液態(tài)軸承馬達噪音來源

硬盤內(nèi)的噪音主要來自馬達組件的運動以及盤片的旋轉(zhuǎn)風(fēng)噪。細(xì)分之下，馬達的磁環(huán)(Magnet)、軸承柱(SmLor) 軸承(Bearing)以及盤片(Disk)~是噪音根源。對于滾珠軸承來說，雖然有潤滑劑，而且滾珠和軸承內(nèi)壁也比較光滑.但它們始終是接觸在起的，高速運轉(zhuǎn)就使得滾珠軸承不可避免地產(chǎn)生噪音和震動。即便是5400rpm的產(chǎn)品.在比較安靜的環(huán)境中所發(fā)出的聲音也會讓人覺得很不舒服.而用震動也始終存在。試想，如果7200rpm、10000rpm乃至15000rpm的產(chǎn)品仍然使用滾珠軸承，那么其運行中所產(chǎn)生的噪音和震動肯定讓人無法忍受，而液態(tài)軸承在這方面就比滾珠軸承優(yōu)秀得多。由于使用高度抗壓縮性的液態(tài)潤滑劑，避免了滾珠軸承那樣因金屬對金屬的直接接觸而導(dǎo)致的運行噪音和震動擴散。同時，液態(tài)潤滑劑也能對外部震動起到一定的衰減作用。據(jù)業(yè)界綜合數(shù)據(jù)表明，液態(tài)軸承馬達比滾珠軸承馬達的噪音<=4dB甚至更多，而液態(tài)軸承馬達的噪音控制設(shè)計能將噪音控制在20dB左右。所以.液態(tài)軸承馬達在對噪音的控制、減少共振、增強抗震性、提高轉(zhuǎn)速以及聲學(xué)性能等方面的優(yōu)勢是顯而易見的。

液態(tài)軸承(Fluid Dynamic Bearing，簡稱FDB)技術(shù)誕生于50多年前。早期應(yīng)用于陀螺儀高精度儀器以及潛艇中要求低噪聲的機械環(huán)節(jié)。液態(tài)軸承技術(shù)在l997年首先被Seagate公司引入硬盤主軸電機中(俗稱大灰熊的Medalist Pro 9140硬盤就是業(yè)內(nèi)首款采用液態(tài)軸承馬達的7200rpm產(chǎn)品。并在之后的幾年內(nèi)陸續(xù)被各大硬盤制造廠商廣泛采用。

液態(tài)軸承馬達(FluidDynamicBearingMotors)技術(shù)過去一直被應(yīng)用于精密機械工業(yè)，其技術(shù)核心是用黏膜液油軸承、以油膜代替滾珠。能夠使硬盤工作噪聲和發(fā)熱量大大降低，即使裝在一些隔音效果較差的輕薄筆記本中也難聞工作噪音。

液態(tài)軸承馬達跟傳統(tǒng)鋼珠型軸承主軸馬達不同之處在于它使用油膜取代傳統(tǒng)的鋼珠，也就是說它在轉(zhuǎn)動的時候并未出現(xiàn)金屬接觸，理論上就不會有磨損的問題。這使得軸承能夠有效吸收外來的震動，保護軸承表面。使其能夠承受更大的撞擊力、延長了壽命，減小了噪音。

與傳統(tǒng)的滾珠軸承馬達相比，液態(tài)軸承馬達的優(yōu)勢是顯而易見的。

1、減噪降溫。避免了滾珠與軸承金屬面的直接摩擦，使設(shè)備噪音及其發(fā)熱量被降至最低。

2、減震降噪。油膜可有效地吸收震動，使設(shè)備的抗震能力得到提高。

3、減少磨損，提高設(shè)備的工作可靠性和使用壽命。

4、有效的降低因金屬摩擦而產(chǎn)生的噪聲和發(fā)熱問題。

硬盤、散熱風(fēng)扇、陀螺儀、對發(fā)熱和震動要求較高的電子設(shè)備

一直以來，硬盤馬達都在使用普通的滾珠軸承，這種軸承馬達應(yīng)用了數(shù)十年之久，它的鮮明特點是硬盤的工作噪音比較大，運行穩(wěn)定性不是非常好，這點在早期的7200RPM IDE硬盤身上得到了充分的體現(xiàn)。因此，自2001年開始，硬盤廠商開始在IDE硬盤上應(yīng)用了比較新的FDB(液態(tài)軸承馬達)技術(shù)。

FDB(Fluid Dynamic Bearing)即液態(tài)軸承馬達，它是用于取代傳統(tǒng)滾珠軸承馬達的新型馬達技術(shù)。此項新型馬達允許更高的主軸轉(zhuǎn)動速度，并且擁有更低的工作噪音，同時FDB電機也能在一定程度上增強硬盤的防震能力，從而提高硬盤的工作穩(wěn)定性。在工作機理上，F(xiàn)DB電機是通過液體做軸承，而不是傳統(tǒng)滾珠軸承馬達中的金屬球與金屬圈的接觸產(chǎn)生滾動摩擦來旋轉(zhuǎn)。

在滾珠馬達中，滾動元件按照他們的幾何學(xué)設(shè)計以盡量減小振動。因為這些振動是產(chǎn)生噪音的來源，同時也是導(dǎo)致設(shè)備工作不穩(wěn)定的因素，特別是在高轉(zhuǎn)速的硬盤中，滾珠振動更難以消除。此外，在滾珠馬達中，振動將導(dǎo)致滾珠與滾珠軌道間的撞擊，久而久之，這些軌道將永久性變性，這將導(dǎo)致硬盤的工作噪音急劇增加，同時也可能導(dǎo)致硬盤電機主軸振動，從而影響硬盤工作穩(wěn)定性。

在FDB液態(tài)軸承馬達中，軸承功能被一個很薄的流體層所替代，它的厚度只有人發(fā)絲直徑的十分之一。流體薄膜將軸承和定子分開，這將在根本上減小或消除振動，從而達到靜音運作。在FDB軸承中，電機主軸通過整合在軸承上的一個更大區(qū)域來傳遞振動，從而大大地增強了振動的緩沖能力。此外，流體還提供著一種機械阻力，從而減小震動擴大化，而這是滾珠電機普通存在的問題。

追溯歷史，F(xiàn)DB馬達其實早在50年前就已在陀螺儀上得到廣泛應(yīng)用，不過將FDB馬達引入硬盤領(lǐng)域，還只是10年前的事情?，F(xiàn)在FDB馬達在硬盤領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，例如大家非常熟悉的希捷新酷魚V，邁拓金鉆七代L系、金鉆八代等都是采用FDB馬達。硬盤中，應(yīng)用了FDB后，給我們體會最深刻的一點就是硬盤工作時變安靜了。隨著此項技術(shù)越來越成熟，相信以后FDB將得到越來越廣泛的應(yīng)用。