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淺談含油軸承散熱風扇的利弊
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嘉興順電子科技 - 

時間 : 2021-02-22 10:31 瀏覽量 : 32

散熱風扇作為積極熱管散熱的重要電子設備,具有效率高、價格低等特點,廣泛應用于筆記本電腦、開關電源、網絡服務器等電子設備。但風扇也有噪音大、壽命短、可靠性差等缺陷。為了追求終極的特性和可靠性,商品不惜成本選擇被動散熱。當然,這也是由于新CPU的高效環保節能。
無風扇被動散熱有很多好處,但現階段只適用于小輸出功率商品。對于功率大的商品,散熱風扇仍然是熱管散熱方案的流行設計。長期以來,工程項目專業技術人員為了考慮系統軟件商品的規定,如何評價和選擇可靠的風扇,仍然應對這樣的問題。

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一、散熱風機的分類和結構。
散熱風扇根據軸承的種類可分為含油軸承和鋼珠軸承兩種。
含油軸承的風扇現在市場上銷售最多,非常容易購買,價格最便宜的風扇。但是,使用時間長的話,灰塵的吸塵增加,潤滑脂會因摩擦變熱而蒸發,粉絲的噪音會上升,壽命會急劇下降。這也是文章中最重要的討論這種風扇的原因。含油軸承可細分為液壓機軸承、來福軸承、Hypro軸承等,但都選擇了動壓浮動軸承的基本原理。軸承的不同,商品的壽命也有不同的主要表現。
鋼珠軸承風扇也是目前市場上流行的風扇。該風扇的軸承不僅在潤滑液中添加了軸芯和軸套之間的間隙,還稍微擴大了室內空間,其中嵌入了多個金屬材料的鋼珠。軸芯與聯軸器相對速度時,鋼珠也翻轉,不與兩者產生滾動摩擦,減少旋轉摩擦阻力,減少動能消耗。如果僅僅是一個鋼珠的支撐點,就不能確保圓弧的穩定性,所以一般需要兩個鋼珠展開管束。但是,由于結構復雜,鋼珠軸承的制造成本相對較高,因此操作生產成本,雙鋼珠和單鋼珠兩種鋼珠軸承。雙鋼珠軸承優于單鋼珠的特性。雙鋼珠軸承一般商品壽命為50000~10000小時。
風扇根據吸氣口的方法可以分為抽濾風和軸排放風兩種。
抽濾吸入口風扇是將流體力學從風扇的徑向吸入后,將流體力學從圓上方甩出,如鼓風機馬達、抽油煙機等。
軸排風機的特性是流體力學沿風機葉片的徑向穿過。例如電風機和家用排風機等。
二、含油軸承風機的無效原理。
含油軸承風扇無效的關鍵分為電子部件無效和軸承機械設備脆化無效兩類。電子部件的無效和其他電子設備沒有獨特之處,在此詳細介紹軸承機械設備的脆化無效。
軸承機械設備脆化無效的重要原因是軸芯與軸套之間的潤滑脂蒸發或無效,原動壓浮油軸承引起金屬表層之間的滾動摩擦。常見的軸芯原材料是鋼,聯軸器原材料是銅,鋼比銅硬,長期的金屬材料之間滾動摩擦會損壞軸承表層,金屬材料屑阻止風扇旋轉,最后堵塞軸承。
另外,潤滑脂蒸發,無效和風扇不平衡也會增大軸芯和聯軸器兩側的損傷和間隙,最后風扇旋轉時的搖晃和噪音增大。
三、軸承機械設備脆化的影響因素。
危害含油軸承機械設備脆化的要素是操作溫度、風扇轉速比、電源開關頻率、風扇電機轉子的轉子動平衡、風扇構建方向和自然環境中的灰塵和外地人的污垢。
操作溫度:風扇辦公環境的溫度危害潤滑脂的蒸發和粘度,危害風扇的壽命。
風扇轉速比:風扇轉速比與使用壽命。轉速比越高,潤滑脂液體摩擦引起的溫度也越高,潤滑脂蒸發越快,軸承壽命越長。
電源開關頻率:含油軸承即使啟動也沒有產生油楔,軸芯和軸承仍然接觸金屬材料,會造成輕度損傷,因此電源開關也會損害軸承的壽命。
風扇馬達轉子的轉子動作平衡:風扇馬達轉子的轉子動作平衡越好,同樣的轉速比狀況下的向心力越小,軸承的損傷也越小,軸承的壽命就越長。
風扇的構筑方向:由于風扇的構筑領域不同,軸承的作用力也不同?;A理論上,當重力方向和軸承平行面被欺騙時,電機轉子對軸承的力量應力最小。
灰塵和外地人的污垢:空氣中的灰塵進入軸承后,會堵塞軸承的吸氣系統,破壞含油軸承的原動壓浮油和潤滑作用,無效。外地人的臟東西是化學纖維和蟲類的話,離心葉輪的旋轉也會堵塞。
四、如何評價風機的可信度和使用壽命。
1、基礎理論測算和認證。
了解風扇的結構、無效原理和影響因素,可以根據以下幾個流程進行前期設計或選擇風扇。第一步是基礎理論測量。根據風扇的應用標準,例如轉速比、操作溫度、潤滑脂的主要參數、機械設備規格等,根據雷洛方程組(公式計算1Reynolds方程組)來測量軸承的承載能力。之后,根據風扇的構筑方向,判斷軸承的承載能力是否超過了向心力和作用力的和平。向心力可參考ISO1940,根據高低不平的考慮和具體的應用情況,作用力可根據構筑方向根據牛頓力學進行分析。
如果可以考慮計算公式的結果的話,軸承在健身運動的全過程中軸心和軸套之間理論上是完全的動壓浮油潤滑化。當然,這是一個理想的情況,所以第二步也應該用電源測試標準來確定軸芯和軸套之間是否在具體工作中有動壓浮油潤滑。這里多次重視動壓浮油是因為動壓浮油軸承的基礎理論壽命是10~15年。只有有動壓浮油潤滑,風扇的壽命才能確保。軸承間金屬材料滾動摩擦產生后,風扇迅速無效。導電性檢測應充分考慮具體運用中最不令人滿意的情況,如最高溫度、較大高低不平等。
2、考試認證和壽命評估方法。
可信性試驗認證常見的方式是高低溫試驗,節省時間,加快檢查是必不可少的。融合前無效原理和壽命影響因素,在此詳細介紹高溫高低溫試驗方式。但是,這個高溫高低溫試驗融合了風扇的構筑方向、灰塵檢查和電源開關的高低溫試驗。目的是評價潤滑脂在高溫狀況下的蒸發狀況,也有向心力、力、灰塵和常用電源開關對軸承壽命的危害。
根據如下:
現階段散熱風機在每一制造行業都有普遍的應用。隨著客戶系統對商品的可靠性規定越來越高,在設計方案中采用可靠性更高的散熱風扇是不可避免的。在這種情況下,參照目前的規范來評價風扇的可靠性有限,不能考慮顧客規定的潛在風險。本畢業論文根據詳細介紹粉絲類型、含油軸承的無效原理和壽命影響因素,根據具體實例融合基礎理論測算和試驗認證緊密結合的方式,向設計方案人員提出新的構想,評價散熱風扇的可靠性,考慮設計方案的規定,實現系統軟件的最佳控制設計方案。

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