小科普 | 风扇轴承都有啥?

2020-05-14 17:28:18 36点赞 140收藏 8评论


机箱上,显卡上,CPU上,总是要装一两把扇子,不就一电扇嘛?能有啥技术含量?还真有,市面风扇千千万,从五十包邮一大把,到百来块钱才一个,一个小风扇凭啥这么贵?今天我们就来看一看这里头的小秘密。

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过去我们介绍过《什么样的才是好风扇》,电脑风扇长的基本都一样,轴承因为看不到,所以我们平时不太关注,类型上来看基本可以分为油封轴承Sleeve Bearing简称SB滚珠轴承Ball Bearing简称2B两大类后来还有一种磁悬浮轴承VAPO,其他各种轴承都是基于他俩之后的改进型

油封轴承 Sleeve 

油封轴承结构简单粗暴,里面一个轴,外面一个套,裹上一层油,盖子封上口,就成了。用润滑油来润滑和减少阻力,成本很低,缺点是寿命很短,不耐用。

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因为里面的空隙全靠油填充,所以刚买回来的噪音很小,也没什么磨损。但是用久了会吸灰,润滑油发热挥发,因此摩擦和震动越用越大,一般寿命5000~15000小时,国内的普通扇子基本在8000小时左右,

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比如你一天玩10小时电脑,两三年后扇子表现就会比较糟糕,轴心偏移,风扇会“哗啦呼啦”的。很多用油封的扇子不敢标用的什么轴承,一般就标个“静音轴承”,以后十几二十的便宜扇子这么标,基本都是油封。

液压轴承 Hydro

很多扇子也会用液压轴承,也叫液体静压轴承,是在普通油封的基础上改进而来,最早由散热大厂AVC首创,只不过市面上也会有普通油封轴承标注液压的需要注意。液压结构算是比较简单的,

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它比普通油封轴承有更多的油,并且有环回式供油回路,油不容易跑出来,所以寿命比普通油封长一些,有效静音运行的寿命更长,甚至可以达到40000小时。

▌FDB 动态液压轴承

FDB全称“流体力学轴承(FluidDynamic Bearing”,其实从液压轴承上改进过来一种HDB“动态液压轴承Hydro-Dynamic”,老张看国外论坛说的好像是两种东西(暂时不太确定),不过在电脑风扇市场一般指的是一个东西。

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FDB是一种长效的油扇,前面说到,油封轴承不长寿,双滚珠太吵,而FDB轴承在寿命噪音表现上都不错,比较水桶的扇子。

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它本质上是一种油润滑轴承,用油膜代替滚珠,避免金属面直接摩擦,降低噪声,改善散热,从而提高寿命,同时还能吸收一定的震动。内部的油不是容易渗出来嘛,所以动液轴承里一般带有鱼骨型沟槽,槽往轴套内部汇集,

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而风扇又是往固定方向转动的,所以越转,润滑油越会随着应力往轴承里面跑,这样油就不容易渗出来了。同时轴套和轴心有一定的偏心设计,这样滚动的时候利用压力积压润滑油,同时也能减少接触面。

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比如经典的采融PT12025 V2.2、利民TY-145SP、以及大镰刀KF120,都是用的FDB轴承。FDB相较于同规格的双滚珠轴承,长期运转后的噪音基本不太会提升,表现稳定。


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变种方面,早年酷冷的FP120上用的是独家LDB轴承(循环动态轴承)IP6X防尘水准,160000寿命,可谓是低价神扇,可惜现在停产了。

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来福轴承 Rifle

而一般所说的HDB除了可能指FDB,希捷、松下SANKYODidecNMB等厂商都将其列为研发重点。同时也可能是指Rifle来福型的液压轴承,以CoolerMaster酷冷至尊为代表。属于传统油封轴承的改进,内置高耐磨含油的中空轴承,减小了轴承与轴芯之间摩擦力,

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还带有逆向螺旋槽挡油槽的轴芯,风扇转的时候油会逆向回游,不容易漏,寿命也很长。从拆解上看,感觉来福型就是LDB...

▌SSO 自稳定油压轴承

以猫头鹰为代表的SSO轴承系列,现在已经到了2代,本质上是油压扇,结合油基流体动力度理论,自带了一个额外的磁石,使得转子轴能够自我稳定,

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在运行的过程中减少陀螺效应,转动的时候很不容易抖动,比普通的油类扇精度更高更稳定,寿命也比较长。虽然用了磁铁,但这并不属于磁悬浮轴承。

磁悬浮轴承 Magnetic

大家肯定都听过磁悬浮列车,那么轴承也是一样的,磁悬浮风扇的马达通过磁悬浮Magnetic System设计,转子与定子之间不接触,轴芯几乎无负载,

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一般配合其他类型组合成磁悬浮+球、磁悬浮+油封、磁悬浮+汽化轴承等等,主打的特电是静音SUNON建准的工业扇就有磁悬浮扇。


VAPO汽化轴承扇也是由Sunon的磁悬浮技术改进来的,把油封轴承的轴套硬度加强,辅以特殊合金材料、内壁特殊加工,解决了油封轴承不耐高温的问题,同时兼具循环油路润滑设计,寿命更长。ADDA工业扇就用了这种技术,寿命在50,000小时以上。

双滚珠轴承 Two Ball

两蛋...哦不对,双滚珠轴承是公认的寿命第一,缺点是太吵了...表现嘛,你可以参考高端点的溜溜球上,用的就是滚珠轴承,

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这种轴承的成本显然是比较高的,利用阻力更小的滚动摩擦,大幅度提高寿命。轴里面有2个滚珠轴承,每个轴承中有好多小钢珠围绕轴心,

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轴心一转动,小钢珠跟着转,一般没有油封,可以直接看见里头的模样,为了防尘,可能会用到橡胶或金属轴封。

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最高寿命一般在50000~100000小时。因为上限高寿命长,一般都用在暴力工业扇上,点着了能起飞的那种比如说台达、协喜、美培亚,三洋。

单滚珠轴承 One Ball + One Sleeve

单滚珠是对于传统油封轴承的改进,结合了滚珠和油封设计,滑动摩擦和滚动摩擦配合,用一道滚珠作为主支撑,而用另一道油封轴承分担小部分受力,

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成本比双滚珠低,同时减小了震动,寿命提升到40000小时左右,但噪声还是不低,整体表现介于双滚珠和油封之间。

总结

此外还有各种在材料上下功夫,提高寿命和稳定性的,比如说富士康的纳米陶瓷轴承 NANO CeramicNCB,结构还是传统的含油轴承,但通过高分子材料、二氧化锆、以及特殊添加剂,性质类似陶瓷轴承,大幅度提高耐用性,寿命在120000150000小时以上。

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代工厂方面,除了常见AVC之外,什么猫扇、阿帕奇基本都是元山代工的,玩家口中的各种高性能扇十有七八出自其手。不过不管是什么代工厂,都不意味着扇子就一定好,还要看风扇的设计类型、方案。

最便宜的扇子尽量选液压、LDB,贵的什么花里胡哨都有,一般都不会差。如果追求长寿就选轴承类,如果追求静音就选油封类即可。 


参考&引用:

chiphell.com/thread-224277-1-1.html

pceva.com.cn/thread-118353-1-1.html

blog.csdn.net/shecqhm/article/details/44236265

info.wujin.hc360.com/2016/10/102020653905.shtml 

chiphell.com/forum.php?mod=viewthread&tid=139058

jingyan.baidu.com/article/cb5d6105f151a9005c2fe014.html

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