轴承作为当代机械设备中常见的重要零部件,具有降低其运动过程中的摩擦系数、保证其旋转精度的作用。 目前我们能接触到的轴承大部分主要是利用滑动摩擦。 轴承和利用滚动摩擦的滚动轴承这两种原理都被使用或混合使用。

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滑动轴承

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滚珠轴承

在电脑风扇散热器领域,目前还有很多基于滑动轴承的改进类型。 冷却风扇主要采用:含油轴承、液压轴承、来福轴承、动压轴承。 在需要长期使用的工业领域,目前以球轴承和改进型为主。 使用的风扇主要有:单滚珠轴承、双滚珠轴承、磁力轴承。

滚动摩擦和滑动摩擦

事实上,滑动轴承与球轴承的争论就是滑动摩擦与滚动摩擦的争论。 在物理学中,我们的理解是滑动摩擦的两个摩擦面是固定的,而滚动摩擦的一个摩擦面是变化的。 点是不断变化的。 滚动摩擦是指一个物体在另一个物体上滚动时发生的摩擦力。 滑动摩擦力是指一个物体沿着另一个物体的表面滑动时产生的摩擦力。

在相同条件下,滚动摩擦力远小于最大静摩擦力和滑动摩擦力。 一般情况下,滚动摩擦阻力仅为滑动摩擦阻力的1/40~1/60。 因此,在地面上滚动物体时,会比推动物体滑动省力很多。

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从理论上来说,以滚动摩擦为主的滚动轴承应该是主导一切的。 然而,已经有无数的事实告诉我们,理论永远只是理论,与实际应用并不是一回事。

使用成本之争:滑动轴承成本低

事实上,绝大多数廉价的冷却风扇轴承实际上都是最简单的套筒轴承。 该类轴承由轴芯和轴套组成。 中间通常加注润滑油,以减少摩擦。 结构非常简单。 这时就称为含油轴承。

我们可以看到,这种采用滑动摩擦原理的套筒轴承是为了节省成本,而滚动轴承无疑要复杂得多。 结构较简单的滚动轴承包括:内圈、外圈、滚动体和保持架四个零件,一般采用硬度较高的轴承钢作为制造材料的原材料,零件的加工精度也较高。高得多,并且滚珠轴承通常更昂贵。

在理想的环境下,滑动轴承的滑动表面被润滑油隔开,不直接接触,可以大大减少摩擦损失和表面磨损。 油膜还具有一定的吸收振动的能力,使旋转平稳平稳,同时还实现了低噪音。

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但这只是一个理想的环境。 普通含油轴承套内的润滑油在使用一定时间后会蒸发、泄漏,灰尘等杂质会进入轴承,造成轴承滑动面直接接触,摩擦力增大。 速度变慢、噪音增大等。如果在这种情况下继续使用,一段时间后,轴承的磨损可能会导致风扇偏心,引起剧烈振动。

应用场景之战:滑动轴承更稳定

而说到轴承对电脑硬件的改进,其实一开始并不是为了风扇的改进,因为毕竟在旋转方面,对于散热风扇的要求并不高,而滑动轴承的大胜必须来自计算机。 让我们从另一件硬件开始。

如果你突然问你的电脑主机里有多少个轴承,大多数人都会不假思索地直接回答,那一定是有风扇就有多少个轴承,但事实上,主机里的机械硬盘上也有轴承。 需要极高旋转的硬件会对轴承提出更高的要求,因此初步为硬盘准备了更先进的滑动轴承。

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早些时候,电脑的硬盘直接使用滚珠轴承,但传统的滚珠轴承无法消除滚珠的不均匀性。 说白了,就是人类工艺做出来的球不够圆。 公差降低了,但制造精度各方面都受到限制,在高速硬盘中,很难消除滚珠的振动。 振动导致球与球轨道碰撞。 随着时间的推移,这些磁道将会永久变形,导致硬盘的运行噪音不断增大。 它还会导致硬盘电机轴振动。 多种因素会干扰高密度磁道上数据的读写,从而破坏整个硬盘的稳定性。

不断改进的滑动轴承

为了解决这个问题,制造商将注意力重新转向滑动轴承。 液压轴承( )最初由AVC首创,在含油轴承的基础上改进而成。 液压轴承采用独特的环形供油回路,大大减少了漏油问题,其寿命比普通含油轴承大大延长。 另外,流体还提供了一种机械阻力,也能在一定程度上增强硬盘的防震能力,从而提高硬盘的工作稳定性。 硬盘上使用滚珠轴承引起的振动也是一个常见问题。

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还有 的步枪轴承(Rifle)。 步枪轴承采用耐磨材料制成,内含含油空心轴承,减少了轴承与轴芯之间的摩擦。 步枪轴承还具有反向螺旋槽和挡油槽的轴芯,当风扇运转时,油会形成反向流动,进一步避免了油的流失,从而提高了轴承的寿命。 莱福轴承风机采用上述结构和部件,大大提高了含油量和保油能力,并降低了噪音。

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