Типы подшипников вентилятора корпуса – различия и сравнение

Оптимизация воздушного потока вашего ПК – одна из самых важных задач в процессе сборки ПК. К сожалению, именно им слишком легко пренебрегают начинающие строители. Воздушное охлаждение по-прежнему является наиболее эффективным и экономичным способом охлаждения компонентов вашего ПК, и воздушный поток в корпусе играет жизненно важную роль в производительности воздушного охлаждения ваших радиаторов и видеокарт в корпусе. Эта тенденция продолжается и с жидкостными охладителями, поскольку радиаторам этих охладителей также требуется много воздуха, проходящего через них, чтобы эффективно выполнять свою функцию.

Поклонники корпусов Noctua – одни из лучших в отрасли – Изображение: Noctua

Вот тут-то и пригодятся корпусные вентиляторы. Не только корпусные вентиляторы являются одними из самых важных компонентов любой сборки ПК, но и одними из самых недооцененных компонентов. Начинающие строители, а также энтузиасты могут впасть в плохую идею сэкономить несколько долларов на корпусных вентиляторах, купив дешевые качественные вентиляторы или купив меньше вентиляторов, чем им нужно. Высококачественные корпусные вентиляторы стоят немного дороже, но зачастую именно они обеспечивают высочайшую производительность, самый низкий уровень шума и длительный срок службы. Тип подшипника корпусных вентиляторов играет важную роль во всех трех этих параметрах, и перед принятием решения о покупке важно знать различия между этими тремя типами подшипников.

Подшипники вентилятора

Так что же это за подшипники? Чтобы понять это, мы сначала должны проанализировать анатомию самого вентилятора. Поскольку это относительно простой компонент, под капотом не так уж много всего происходит. Вентилятор работает с помощью ротора, который вращается на подшипнике, вытесняя воздух. Чтобы вентилятор был надежным, в его конструкции чрезвычайно важна функция подшипника. Это связано с тем, что вентилятор может вращаться тысячи раз в минуту, и при каждом обороте подшипник подвергается большим нагрузкам. Кроме того, предполагается, что вентилятор прослужит много лет. Это может означать сотни тысяч оборотов вентилятора, и подшипники внутри должны поддерживать такой уровень производительности.

Вентиляторы используют подшипники для обеспечения эффективного вращения лопастей – Изображение: GamersNexus

Когда мы говорим о подшипниках вентилятора, мы должны помнить несколько вещей. Во-первых, мы должны понять, какой тип подшипника использует вентилятор. Это могут быть подшипники скольжения, шарики и гидродинамические подшипники с небольшими вариациями. После этого вы должны посмотреть на срок службы вентилятора относительно подшипников, которые используются внутри него. Кроме того, необходимо учитывать уровень шума, создаваемый вентиляторами, который определит, правильно ли выполняет свою работу подшипник и с каким уровнем препятствий обычно сталкивается двигатель. Установочная ориентация вентиляторов также может быть предметом рассмотрения в некоторых вентиляторах с подшипниками скольжения, поскольку существуют определенные различия, которые наблюдались в сроке службы этих вентиляторов в зависимости от их ориентации.

Вот различные типы подшипников и принципы их работы.

Подшипники скольжения

Центральный вал вентилятора с подшипником скольжения заключен в конструкцию, напоминающую втулку, отсюда и название. Масло используется для смазки и облегчения вращения. Втулка обеспечивает удержание ротора в правильном положении, а также сохраняет зазор между ротором и статором. Кроме того, втулка обеспечивает определенную защиту вала.

Механизм подшипника скольжения – Изображение: CuiDevices

Вентиляторы с подшипниками скольжения обычно недорогие, простые и довольно прочные. Это означает, что эти вентиляторы используются в большом количестве приложений. Они просты по конструкции, а это значит, что они менее склонны к сбоям. Вентиляторы с подшипниками скольжения также довольно прочные, что означает, что они могут работать в суровых условиях и, следовательно, могут применяться во многих промышленных областях. Вентиляторы с подшипниками скольжения также являются одними из самых тихих вентиляторов, что всегда приятно, когда речь идет о корпусных вентиляторах. Благодаря своей простой природе они часто используются в небольших игрушках или гаджетах.

Вентиляторы с подшипниками скольжения также являются наиболее распространенным типом корпусных вентиляторов в компьютерном мире. Они доступны по цене, просты в изготовлении, имеют тихий звуковой профиль и имеют разумный срок службы около 40 000 часов (при 60 ° C). Они действительно имеют тенденцию создавать жужжащие шумы по линии, когда они установлены в горизонтальном положении. Вот почему вентиляторы с подшипниками скольжения лучше всего устанавливать в вертикальном положении, причиной этого исключения является система смазки.

Есть также некоторые аспекты, касающиеся вентиляторов с подшипниками скольжения. Эти вентиляторы имеют тенденцию к катастрофическому отказу и часто без предупреждения. Они также могут сразу выйти из строя при температурах выше 70 ° C из-за организации их системы смазки. Как упоминалось ранее, они действительно сильно изнашиваются при установке в невертикальном положении.

Шарикоподшипники

Конструкция вентилятора с шарикоподшипником – это способ устранить некоторые недостатки конструкции вентилятора с подшипником скольжения. В вентиляторах с шарикоподшипниками используется кольцо из шариков вокруг вала для решения проблем, связанных с колебаниями ротора и неравномерным износом. Подшипники обеспечивают меньшее трение по сравнению с конструкциями втулки, а пружины могут помочь при любом наклоне вентилятора, который может быть вызван весом ротора. Большинство двигателей вентиляторов имеют два подшипника, разделенных пружинами. Если пружины полностью расположены вокруг вала, устройство может работать под любым углом или ориентацией, что обеспечивает более надежную конструкцию.

Механизм шарикоподшипникового вентилятора – Изображение: CuiDevices

Как правило, вентиляторы с шарикоподшипниками менее подвержены износу и могут работать при более высоких температурах в любой ориентации. Однако вентиляторы на шарикоподшипниках дороже в производстве из-за их немного более сложной конструкции и, следовательно, менее надежны. Они также немного шумнее по сравнению с вентиляторами с подшипниками скольжения. Вентиляторы на шарикоподшипниках широко используются в промышленных приложениях, таких как воздуходувки для промышленных осушителей или в системах охлаждения электронных компонентов. Охлаждаемые серверные и корпоративные приложения, как правило, отдают предпочтение вентиляторам с шарикоподшипниками из-за их производительности и долговечности.

Благодаря передовой конструкции шарикоподшипники служат значительно дольше, чем вентиляторы с подшипниками скольжения, в среднем около 60-75 тыс. Часов (при 60 ° C) по сравнению с 40 тыс. Вентиляторов с подшипниками скольжения. Шариковые подшипники также лучше переносят более высокие температуры, чем подшипники скольжения. Их также можно установить в любой ориентации, не опасаясь ухудшения характеристик. В вентиляторах на шарикоподшипниках используется система точечных подшипников, а не линейного контакта, что обеспечивает меньшее трение. Однако они немного громче, как упоминалось ранее, и их система смазки со временем может медленно выходить из строя, вызывая постепенное увеличение шума.

Жидкостные подшипники

Гидравлические подшипники – это, по сути, модифицированная версия конструкции подшипников скольжения. Они используют собственное вращение вентилятора для стабилизации вентилятора и значительного улучшения смазочных характеристик, что приводит к чрезвычайно тихому вентилятору с длительным сроком службы.

В жидкостных подшипниках используется технология циркуляции жидкости, и в результате они обеспечивают самый низкий уровень шума среди всех типов подшипников, обсуждаемых здесь. Они также имеют большой срок службы, так как эти подшипники имеют самый высокий ожидаемый срок службы из всех типов подшипников, перечисленных здесь. Срок службы гидравлических подшипников может составлять от 100 000 часов на нижнем уровне (40-70 ° C) до более 300 000 часов, что является очень долгим сроком для вращающегося вентилятора.

Пример гидродинамических подшипников для жидкости – Изображение: НАСА

Вентиляторы, использующие гидродинамические установки, работают очень тихо на протяжении всего срока службы. Они также могут быть установлены в любом направлении и не имеют осевых предпочтений, как втулочные вентиляторы. Более того, гидродинамические подшипники обычно предпочтительны для обеспечения устойчивости и относительной тишины в высокопроизводительных ПК и машинах такого типа. Они также могут выдвигать такой же или больше воздуха (в CFM), как и любые другие вентиляторы своего класса. Это делает подшипники гидродинамических вентиляторов лучшими во всех сферах.

Однако у этой технологии есть существенный недостаток. Гидродинамические вентиляторы немного дороже, чем сопоставимые вентиляторы, использующие другие технологии. Это может означать несколько долларов здесь и там на потребительском уровне, что является хорошей сделкой для вентилятора с долгим сроком службы и бесшумной работы. Однако на промышленном уровне история может быть немного иной.

Различия

Основные различия между этими тремя типами подшипников заключаются не в их характеристиках вентилятора, а, главным образом, в уровне шума, сроке службы и цене. Внизу стойки расположены вентиляторы на подшипниках скольжения. Эти вентиляторы, как правило, имеют разумный срок службы, ничем не примечательны, бесшумны в начале своего срока службы и действительно доступны по цене, поэтому большая часть рынка вентиляторов для корпусов ПК по-прежнему использует эту конструкцию подшипников.

Следующими на очереди у нас есть вентиляторы с шарикоподшипниками, которые значительно увеличивают срок службы вентиляторов с подшипниками скольжения, но они, как правило, немного громче и немного дороже. Наконец, у нас есть вентиляторы с жидкостными подшипниками, которые имеют самый низкий уровень шума и самый продолжительный срок службы среди всех трех, но также имеют тенденцию быть более дорогими, чем любой из вышеупомянутых типов подшипников.

Выбор конкретного варианта подшипника вентилятора зависит также от выбора вашего корпуса. Если в вашем корпусе есть вентиляторы размером 140 мм и больше, вы не должны испытывать недопустимого уровня шума и, следовательно, можете купить вентиляторы с подшипниками скольжения или шарикоподшипниками. Однако, если у вас есть доступный корпус и вы ограничены несколькими 120-миллиметровыми вентиляторами, то, вероятно, стоит инвестировать в вентиляторы с жидкостными подшипниками, чтобы увеличить срок службы и снизить уровень шума. В какой-то момент вы действительно получаете убывающую отдачу, поэтому было бы разумно сбалансировать бюджет корпуса с вентиляторами вместе, чтобы в конечном итоге вы не тратили больше на вентиляторы с жидкостными подшипниками, чем на фактический корпус.

Оптимизация воздушного потока

Настройка воздушного потока в корпусе – чрезвычайно важная часть сборки ПК, и вентиляторы корпуса играют в них очень важную роль. Во-первых, вы должны решить, какое давление вы хотите создать в системе. Большинство энтузиастов ПК склоняются к положительному давлению, которое уменьшает накопление пыли в ПК и, как правило, также обеспечивает лучшие термические характеристики.

Для создания положительного давления внутри системы количество приточных вентиляторов должно быть больше, чем количество вытяжных вентиляторов в системе. Системы с отрицательным давлением имеют больше вытяжных вентиляторов, чем впускных, и это тоже может быть хорошей конфигурацией при определенных условиях. Отрицательное давление имеет огромный недостаток в виде накопления пыли из-за того, что воздух нагнетается в корпус через небольшие укромные уголки и щели, поэтому накопление пыли является довольно серьезной проблемой.

Положительное и отрицательное давление корпуса – Изображение: HotHardware

Кроме того, корпусные вентиляторы следует выбирать в соответствии с вашими потребностями. На рынке есть две основные категории поклонников ПК. К ним относятся вентиляторы, ориентированные на воздушный поток, и вентиляторы статического давления. Вентиляторы, ориентированные на воздушный поток, лучше подходят для вентиляции корпуса, поскольку они способны перемещать большое количество воздуха, не становясь слишком громким, если у них один из лучших типов подшипников. Вентиляторы статического давления предназначены для установки на радиаторах для водяного охлаждения, поскольку радиаторы являются полупроницаемыми препятствиями на пути воздушного потока. Установка обычных корпусных вентиляторов, ориентированных на воздушный поток, на радиаторе может привести к утечке воздуха по бокам радиатора, поскольку у вентилятора недостаточно статического давления, чтобы протолкнуть воздух через ребра радиатора. Эти факторы необходимо учитывать, прежде чем принимать решение о покупке вентилятора ПК. Кроме того, в этом отношении может быть полезен рекомендуемый нами выбор вентиляторов для корпуса ПК.

Заключительные слова

В вентиляторах ПК используется система подшипников, обеспечивающая эффективную и бесперебойную работу движущихся лопастей вентиляторов. Сегодня в различных продуктах, представленных на рынке, доступны три распространенных типа подшипников, и прежде чем принимать решение о покупке, важно понять различия между ними. В то время как базовые вентиляторы с подшипниками скольжения могут подходить для большинства сборок ПК и других применений, покупатели могут захотеть перейти на вентиляторы с шарикоподшипниками или жидкостными подшипниками по более высокой цене, если им нужны лучшие акустические характеристики и более длительный срок службы вентилятора.