作为常见的机械设备,散热风扇的广泛应用在给日常生活提供便利的同时也带来了烦恼。散热风扇的运行工作过程中伴随着一定的噪音,特别是电子产品CPU高速运行时风扇噪音明显,噪音连续或当噪音达到一定的分贝时就会对工作环境甚至人体造成危害。因此,噪音也成为了散热风扇引人关注的参数之一。
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风扇噪音的产生和摩擦力、空气阻力等因素有关。一般情况下,需要散热风扇产生的风量越大、转速越快,其造成的噪音也就会越明显,同时散热风扇自身振动以及使用的轴承类别、轴承状况都有可能是风扇噪音的来源,存在高品质风扇自身振动较小的情况,但是风扇转速、风量大小、轴承等因素是不可忽略考虑的。根据不同的产生来源,我们可以将散热风扇噪音产生原因进行如下细分:
1、风扇振动因为现实的加工问题,风扇转子的物理质心与转轴惯性中心不在同一轴上,产生转子不平衡并造成偏心距。转子不平衡引发振动并与转子附近的部件发生摩擦碰撞,从而产生噪音。
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转子力学几何
2、风扇风噪在散热风扇工作时,扇叶本身及叶片上的压力分布不均匀,转动时压力对周围气体及零件的扰动会形成旋转噪音。同时扇叶转动带动的气流会产生产生湍流附层面、旋涡及旋涡脱离,引起叶片上压力分布的脉动而产生涡流噪音。
3、风扇异音不同于单纯的风扇转动所带来的风噪,风扇异音是指除风声以外的噪音。一般是由于散热风扇内结构有异物或者其中零部件变形掉落,或者是组装不当而碰撞所产生的异音。
因为风扇属于旋转体,旋转会形成风噪,因此散热风扇的噪声是无法完全消除的,但是我们可以通过外部维护以及调整来减小风扇噪音分贝,一般可以从以下几个影响散热风扇噪音大小的因素进行考虑:
1、轴承系统散热风扇需要轴承以帮助完成旋转,帮助降低摩擦系数。作为机械设备中的重要零部件,如果散热风扇使用粗糙、精细度低的轴承,磨擦所造成的噪音将会持续并加剧,用户使用体验差。在散热风扇使用的轴承类型中,双滚珠轴承产生的噪音是最大的,其次是液压轴承以及含油轴承。应该根据使用需求以及环境对噪音的容忍度,有意识得对散热风扇的轴承类型进行选择以帮助优化风扇噪音表现。
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双滚珠轴承寿命长但噪音大
在使用散热风扇时,除注意选择产生噪音较小的轴承类型外,还应该定期检查轴承润滑油的情况,润滑油属于消耗品且会挥发,因此需要避免风扇缺油。
2、转速风扇扇叶旋转时,叶片会与空气产生摩擦或冲击。当需要散发的热量增加或风扇功率档位等发生变化,散热风扇就会快速旋转以增加风量散热。转速越快,扇叶与空气接触的频率越高,产生的风噪也就越大,其噪音愈尖锐。一般情况下高转速风扇产生的噪音会明显大于低速风扇,因此在满足性能以及散热需求的情况下,不需要一味追求高转速风扇。在产生的风量相当时,一个大尺寸、低转速的风扇会比小尺寸、高转速的风扇更为安静。
3、设计与安装方式风管与风扇外壳接连处存在产生共振的可能,因此应该尽量使内面接缝处平整,避免粗糙不平,使得细微的机器声共振变大形成噪音。可以在风管设计过程中加上防音材料,降低噪音。在长时间的运转工作中,叶片会产生松动或者轴承磨损导致间隙变大,这些情况都会造成风扇不稳定,从而在运转时发生震动,形成噪音。这种情况下只需重新拧紧风扇螺丝,定期检查更换即可。鉴于风扇噪音的不可避免性以及原因多发性,应该从风扇制作时开始尽可能减少因为风扇结构所引发的噪音问题,如风扇扇叶或风扇模具平衡度不佳所引发的散热风扇噪音问题,应给予检测并及时修正。
卓茂仪器深耕散热风扇领域18年,在平衡机领域具有丰富的行业经验,积累众多动平衡解决案例,研发包括主动式平衡机、被动式平衡机、卧式平衡机、立式平衡机以及自动化平衡机等众多机型,机型种类齐全,应对各种原始不平衡状况的风扇平衡需求,最小可达剩余不平衡度达到0.2g·mm/kg,不平衡减少率最高可达到95%,帮助使用者实现高精度、稳定高效的平衡测量以及修正,提升散热风扇品质,降低由不平衡所引发噪音问题。
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及时检测扇叶平衡度并定期添加润滑油,可以有效帮助减少风扇噪音问题,操作者应该有意识地检查风扇状况并对相关问题给予改善,风扇噪音问题减少有利于延长使用寿命并创造较为舒适的工作环境。