پاور کامپیوتر زیر ذره‌بین: بررسی ساختار، اجزا و نحوه عملکرد

عملکرد فن‌ها و انواع بلبرینگ‌ها

یکی از مهم‌ترین اجزای هر فن، بلبرینگ و محور آن است که پره‌های فن به آن متصل‌اند. بلبرینگ به صورت یک استوانه ثابت است که محور فن درون آن می‌چرخد. برای اطمینان از دوام بالا و کاهش نویز، باید اصطکاک بین محور و بلبرینگ به حداقل برسد که معمولاً با استفاده از روغن به عنوان روان‌کننده انجام می‌شود.

اگر روغن به درستی داخل بلبرینگ بسته‌بندی نشود، با گذشت زمان کاهش می‌یابد و اصطکاک افزایش یافته که منجر به کاهش سرعت چرخش و افزایش نویز تا لحظه خرابی و توقف فن می‌شود. سه نوع بلبرینگ اصلی در فن‌های پاور رایج است:

بلبرینگ بوشی (Sleeve Bearing)

این نوع رایج‌ترین بلبرینگ در فن‌های پاور است که عمر کاری کمتری نسبت به دو نوع دیگر دارد. فن‌های با این نوع بلبرینگ هزینه کمتری داشته و در سرعت‌های پایین نویز کمتری تولید می‌کنند. روان‌کننده (روغن یا گریس) اصطکاک بین سطح داخلی بلبرینگ و محور فن را کاهش می‌دهد، اما پس از تبخیر روغن، عمر فن به پایان می‌رسد.

فن‌های بوشی خوب می‌توانند تا 30,000 ساعت در دمای حدود 50 درجه سانتی‌گراد عمر کنند. مشکل اصلی این فن‌ها حساسیت به نصب افقی است، چون روغن ممکن است به یک سمت محور منتقل شود و روانکاری یکنواخت نباشد.

بلبرینگ‌های توپ‌گرد (Ball Bearing)

فن‌های با کیفیت بالاتر از بلبرینگ‌های دو توپ برای کاهش اصطکاک استفاده می‌کنند. این فن‌ها را می‌توان در هر جهتی نصب کرد بدون اینکه بر عمر آنها تاثیر بگذارد. عمر معمول این فن‌ها می‌تواند تا 50,000 ساعت یا بیشتر باشد حتی در دماهای بالا. در عین حال، به مرور زمان به علت سایش بلبرینگ، نویز افزایش می‌یابد و معمولاً قبل از خرابی کامل فن، به خاطر نویز زیاد تعویض می‌شوند.

این فن‌ها نسبت به فن‌های بوشی و دینامیکی سیال (Fluid Dynamic) در سرعت‌های پایین نویز بیشتری دارند که برای رفع این مشکل برخی تولیدکنندگان از آهن‌ربا برای تعادل محور استفاده می‌کنند.

بلبرینگ‌های دینامیکی سیال (Fluid Dynamic Bearing – FDB) و هیدرودینامیکی (Hydro Dynamic Bearing – HDB)

این بلبرینگ‌ها نسخه‌های پیشرفته و بهبود یافته بلبرینگ‌های بوشی هستند. طراحی آن‌ها متفاوت بوده و با استفاده از سیل‌ها، روان‌کننده داخل بلبرینگ به خوبی محافظت می‌شود و اصطکاک حتی پس از استفاده طولانی بسیار کم باقی می‌ماند. این فن‌ها می‌توانند بیش از 50,000 ساعت عمر کنند و در برخی موارد تا 300,000 ساعت نیز دوام دارند.

روان‌کننده در فن‌های FDB با استفاده از شیاری مارپیچی به تمام سطح بلبرینگ پمپاژ می‌شود که این باعث می‌شود فن گزینه مناسبی برای نصب افقی بوده و سطح محور را به طور کامل پوشش دهد. تنها مشکل این فن‌ها، افزایش اصطکاک در زمان راه‌اندازی و قبل از رسیدن روان‌کننده به بالای بلبرینگ است که این حالت برای کاربردهایی با تعداد زیاد روشن و خاموش شدن مناسب نیست (مثلاً پاورهایی با حالت نیمه غیرفعال).

چندین تولیدکننده به دلیل حقوق پتنت بلبرینگ‌های FDB (متعلق به Matsushita)، نام‌های مختلفی برای این نوع بلبرینگ‌ها به کار می‌برند. به عنوان مثال، بلبرینگ هیدرودینامیکی (HDB) شباهت‌های زیادی با FDB دارد اما طراحی شیارها در بلبرینگ آن‌ها متفاوت است.