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一、軸承類型如何劃分
無論對於鋁擠散熱器還是熱管散熱器來說，風扇就是散熱的靈魂。而提到風扇，相信大家很快就會與靜音、風量以及使用壽命等特性聯繫在一起。而能夠決定風扇是否靜音、風量大小以及使用壽命長短的正是軸承類型，因此不要輕視風扇軸承。因為這裏面大有學問，要想挑選到一款貼合自己需求的散熱風扇，瞭解一下軸承的特性必不可少。
因為不同軸承擁有不同的表現效果，不能一概而論，更不能道聼塗説。潛心學習一番之後，沒准你還會對風扇軸承產生更加濃厚的興趣，從而成為這方面的專家也不一定。為了方便大家學習和瞭解各類型風扇軸承的特性，筆者特收集並網羅了眾多軸承資料，和各位網友作一下分享。如有不妥之處還請大家能夠更正，或者有更好資料來源的玩家歡迎在評論當中回復支持。
軸承類型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也就那麼幾種：使用滑動摩擦的含油軸承(套筒軸承)和使用滾動摩擦的滾珠軸承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，諸如納米陶瓷軸承、來福軸承等也都是對上面這幾種基本形式軸承加以改進而成，運作原理還是沒有變化。普通風冷散熱器上主要使用含油軸承和滾珠軸承。
含油軸承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。雖然噪音低，製造成本也低，但磨損嚴重，壽命較滾珠軸承有很大差距。而且使用時間一長，由於油封的原因，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。要持續加油或換新。
滾珠軸承改變了軸承的摩擦方式，採用滾動摩擦，這一方式更為有效的降低了軸承面之間的摩擦現象，有效提升了風扇軸承的使用壽命，也因此將散熱器的使用壽命延長。所帶來的缺點就是工藝更為複雜，導致成本提升，同時也帶來更高的工作噪音。
當前磁懸浮軸承(Magnetic
Bearing)開始流行，事實上其還不能算做是一種單獨的軸承方式。因為其具體應用還得配合其他的軸承形式，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。磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉子懸浮於空中，使轉子與定子之間沒有機械接觸。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、雜訊小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點，特別適用於高速、真空、超淨等特殊環境中。
二、軸承類型詳細說明
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。
● 含油軸承
普通含油軸承填充較多油料
傳統含油軸承油料容易揮發和沾染灰塵
含油軸承(Sleeve
Bearing)
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，製造成本也低，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，由於油封的原因(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，要麼打開油封加油，要麼就只有淘汰另購新風扇。
以金屬粉末為主要原料，用粉末冶金法制作的燒結體，其本來就是多孔質的，而且具有在製造過程中可較自由調節孔隙的數量、大小、形狀及分佈等技術上的優點。
利用燒結體的多孔性，使之含浸10%-40%(體積分數)潤滑油，于自行供油狀態下使用。運轉時，軸承溫度升高，由於油的膨脹係數比金屬大，因而自動進入滑動表面以潤滑軸承，停止工作時油又隨溫度下降被吸回孔隙。
含油軸承具有成本低、能吸振、雜訊小、在較長工作時間內不用加潤滑油等特點，特別適用於不易潤滑或不允許油贓污的工作環境。孔隙度是含油軸承的一個重要參數。在高速、輕載下工作的含油軸承要求含油量多，孔隙度宜高。在低速、載荷較大下工作的含油軸承要求強度高，孔隙度宜低。這種軸承發明于20世紀初，因其製造成本低、使用方便，得到了廣泛應用，現在已成為汽車、家電、音響設備、辦公設備、農業機械、精密機械等各種工業製品發展不可或缺的一類基礎零件。
含油軸承分為銅基、鐵基、銅鐵基等。
● 單滾珠軸承
單滾珠軸承(1
Ball+1 Sleeve Bearing)
是對傳統含油軸承的改進，採用滑動摩擦和滾動摩擦混合的形式，其實就是用一個滾珠軸承搭配一個含油軸承的方式來降低雙滾珠軸承的成本，它的轉子與定子之間用滾珠進行潤滑，並配以潤滑油。它克服了含油軸承壽命短，運行不穩定的毛病，而成本上升極為有限。單滾珠軸承吸收了含油軸承和雙滾珠軸承的優點，將軸承的使用壽命提升到了40000小時，缺點是在加入滾珠之後，運行雜訊有所增大，但仍小於雙滾珠軸承。
噪音低、壽命長是單滾珠軸承的特點，克服了雙滾珠的高噪音，高成本，高難度的缺點。繼承了雙滾珠較長壽命的優點，吸收了油封軸承噪音低的優點，可以說是低價位裏首選的軸承。與其媲美的有液壓軸承，壽命在4~5萬小時，優點在於長期使用噪音不會增加，無需添加潤滑劑。單滾珠軸承在長期使用後噪音略微增加，可以添加潤滑脂來解決問題。但是液壓軸承不用，因此液壓軸承難度高，價格高。
● 雙滾珠軸承
全封閉滾珠軸承
雙滾珠軸承(2
Ball Bearing)
屬於比較高檔的軸承，採用滾動摩擦的形式，採用了兩個滾珠軸承，軸承中有數顆微小鋼珠圍繞軸心，當扇頁或軸心轉動時，鋼珠即跟著轉動。因為都是球體，所以摩擦力較小，且不存在漏油的問題。雙滾珠軸承的優點是壽命超長，大約在50000-100000小時。抗老化性能好，適合轉速較高的風扇。
雙滾珠軸承的缺點是製造成本高，並且在同樣的轉速水準下噪音最大。雙滾珠軸承和液壓軸承的封閉性較好，尤其是雙滾珠軸承。雙滾珠軸承被整個嵌在風扇中，轉動部分沒有與外界直接接觸。在密封的環境中，軸承的工作環境比較穩定。因此5000轉級別的大口徑風扇幾乎都使用雙滾珠軸承。不過液壓軸承由於具備獨特的還回式油路，所以潤滑油洩露的可能性較小，根本不用過多擔心。
三、含油軸承家族
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液壓軸承
液壓軸承代表AVC風扇
液壓軸承(Hydraulic
Bearing)
是由AVC首創的技術，是在含油軸承的基礎上改進而來的。液壓軸承擁有比含油軸承更大的儲油空間，並有獨特的環回式供油回路。液壓軸承風扇的工作噪音有明顯的降低，使用壽命也非常長，可達到40000小時。液壓軸承實質上仍然是一種含油軸承。但這種經過了改進，壽命比普通油封軸承大大延長了，並且繼承了含油軸承的優點——運行噪音小。目前液壓軸承已經在AVC散熱器中得到了應用，但並非所有的AVC散熱器都採用液壓軸承風扇。
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來福軸承
酷冷至尊散熱器使用來福軸承
來福軸承(Rifle
Bearing)
技術的代表廠商是CoolerMaster，目前CoolerMaster已經將旗下的大部分傳統含油軸承風扇升級到來福軸承。作為傳統含油軸承的改進，來福軸承採用耐磨材料製成高含油中空軸承，減小了軸承與軸芯之間摩擦力，來福軸承還帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯，在風扇運轉時含油將形成反向回游，從而避免含油流失，因此提升了軸承壽命。來福軸承風扇通過採用以上結構及零件，使得含油及保油能力大幅提升，並降低了噪音。
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流體動態軸承
大鐮刀風扇偏愛使用流體動態軸承
流體動態軸承
流體動態軸承(Hypro
Bearing)
其名稱來源於HY(Hydrodynamic
wave，流體力學波)PRO(Oil
protection system，油護系統)，系知名散熱器及風扇設計製造廠家ADDA的專利產品，也是在傳統含油軸承基礎之上進行多項改進而成。流體動態軸承與液壓軸承可謂殊途同歸，兩種設計各自採用了一些獨到的改進措施，但精髓同為迴圈油路系統，各方面的表現也基本相當。通常產品壽命可達50000小時以上。
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納米陶瓷軸承
富士康散熱器率先引入納米陶瓷軸承
納米陶瓷軸承(NANO
Ceramic Bearing，NCB)
在本質上仍然是一種含油軸承，是由富士康在其產品中首先引入的。傳統含油軸承風扇在使用過程中磨損比較嚴重，長時間使用時的可靠性較低。納米軸承有效的克服了這個問題，陶瓷軸承技術採用了特殊的高分子材料與特殊添加劑充分融合。
納米氧化鋯在顯微鏡下的顆粒
軸承核心全面採用特殊的二氧化皓材料，使用沖模及燒結工藝製成，晶體顆粒由過去的60um下降到了0.3um，具有堅固、光滑、耐磨等特性。納米陶瓷軸承具有很強的耐高溫能力，不易揮發，這大大延長了風扇的使用壽命，納米軸承的性質與陶瓷類似，越磨越光滑。據測試，採用納米陶瓷軸承的風扇平均使用壽命都在15萬小時以上。這項技術其實並非真正的納米技術，所使用的材料也並非真正的納米級材料，只不過是採用了納米這樣的字眼來吸引眼球罷了。
納米級氧化鋯物理特性
納米級氧化鋯粉具有大幅降低燒結溫度、高硬度、高強度的特點。在熱膨脹係數、摩擦係數、密度、硬度等方面的參數要遠遠高於油封軸承及滾珠軸承所使用的青銅以及軸承鋼，甚至於有些參數已達到可與鑽石係數相媲美的程度。利用這些特點使納米陶瓷軸承本身可以將密度做到很小，使耐高溫程度得以擴大，並且具有了極強的絕緣性及抗壓、耐氧化、耐腐蝕的特性，大幅領先傳統工藝風扇生產。
傳統油封軸承風扇在使用過程中磨耗嚴重，使用壽命非常短，而且很容易隨著溫度的升高使內部受熱膨脹而卡住軸心，出現風扇轉速降低甚至停止轉動的情況，對各種設備的晶片而言這是極其危險的。而採用納米陶瓷軸承的風扇則具有非常強的耐高溫能力，而且納米級的粒子潤滑劑同時又具有不易揮發的特點，使採用納米陶瓷軸承的風扇壽命成倍延長。
與滾珠軸承風扇相比，納米陶瓷軸承風扇的雜訊也得到了很好的控制，所產生的雜訊比雙滾珠軸承低2—3dB。納米陶瓷軸承風扇在組裝過程中，也比滾珠軸承風扇的工序簡單很多，從而在無形中使品質得到了提高，成本得以降低。由於納米陶瓷軸承體積較小，所以在風扇的設計中便可加長電機的繞線，從而增大功率提高轉速。相對於滾珠軸承風扇，其中心面積更小，有效增加了葉片空間面積，增大了空氣流通量。
四、超靜音——磁懸浮軸承
安耐美風扇採用磁浮軸承
磁懸浮軸承構造
磁懸浮軸承(Magnetic
Bearing)
是利用磁力作用將轉子懸浮於空中，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、雜訊小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點，特別適用於高速、真空、超淨等特殊環境中。磁懸浮事實上只是一種輔助功能，並非是獨立的軸承形式，具體應用還得配合其他的軸承形式，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。這項技術並沒有得到歐美國家的認可。
磁懸浮軸承工作原理
主動式磁懸浮軸承原理
拿一個簡單的磁懸浮系統舉例，它是由轉子、感測器、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，這時感測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，然後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，轉子始終能處於穩定的平衡狀態。
磁懸浮軸承(Magnetic
Bearing)
的馬達採用磁懸浮(Magnetic
System，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，並非是獨立的軸承形式，具體應用還得配合其他的軸承形式，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。這項技術並沒有得到歐美國家的認可。
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汽化軸承
華碩獅子王散熱器採用vapo汽化軸承
汽化軸承(VAPO
Bearing)
是由Sunon將磁懸浮技術改進而來的，就是把含油軸承的軸套硬度加強，並且採用特殊的材料，其內層表面也是經過特殊加工的，這樣就克服了含油軸承不耐高溫的缺點，再和磁懸浮技術配合，就大大延長了使用壽命。
隨著控制理論的發展以及對磁懸浮軸承系統性能要求的不斷提高，磁懸浮系統控制器需要實現的控制演算法的複雜程度日漸加大。傳統的類比控制器雖然具有成本低、速度快、性能穩定、對PID控制演算法適應良好等優點，但卻難以滿足用戶日益增高的需求。於是數位控制成為磁軸系統控制的主流趨勢,
臺灣SUNON主要出品SUNON磁浮VAPO軸承風扇。
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特殊個體——外磁式軸承
外磁式風扇內部構造
外磁式（T.M.D）風扇的特點是將電機移到邊框周圍，中心只以很小的軸承支撐。帶來的好處是顯而易見的：增大了過風面積和極大地縮小了盲區。據稱這種設計可增加30%的風量和靜壓，並且由於T.M.D技術還將專利扇葉和導流外環結合為一體，能夠使氣流更集中且減少湍流的產生，從而提高了散熱效率並降低5%的噪音。一般而言配備滾珠會更合適一些，摩擦力小，使用壽命也更長。用液壓軸承沒什麼不可以，只是軸承老化可能導致啟動速度減慢，而且使用壽命也不及滾珠軸承。
五、軸承類型對比
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，價格也更貴。不過對於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。而對於追求超靜音的玩家來說，選購磁懸浮風扇則會更好一些，不過弊端就是工藝難度高，價格比較昂貴一些。
總結：
通過以上介紹不難發現，小小散熱風扇挑選起來還是有很多門道可循。而且有時壽命與靜音、靜音與成本、壽命與成本之間是不成正比的，因此在挑選時一定要多加注意和區分。千萬不要顧此失彼，當然也不要錯過自己最需要的功能，建議結合消費能力、應用環境及風量大小等特點來進行挑選。
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