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從含油軸承到磁懸浮軸承剖析中國軸承發展史

2016-02-13 瀏覽量 1629

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????????●含油軸承

????????軸承形式是指風冷散熱器風扇所使用的軸承類形。在機械工程上,軸承的類形非常多,但在散熱器產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:使用滑動摩擦的套筒軸承(SleeveBearing)和使用滾動摩擦的滾珠軸承(BallBearing)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,諸如磁浮軸承、流體保護系統軸承、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而成,基本工作原理還是沒有變化。
????????傳統含油軸承油料容易揮發和沾染灰塵,含油軸承(SleeveBearing)是使用滑動摩擦的套筒軸承,使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑,初期使用時運行噪音低,制造成本也低,但是這種軸承磨損嚴重,壽命較滾珠軸承有很大差距。而且這種軸承使用時間一長,由于油封的原因(電腦散熱器產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,而且灰塵也會進入軸承,從而引起風扇轉速變慢,噪音增大等問題,嚴重的還會因為軸承磨損造成風扇偏心引發劇烈震動。出現這些現象,要么打開油封加油,要么就只有淘汰另購新風扇。

????????●超靜音——磁懸浮軸承

????????磁懸浮軸承構造

????????磁懸浮軸承(MagneticBearing)是利用磁力作用將轉子懸浮于空中,使轉子與定子之間沒有機械接觸。其原理是磁感應線與磁浮線成垂直,軸芯與磁浮線是平行的,所以轉子的重量就固定在運轉的軌道上,利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個轉子懸空,在固定運轉軌道上。與傳統的滾珠軸承、含油軸承相比,磁軸承不存在機械接觸,轉子可以運行到很高的轉速,具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點,特別適用于高速、真空、超凈等特殊環境中。磁懸浮事實上只是一種輔助功能,并非是獨立的軸承形式,具體應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。這項技術并沒有得到歐美國家的認可。
????????拿一個簡單的磁懸浮系統舉例,它是由轉子、傳感器、控制器和執行器4部分組成,其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設在參考位置上,轉子受到一個向下的擾動,就會偏離其參考位置,這時傳感器檢測出轉子偏離參考點的位移,作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號,然后功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流,控制電流在執行磁鐵中產生磁力,從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此,不論轉子受到向下或向上的擾動,轉子始終能處于穩定的平衡狀態。
????????磁懸浮軸承(MagneticBearing)的馬達采用磁懸浮(MagneticSystem,MS)設計,其磁感應線與磁浮線成垂直,故軸芯與磁浮線是平行的,所以轉子的重量就固定在運轉的軌道上,利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個轉子懸空,在固定運轉軌道上。因此,磁懸浮事實上只是一種輔助功能,并非是獨立的軸承形式,具體應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。這項技術并沒有得到歐美國家的認可。

????????●軸承類型對比

????????對比數據

????????通過對比不難看出,伴隨不斷改進和完善,龐大的含油軸承家族已經能夠勝任主流應用需求。當前應用最為廣泛的液壓風扇,壽命基本上在3萬-5萬小時之間,完全能夠勝任普通應用需求。而靜音效果也明顯要好過滾珠風扇,因此玩家在選購風扇時無需盲目追求滾珠風扇。況且滾珠風扇的工藝難度相對較高,價格也貴。不過對于追求壽命的玩家來說,倒不妨選購雙滾珠風扇,還有納米陶瓷軸承。而對于追求超靜音的玩家來說,選購磁懸浮風扇將會更好一些,不過弊端就是工藝難度高,價格比較昂貴一些。



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