Вам бонус- начислено 1 монета за дневную активность. Сейчас у вас 1 монета

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Лекция



Привет, Вы узнаете о том , что такое типы подшипников для вентиляторов, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое типы подшипников для вентиляторов, вентилятор, подшипник , настоятельно рекомендую прочитать все из категории электромеханические устройства электронных аппаратов.

Название Описание Уровень шума Ресурс Стоимость
подшипник скольжения (sleeve bearing)

Простейший тип подшипника, состоит из втулки, покрытой антифрикционным материалом, внутри которой вращается вал.

При отвесном монтаже (ось вращения горизонтальна) средняя продолжительность стабильной эксплуатации подшипника скольжения доходит до тридцати тысяч часов.
Горизонтальная установка уменьшает среднее время работы до 50%.

Эти подшипники отлично функционируют в условиях повышенной влажности и сухости, температура эксплуатации подшипников скольжения варьируется от +25°C до +40°C.

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

В исправном состоянии - низкий, однако при износе таких подшипников кулеры в целом начинают сильно шуметь из-за вибрации. Относительно невысокий и сильно зависит от эксплуатационной температуры и вибрационных нагрузок. У современных вариантов заявляется ресурс до 35 тысяч часов, однако он достижим только в идеальных условиях, на практике такие подшипники служат в два-три раза меньше. Самый дешевый тип подшипника.
Подшипник скольжения c винтовой нарезкой (rifle bearing, Z-Axis bearing) Подшипник скольжения со специфическими нарезами на втулке и оси, осуществляющими рециркуляцию смазывающей жидкости. Низкий. Существенно выше чем у простейших подшипников скольжения и приближается к FDB-подшипникам. Немного выше, чем у обычных подшипников скольжения, но ниже, чем у FDB-подшипников.
Гидродинамический подшипник (FDB bearing) Усовершенствованный подшипник скольжения, в котором вращение вала происходит в слое жидкости, постоянно удерживающейся внутри втулки за счет создающейся при работе разницы давлений. Существенно выше, чем у подшипников скольжения, заявляются цифры до 80 тысяч часов, однако в реальных эксплуатационных условиях эту цифры также стоит уменьшить минимум вдвое. Выше, чем у обычных подшипников скольжения, но ниже, чем у подшипников качения.

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ

ПОДШИПНИК

подшипник скольжения, в к-ром

масляный слой между

трущимися поверхностями

создается путем подвода

кним масла под давлением

от насоса.

Коэфф. трения у Г. п.

при трогании с

места мал, и износ практически

отсутствует

. Г. п. применяют для ответств.,

медленно вращающихся

валов и роторов.

Подшипник качения (ball bearing)

Из всех типов подшипников качения в кулерахприменяются только радиальные шарикоподшипники, состоящие из двух колец, тел качения (собственно шариков) и сепаратора.

Подшипник плохо функционирует в условиях влажности и повышенной сухости, но отлично показывают себя при работе в средних температурных режимах (от +25°C до +40°C).

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Формально - выше чем у подшипников скольжения, однако из-за большего ресурса в равных условиях длительной эксплуатации вентилятор ы на таких подшипниках не оказываются более шумными, чем аналоги на подшипниках скольжения, более подверженные износу. Таким образом Одним из их главных недостатков является излишняя шумность при работе. Но несмотря на этот минус, они добротно функционируют в любом положении (вертикальном и горизонтальном) и работают до 60-70 тысяч часов. Заявленный ресурс может быть от 59 до 90 тысяч часов, в реальных условиях эксплуатации такие подшипники существенно долговечнее, чем подшипники скольжения. Выше, чем у подшипников скольжения.
Керамический подшипник качения (ceramic bearing) Подшипник качения с использованием керамических материалов. Низкий. Заявленный ресурс может быть до 160 тысяч часов при достаточно высоких эксплуатационных температурах, фактически, в настоящее время это самые долговечные подшипники, применяемые в кулерах. Самая высокая.
Подшипник масляного давления (SSO) Усовершенствованный гидродинамический подшипник. Отличается увеличенным слоем жидкости (смазки) Для уменьшения износа вал центрируется установленным в основание постоянным магнитом Самый низкий. Заявленный ресурс может быть до 160 тысяч часов при достаточно высоких эксплуатационных температурах, фактически, в настоящее время это самые долговечные подшипники, применяемые в кулерах. Выше чем у подшипников качения, но ниже чем у керамических подшипников качения
Самосмазывающийся подшипник скольжения (LDP) Усовершенствованый подшипник скольжения. Имеет защиту от пыли, соответствующую IP6X, и специальный слот для восстановленного масла, которые увеличивают срок службы вентилятора. В исправном состоянии - низкий. Заявленный ресурс может быть до 160 тысяч часов при достаточно высоких эксплуатационных температурах, фактически, в настоящее время это самые долговечные подшипники, применяемые в кулерах. Выше чем у подшипников скольжения (sleeve bearing), ниже чем у гидродинамических
Подшипники Vapo

производителем «Sunon» была разработана уникальная технология MagLev (от слов «магнитная левитация»), позволяющая объединить достоинства обоих типов подшипников и минимизировать их недостатки. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Более известно это решение под названием «Vаро подшипник».

Как же он устроен? По сути, это модернизированный подшипник скольжения, в котором специальная система магнитов образует магнитное поле, компенсирующее собственный вес ротора. В результате при работе ротор левитирует в магнитном поле, почти не касаясь стенок втулки. Подобные технологии уменьшают износ, смягчают вибрацию в процессе работы и делают вращения вентилятора практически бесшумным, что положительным образом сказывается на звуковом восприятии работы вентилятора.

Для некоторых моделей с подшипником Vapo рабочая температура может быть выше 70°C. Единственным минусом является более высокая стоимость, относительно качения и скольжения. Но для качественной и продолжительной работы это – то, что надо. Технология Vаро отлично держится на протяжении всего периода эксплуатации и очень эффективно функционирует как при средних температурах (от +25°C до +40°C), так и в условиях повышенной влажности и сухости.

Низкий уровень шума.

Большой срок службы (до 60 тысяч часов).

Возможность работы в любом положении.


Возможность работы при высоких температурах.
Отлично функционирует при повышенной влажности и сухости.

Подшипник с полиоксиметиленом (POM Bearing) Усовершенствованый подшипник скольжения. Для увеличения срока службы вал покрыт полиоксиметиле́ном, обладающим пониженным коэффициентом трения скольжения. В исправном состоянии - низкий. Заявленный ресурс может быть до 160 тысяч часов Выше чем у подшипников скольжения (sleeve bearing), ниже чем у гидродинамических
Термоэлектрический охладитель

Термоэлектрический охладитель работает на основе эффекта Пельтье. В термоэлектрическом модуле полупроводниковый компонент функционирует как малый тепловой насос.
Типичный одноступенчатый охладитель состоит из двух керамических обкладок с элементами p- и n-типов из сплавов теллурида висмута (см. рис. 4). Когда прикладывается постоянное напряжение, электроны передаются от элемента p-типа к элементу n-типа, и температура холодной стороны снижается по мере прохождения электронного тока до достижения равновесия. Охлаждение пропорционально току и числу термоэлектрических пар. Тепло передается к горячей стороне охладителя.

вообще нет чем больше напряжение тем больше сила тока и разница температур

Название

Схема

Подшипник скольжения

(Sleeve Bearing)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Подшипник скольжения c винтовой нарезкой


(Rifle Bearing, Z-Axis Bearing)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Гидродинамический подшипник


(FDB Bearing)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Подшипник качения


(Ball Bearing)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Керамический подшипник качения


(Ceramic Bearing)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Подшипник масляного давления


(SSO)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Самосмазывающийся подшипник скольжения


(LDP)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Подшипник с полиоксиметиленом


(POM Bearing)
Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Подшипники Vapo

производитель Sunon

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Термоэлектрический охладитель

отсутвие механических деталей

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроникиТипы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники
1 вольта - 0,3 ампера - разница температор -

3 вольт - 1 ампер

5 в - 1,5 А

12 вольт - 4 Ампера - рабочее напряжение разница температур 70 градусов

поверхность 40х40 мм

металлорганические каркасные структуры (MOF), представляющие собой композиты, состоящие из наноскопических частиц полимеров и металлов. В них много микропор, из-за чего из этого материала получаются очень эффективные губки, способные вбирать влагу из окружающей среды сами по себе покрыть нагревающиеся поверхности, такие как CPU, тонким слоем MOF. При малой нагрузке на процессор, материал, будучи холодным, будет набирать воду. При нагревании же собранная жидкость начнет испаряться, не давая температуре расти дальше. Продолжительность эффекта, само собой, напрямую зависит от количества запасенной влаги.

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

преимущества решения, MOF достаточно быстро набирает воду в обычных комнатных условиях, самостоятельно «перезаряжается» при выключении нагрева и потом снова готов к работе.

К недостаткам разработки исследователи относят то, что температурная проводимость материала слишком мала, и после исчерпания запаса влаги он начинает работать, наоборот, как одеяло. Кроме того, для организации массового производства процессоров с таким покрытием стоимость MOF по-прежнему остается слишком высокой.

В одном из своих экспериментов исследователи покрыли алюминиевую пластину с нагревательным элементом площадью 16 см², имитирующую крышку процессора, 120 мг MOF (толщина слоя составила 198 мкм) типа MIL-101(Cr). За счет малого количества используемого материала общая стоимость электронного компонента увеличилась незначительно, зато время нагрева покрытой пластины до 60 ℃ по сравнению с непокрытой удвоилось с пяти минут до одиннадцати. Когда толщину слоя увеличили до 516 мкм (масса задействованного MOF-материала — 290 мг), время нагрева составило уже 19 минут.

Причин повышенного шума вентилятора может быть несколько:

  • Износ, испарение смазки на подшипниках вентилятора;
  • Засорение, забивание пылью решеток радиатора;
  • Неправильно выставлены обороты вентилятора, на максимум;

Обратите внимание на то, что вентиляторы с одной ценой и габаритами немного отличаются: количеством лопастей, их формой, толщиной и шириной каждой лопасти. Как и крылья самолета, лопасти вентилятора подчиняются тем же законам аэродинамики. От формы лопастей зависит, на каких режимах работы вентилятора может произойти срыв воздушного потока и, соответственно, увеличение шума.

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Срыв воздушного потока


Этот эффект наглядно можно увидеть, если грести веслом по воде. За веслом всегда образовываются завихрения с большим количеством пузырей. Но если поставить весло под небольшим углом, то пузырей и завихрений становится меньше. Так же и с воздушным потоком. Если лопасть вентилятора не совсем правильной формы, то и поток воздуха не “соскальзывает” плавно с лопасти, а срывается, образуя завихрения. И на больших оборотах вращения вентилятора создается лишний воздушный шум.

Особенности конструкции вентиляторов для компьютера

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

  • Лопасти с обратной стреловидностью (выгнутые вперед по ходу вращения) лучше, чем прямые лопасти. Прямые лопасти вентилятора, вращаясь провоцируют ударно-волновой кризис и существенное повышение уровня шума. Использование стреловидности затягивает кризисные процессы и снижает уровень шума. Такие лопасти, как бы закручивают поток воздуха внутрь, и вся струя воздушного потока за вентилятором получается более сплошной. Использование вихреобразующих элементов в виде наплывов (плавников), выступающих навстречу потоку на внешнем радиусе лопасти вентилятора усиливает этот эффект.
  • Более прочные толстые лопасти меньше подвержены вибрации от воздушного потока, чем тонкие и легкие. Кстати, аэродинамика у толстых лопастей лучше, чем у тонких. Соответственно, поток воздуха, проходящий через вентилятор с такими лопастями, будет более ровный без рывков (т.е. меньше шума). Лопасти должны быть как можно точнее сбалансированы, чтобы не вызывать механическую вибрацию корпуса всего вентилятора.

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

  • Вентиляторы с бóльшим количеством лопастей (9 и более) стóит выбирать с меньшей скоростью вращения 900 – 1200 RPM. На больших оборотах может произойти “срыв воздушного потока” с лопастей вентилятора, и общая струя воздуха станет неравномерной, а воздушный шум (шелест, шипение) вентилятора увеличится. Чем больше количество лопастей у вентилятора, тем при больших значениях коэффициента производительности происходит срыв потока воздуха, а область устойчивой работы становится уже.
  • Вентиляторы с меньшим количеством лопастей (5 — 9) и увеличенной шириной каждой лопасти обеспечивают достаточное давление воздушного потока на небольшой скорости и, следовательно, производят меньше шума. Если лопасти достаточно широкие, то это лучшим образом скажется на статическом давлении воздушного потока, а “срыв потока воздуха” и шум будет наблюдаться только на больших скоростях вращения 1600, 1800 RPM и выше.

Воздушный поток вентилятора и статическое давление

Поток воздуха вентилятора — это объем воздуха, который вентилятор может переместить в течение одной единицы времени. Может показаться, что это единственно важный фактор в мощности вентилятора. Да, но только в условиях беспрепятственного воздушного потока спереди или сзади вентилятора (например, для обычного настольного вентилятора). Однако, когда существуют преграды (например, ребра радиатора, решетки в корпусе или пылевые фильтры), это приведет к отклонению воздушного потока и снижению эффективности. Статическое давление воздушного потока относится к силе, с которой воздух вытесняется из вентилятора и, следовательно, его способность преодолевать препятствия.

Вентиляторы для компьютера с разным статическим давлением

Статическое давление вентилятора измеряется в паскалях Па (1 Па ~ 0,1 мм. вод. ст.). Визуальным отличием вентилятора с увеличенным статическим давлением является конструкция лопастей. Такие вентиляторы имеют широкие лопасти. В то время как вентиляторы с оптимизированным потоком воздуха имеют узкие лопасти. Многие производители могут продавать свои вентиляторы в качестве вентиляторов статического давления, но на самом деле для этих целей они не всегда оптимизированы.

Типы подшипников для вентиляторов, используемых для охлаждения для электроники

Слева - Corsair Air Series AF140 статическое давление 0,84 мм/H2O. Справа - Silencio FP120 PWM 2400 статическое давление 4,80 мм/H2O.

При установке вентиляторов с широкими лопастями внутри системного блока обращайте внимание на минимальное количество преград перед вентилятором и после него (мелкие решетки корпуса, неудачно уложенные провода).

Выводы

Перечислим основные моменты, от которых зависит шумность вентилятора.

Большая скорость вращения.

  • Плюс: больше воздушный поток.
  • Минус: больше воздушного шума.

Вентилятор с большим количеством лопастей (9 и выше).

  • Плюс: оптимизированный воздушный поток.
  • Минус: сильный шум на высоких оборотах.

Широкие, толстые лопасти с правильной аэродинамической формой.

  • Плюс: больше статическое давление воздушного потока, большой воздушный поток на меньшей скорости вращения, и как следствие, меньше скорость — меньше шума.
  • Минус: требуется минимум преград перед вентилятором и после него.
  1. Лопасти с увеличенной обратной стреловидностью и небольшими плавниками на внешнем радиусе вращения – предпочтительнее.

В итоге, следует обратить внимание на вентилятор с широкими толстыми лопастями, правильной аэродинамической формы (обычно указывается на упаковке). Обратная стреловидность лопастей лучшим образом скажется на снижении шума вентилятора. Подшипник скольжения гидродинамический (оптимальное соотношение цена-качество). Количество оборотов в минуту около 1200.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

Анализ данных, представленных в статье про типы подшипников для вентиляторов, подтверждает эффективность применения современных технологий для обеспечения инновационного развития и улучшения качества жизни в различных сферах. Надеюсь, что теперь ты понял что такое типы подшипников для вентиляторов, вентилятор, подшипник и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории электромеханические устройства электронных аппаратов

создано: 2019-05-15
обновлено: 2023-05-18
132265



Рейтиг 9 of 10. count vote: 2
Вы довольны ?:


Поделиться:

Найди готовое или заработай

С нашими удобными сервисами без комиссии*

Как это работает? | Узнать цену?

Найти исполнителя
$0 / весь год.
  • У вас есть задание, но нет времени его делать
  • Вы хотите найти профессионала для выплнения задания
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • Приорететная поддержка
  • идеально подходит для студентов, у которых нет времени для решения заданий
Готовое решение
$0 / весь год.
  • Вы можите продать(исполнителем) или купить(заказчиком) готовое решение
  • Вам предоставят готовое решение
  • Будет предоставлено в минимальные сроки т.к. задание уже готовое
  • Вы получите базовую гарантию 8 дней
  • Вы можете заработать на материалах
  • подходит как для студентов так и для преподавателей
Я исполнитель
$0 / весь год.
  • Вы профессионал своего дела
  • У вас есть опыт и желание зарабатывать
  • Вы хотите помочь в решении задач или написании работ
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • подходит для опытных студентов так и для преподавателей



Комментарии


Оставить комментарий
Если у вас есть какое-либо предложение, идея, благодарность или комментарий, не стесняйтесь писать. Мы очень ценим отзывы и рады услышать ваше мнение.
To reply

электромеханические устройства электронных аппаратов

Термины: электромеханические устройства электронных аппаратов