qiáng)的耐高溫能力,不易揮發(fā),這大大延長了風(fēng)扇的使用壽命,納米軸承的性質(zhì)與陶瓷類似,越磨越光滑。據(jù)測試,采用納米陶瓷軸承的風(fēng)扇平均使用壽命都在15萬小時(shí)以上。這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)并非真正的納米技術(shù),所使用的材料也并非真正的納米級材料,只不過是采用了納米這樣的字眼來吸引眼球罷了。
散熱風(fēng)扇滾珠軸承及含油軸承的區(qū)別
風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)一般建議選用滾珠軸承,因?yàn)樯犸L(fēng)扇的壽命通常取決于其軸承的可靠性,滾珠軸承系統(tǒng)已被證實(shí)具有高效率與低升熱的特點(diǎn)。滾珠軸承屬滾動(dòng)摩擦,由金屬珠滾動(dòng),接觸面小,摩擦系數(shù)??;而含油軸承為滑動(dòng)摩擦,接觸面大,長期使用后,油會揮發(fā),軸承容易磨損,摩擦系數(shù)大,后期噪音較大,壽命短。高速風(fēng)扇一律使用滾珠軸承(Ball bearing)而低速風(fēng)扇則使用成本低廉的含油軸承(Sleeve bearing)。含油軸承風(fēng)扇只用一個(gè)軸承;而滾珠軸承風(fēng)扇都需要兩個(gè)軸承,單滾珠軸承,是“1 Ball + 1 Sleeve”,依然帶有含油軸承的成分。更高級的是雙滾珠軸承,即Two Balls。含油軸承壽命一般為10000小時(shí),單滾珠軸承為30000小時(shí),雙滾珠軸承為50000小時(shí)以上(環(huán)境溫度均設(shè)定在25℃以下時(shí))。
HYPRO軸承
Hypro 軸承之名來源于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。Hypro與液壓軸承可謂殊途同歸,兩種設(shè)計(jì)各自采用了一些獨(dú)到的改進(jìn)措施,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