Тип подшипника гидродинамический что это

Какой тип подшипника в вентиляторе лучше и в каких случаях?

Всем привет! Сегодня разберем, какой лучше подшипник для кулера в системном блоке, для процессорного вентилятора, если это блок питания, какие у них сроки службы, на что влияет конструкция и как сильно.

Сравним подшипники скольжения или качения и скольжения или гидродинамический — какие лучше и почему. О том, сколько охладителей должно быть в компьютере, вы можете почитать вот тут.

Напомню о конструкции вентилятора. Крыльчатка посажена на магнитный вал, который приводится в действие силой электромагнитной индукции.

Ток проходит в нескольких электрических катушках, которые установлены рядом с посадочным местом для вала. От конструкции подшипника, который удерживает вал на посадочном месте, во многом зависит эффективность системы охлаждения ПК.

О типах подшипниках в вентиляторе

Сегодня, в основном, в кулерах используются следующие виды:

Скольжения

Самый простой тип. Состоит из покрытой антифрикционным материалом втулки, в которой вращается ось вентилятора. В исправном состоянии издает минимальный уровень шума, но при износе втулки начинает ощутимо гудеть. Самый дешевый вид, который используется преимущественно в вентиляторах для корпуса ПК.

С винтовой нарезкой

На втулке и оси есть специальная нарезка, благодаря которой рециркулирует смазка. Служат гораздо дольше вышеописанного типа. Кроме этого, ничем не отличаются. Стоят чуть дороже.

Гидродинамический

Вращение вала осуществляется в слое смазки, а втулка удерживается внутри из-за разницы давлений.

Издает наименьший уровень шума из перечисленных девайсов, а по стоимости находится посредине между подшипниками скольжения и качения. Используется в дорогих моделях корпусных вентиляторов и дешевых процессорных.

Качения

В кулерах используются радиальные подшипники, оборудованные двумя кольцами с шариками внутри. Довольно шумный вид, и стоит дороже. Однако и ресурс у них существенно выше, чем у всех предыдущих типов. Используются в дорогих процессорных крыльчатках и видеокартах, а также в блоках питания.

Качения керамические

По конструкции не отличаются от предыдущего типа.

Кардинальное отличие в использовании керамики, которая при контакте создает намного меньше шума по сравнению с металлом, как в предыдущем случае. Самые дорогие из представленных в этом обзоре, но и откатают по максимуму.

С каким типом покупать кулера

На мой взгляд, шумные подшипники качения больше подойдут для серверной или стрим-хаты, где и без них всегда довольно шумно.

Для домашнего ПК или тихого офиса лучше взять бесшумные подшипники скольжения, а если интересует ресурс, отдать предпочтение керамическим.

Особенно это важно, если компьютер установлен в той же комнате, где вы обычно спите, а на ночь вы его не выключаете — например, фармите АФК ресурсы в корейской ММОПРГ или там криптовалюты, а также по религиозным убеждениям.

В конце добавлю: при выборе, обращайте вниманье на параметр шума в технических характеристиках к товару. Сейчас есть очень много различных крутых производителей, которые имеют свои запатентованные технологии и может быть так, что уровень шума будет ниже чем ожидается.

Также советую ознакомиться с инструкцией «Как правильно ставить кулер на корпус». Поделитесь этом постом в социальных сетях, чтобы помочь продвижению моего блога. До завтра!

Источник

Гидродинамический подшипник: его устройство и принцип работы

Несмотря на сложность названия, с работой гидродинамических подшипников встречался каждый из нас. Самый характерный это коленвал двигателя внутреннего сгорания — тип подшипника гидродинамический. Вращение коленвала относительно блока двигателя происходит в масляной среде.

Гидродинамический подшипник: принцип работы

Подшипник гидродинамический — это вал, расположенный внутри герметичной обоймы, заполненной жидкостью. В спокойном состоянии вал практически лежит на стенке обоймы и расположен с эксцентриситетом относительно нее. Но с началом вращения, жидкость стремится уровнять давление со всех сторон и вал располагается строго по оси обоймы. При этом трение в конструкции значительно уменьшается.

Устройство гидродинамического подшипника

Гидродинамический подшипник представляет собой закрытую герметичную конструкцию, состоящую из двух колец. Внутренняя поверхность колец тороидальной формы хорошо пригнана друг к другу заполнена маслом или иной вязкой жидкостью. Его конструкция такова, что он сам создает давление жидкости внутри себя в процессе вращения. Такие подшипники установлены, например, в приводе жесткого диска компьютера.

Разновидностью гидродинамического подшипника является гидродинамический подшипник с магнитным центрированием, применяемый в кулерах компьютеров. Магнитное центрирование призвано обеспечить плавный запуск подшипника, избежать начального смещения вала к обойме.

Область применения

Гидродинамические подшипники нашли свое применение в прецизионной технике. В частности, они применяются в приводах жестких дисков и кулеров компьютеров и ноутбуков.

Одной из отличительных особенностей этих подшипников является долговечность, поэтому их ставят в узлы и агрегаты, которые с трудом поддаются ремонту или неремонтопригодные вообще.

Достоинства

К числу несомненных достоинств гидродинамических подшипников можно отнести:

Недостатки

Размеры гидродинамических подшипников и особенности конструкции

В зависимости от области применения и конструкции гидродинамические подшипники могут быть разного размера:

Для кулеров компьютеров и видеокарт предназначен специальный гидродинамический подшипник размером 25х25х10 мм. Скорость вращения до 13000 об/мин. Срок службы 40 тыс. часов.

В жестких дисках устанавливаются подшипники размером 28,5х19 мм шириной 9 мм. Число оборотов от 4200 до 10000 об/мин.

Гидродинамический подшипник для промышленного использования состоит из стационарной наружной обоймы, имеющей четыре точки крепления к станине и вращающуюся внутреннею. Размер устанавливаемого вала может находится в диапазоне от 80 до 250 мм.

Компания УкрЗахидПостач предлагает подшипники и приводные ремни всех типоразмеров и в любом количестве. Прямое сотрудничество с мировыми брендами позволяет поставлять любые подшипники по самым низким ценам.

Источник

Тип подшипника гидродинамический что это

Время работы заявлено: до 35 000 час
Время работы реально: до 17 000 час

Это самый простой тип подшипников. Состоит из втулки, покрытой антифрикционным материалом, внутри которой вращается вал.

Время работы заявлено: до 70 000 час
Время работы реально: до 35 000 час

Подшипник скольжения с нарезами на втулке и оси, что обеспечивает рециркуляцию смазывающей жидкости.

Низкий.Ресурс значительно выше чем у обычных подшипников скольжения и приближается к FDB-подшипникам.Немного выше, чем у обычных подшипников скольжения, но ниже, чем у FDB-подшипников.

Время работы заявлено: до 80 000 час
Время работы реально: до 40 000 час

Усовершенствованный подшипник скольжения, в котором вращение вала происходит в слое жидкости, постоянно удерживающейся внутри втулки за счёт создающейся при работе разницы давлений.

Очень низкий.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.

Время работы заявлено: от 160 000 час и выше
Время работы реально: от 160 000 час и выше

Практически, бесконтактный механизм, основанный на принципе магнитной левитации..

Самый низкий (До 80% тише, чем остальные)обладает большей надежностью, лучше переносит использование в агрессивных средах

Время работы от 60 000 час до 90 000 час

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

Время работы заявлено: до 160 000 час
Время работы реально: до 160 000 час

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 у подшипников скольжения.

Время работы заявлено: до 160 000 час
Время работы реально: до 160 000 час

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

Время работы заявлено: до 160 000 час
Время работы реально: до 160 000 час

Усовершенствованный подшипник скольжения. Имеет защиту от пыли, соответствующую IP6X, и специальный слот для восстановленного масла, которые увеличивают срок службы вентилятора.

Подшипник с полиоксиметиленом (POM Bearing)

Время работы заявлено: до 160 000 час

Усовершенствованный подшипник скольжения. Для увеличения срока службы вал покрыт полиоксиметиле́ном, обладающим пониженным коэффициентом трения скольжения.

Время работы заявлено:
до 200 000 час при 20°C
до 110 000 час при 70°C

Компания CUI разработала новый тип вентилятора, который устраняет разрыв между традиционными конструкциями на основе шарикоподшипников и подшипников скольжения. Новая конструкция подшипника, известная как система omniCOOL, использует магнитную подвеску для балансировки ротора в сочетании с усовершенствованным подшипником скольжения.

Ротор в системе omniCOOL работает как волчок, который никогда не падает и может работать под любым углом.

Система omniCOOL уменьшает или устраняет многие недостатки традиционных втулок или шариковых подшипников. Например, магнитная структура, активно уравновешивающая ротор, сводит к минимуму проблемы наклона и колебания, характерные для стандартных подшипников скольжения. И поскольку вал не опирается на внутреннюю часть подшипника, трение между ними значительно ниже, чем у традиционного подшипника скольжения.

Втулка, используемая в системе omniCOOL, специально закалена, чтобы противостоять истиранию и нагреву. Это позволяет работать при температуре до 90°C, в то время как традиционные подшипники скольжения обычно могут выдерживать температуру только до 70°C.

Низкий.Ресурс значительно выше чем у обычных подшипников скольжения.

ВЫВОД: Как показала практика, несмотря на широчайшее разнообразие существующих типов подшипников, наибольший акустически комфорт предоставляют гидродинамические подшипники и их развитие. Лишь они обеспечивают одинаковый уровень шума весь срок эксплуатации.

Источник

Типы подшипников в корпусных вентиляторах

Содержание

Содержание

Активное охлаждение компонентов компьютера уже давно ни для кого не является новостью. Пользователи так сильно увлечены воздушными потоками, давлением внутри корпуса, что забывают о том, что не каждый вентилятор подходит на отведенную ему роль в полной мере. И не последнее значение в этом играет тип подшипника вентилятора.

Немного истории

Изначально подшипники выглядели совсем не так как сейчас. Как следует из названия, это то, во что упирается шип.

Простая конструкция за счет малого диаметра оси создает большое отношение плеч рычага и даже большой коэффициент трения не создает существенного противодействия вращению. А что бы износ был как можно меньше, в качестве подшипника используется более твердый материал. Сегодня такая конструкция встречается в механических часах.

Так или иначе прогресс взял свое, и современные конструкции уже более совершенны.

Подшипник скольжения

Традиционный спутник бюджетных вентиляторов. Внешне максимально простая конструкция, состоящая из латунной втулки и стального вала, но в своей работе не так уж и проста.

Небольшая разница в диаметре вала и втулки заполнена маслом. При вращении вала силы трения между валом и маслом нагнетают масло в место соприкосновения вала и втулки, создавая давление масляного клина. Если это давление будет достаточно большим, оно предотвращает контакт вала и втулки.

h — толщина слоя смазки, ω — угловая скорость вращения вала, d — диаметр вала, P — величина нагрузки, s —средний зазор, e — эксцентриситет

Как видно из рисунка слабым местом этого подшипника является то, что давление прилагается только с одной стороны вала — это не способствует гашению вибраций, а даже наоборот вызывает их при малой величине нагрузки.

По мере работы нагрев делает масло более жидким, что уменьшает давление масляного клина. Также нагрев способствует ускорению испарения масла и в итоге вал с втулкой начинает контактировать. При повышении окружающей температуры на 20 градусов срок эксплуатации такого подшипника снижается в 3 раза. То есть, для вентилятора с обычным подшипником скольжения наиболее удачным будет место с низкой температурой. А для уменьшения, микровибраций, которые изнашивают втулку и в итоге становятся слышимыми вибрациями нужна нагрузка на вал. Такие условия в сборке башенного типа актуальны только на фронтальной панели.

По мере усовершенствования этого типа подшипника появились самосмазывающиеся вариации, а также с винтовой нарезкой. Их особенностью является большее количество масла, доступное для смазки, а также некоторое подобие насоса за счет винтовых конструкций, обеспечивающее циркуляцию масла в любом положении.

Использование полиоксиметилена (POM) также идет на пользу. Этот материал частенько используют в редукторах дешевого электроинструмента. Но в данном случае это замена мягкой втулки из медного сплава, которая в редукторе рассыпалась бы моментально. Полимерный материал уменьшает коэффициент сухого трения и появление частиц с абразивными свойствами, которые в свою очередь ускоряют износ.

Все эти ухищрения не устраняют полностью недостатки конструкции подшипника скольжения, хотя и позволяют ему проработать несколько лет даже в неудачном положении. Наиболее живучим будет вентилятор, имеющий защиту IP6X. В нем применяется герметизирующая втулка для защиты от пыли, которая также мешает испаряться и вытекать маслу.

Гидродинамический подшипник

Считается вечным, ведь пока в нем есть масло, вал и втулка не могут соприкоснуться. Это обеспечивается особым профилем либо втулки, либо вала, обеспечивающих повышенное давление в некоторых участках. Обычно это встречные косые углубления на втулке. Их проще выполнить в мягком металле, не нарушая балансировки вала. Но на практике может встретиться все что угодно, щедро сдобренное маркетинговыми названиями.

Как видно по результатам моделирования, повышенное давление действует на вал со всех сторон. За счет этого вал меньше вибрирует и практически исключается контакт со втулкой. Но главная проблема подшипников скольжения — высыхание масла тут тоже присутствует. И добавляется еще одна: в лежачем положении масло, по мере высыхания, либо скопится в масляной камере (при этом некоторые конструкции исключают достаточное поступление масла за счет капиллярного эффекта), либо постепенно будет покидать подшипник через недостаточно герметичное уплотнение вала.

И ко всему этому еще добавляется очень большая восприимчивость к работе на низких оборотах. Давление масла зависит от оборотов, и если они будут недостаточны, то гидродинамический подшипник превращается в обычный подшипник скольжения. Недаром производители зачастую ограничивают нижнюю частоту вращения вентиляторов с гидродинамическими подшипниками в 600 оборотов в минуту. Но даже с таким ограничением пользователи отмечают появление посторонних звуков.

Подшипники с магнитным центрированием

Большая часть вентиляторов пользуется магнитной левитацией за счет притяжения постоянного магнита ротора и полюсов статора. Убедиться в наличии магнитной левитации просто — достаточно вдоль оси потолкать крыльчатку. Она свободно перемещается на некоторое расстояние и тут же возвращается. В вентиляторах с магнитным центрированием добавляют еще один магнит, придающий больше жесткости, и упор оси вала, который может быть выполнен как из пластика, так и из гидродинамического подшипника.

Дополнительная жесткость уменьшает вибрацию вала на низких оборотах и позволяет гидродинамическому подшипнику работать на любых оборотах и в любом положении.

Подшипник качения

Как можно понять из названия, принцип его работы основан на качении. Чем тверже материал, меньше шероховатость поверхности и точнее детали, тем дольше прослужит такой подшипник. Чем ниже рабочие обороты в подшипнике качения, тем дольше он проработает (даже в перерасчете на суммарное количество оборотов).

Ориентация в пространстве на работе никак не сказывается, поэтому вентиляторы на его основе можно применять в любой части сборки.

Но такой подшипник шумный, что делает его применение на низких оборотах бессмысленной затеей, и с течением времени создаваемый шум растет постепенно. Наиболее долговечная разновидность выполняется из керамики.

А самую тихую модификацию без сепаратора, в которой шарики не создают шума постукиванием друг о друга, скорее всего в компьютерных вентиляторах мы никогда и не увидим.

Заключение

Подшипники компьютерных вентиляторов имеют свои слабые и сильные стороны, учитывая которые можно избежать ускоренной поломки и бессмысленных трат.

Обычный подшипник скольжения дешевый, быстро выходит из строя, но на фронтальной панели может прослужить вполне долго.

Самосмазывающиеся подшипники, особенно с применением пластика (POM) и класса защиты IP6Х могут работать в любой части сборки, не уступая в долговечности другим типам.

Гидродинамический подшипник в самом простом исполнении даже капризнее чем обычный подшипник скольжения. Оптимальным будет использование на оборотах, близких к максимальным, если избегать «лежачего» положения.

Магнитное центрирование позволяет гидродинамическим подшипникам работать в любом положении и оборотах.

Подшипник качения самый надежный, но шумный. Зачастую заранее предупреждает о своей грядущей поломке повышенным шумом, что позволяет избежать внезапной остановки.

Источник

Гидродинамический подшипник

Гидродинамическим называют подшипник скольжения, предназначенный для работы в гидродинамическом режиме смазки.

В гидродинамическом подшипнике отсутствует прямой контакт между трущимися поверхностями, так как зазор между ними под действием гидродинамических сил заполняется смазывающей жидкостью.

Использование гидродинамического подшипника позволяет заменить трение скольжения на жидкостное трение, и снизить потери энергии.

В гидродинамическом подшипнике нагрузку воспринимает и передает на опору тонкий слой жидкости.

Условия возникновения жидкостного трения

Для работы гидродинамического подшипника необходимо создание гидродинамического слоя смазки, для этого нужно обеспечить следующие условия:

Принцип работы гидродинамического подшипника

Рассмотрим схему работы гидродинамического подшипника.

Вал установлен в корпусе заполненном маслом с зазором, под действием нагрузки вал прижимается к нижней поверхности корпуса. Получается, что в начальном положении вал расположен в корпусе с эксцентриситетом.

При вращении вала, небольшой слой жидкость за счет адсорбции приходит в движение и увлекается вслед за поверхностью вала. Последующие слои также могут увлекаться во вращательное движение за счет вязкости рабочего масла. Получается, что вал выполняет роль насоса, создавая поток рабочей жидкости, и нагнетая ее в клиновидную щель между корпусом и валом. В результате воздействия вращающегося вала масло стремится заполнить клиновидную щель и поднять вал, с другой стороны этому препятствует нагрузка действующая на вал.

При создании давления достаточного для того, чтобы приподнять вал, и обеспечить протекание масла по всей окружности наступает равновесное состояние.

Гидродинамический подшипник с клиновыми расточками вкладыша

Для обеспечения высоких антивибрационных свойств используют гидродинамический подшипник с клиновыми расточками, в котором цапфа вала опирается на несколько масляных клиньев. Это снижает вероятность возникновения вибраций.

Расчет гидродинамического подшипника

Условие обеспечения жидкостного трения:

Наименьшее отношение относительного эксцентриситета можно вычислить по формуле:

Необходимую вязкость жидкости, при которой удастся достичь режима жидкостного трения можно определить по формуле:

Источник