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如何正确测算散热风扇的使用寿命

发布时间:2021-01-06 08:41:55人气:
加速寿命测试 
 • 使用高温(额定温度)测试 
 • 持续监控散热风扇输出,噪音和RPM 在测试期间,或每240小时检查一次散热风扇
• 每隔240小时重启一次(开/关) 采样至少10个周期并检查RPM,噪声, 和输出
 • 记录任何故障和故障时间 
• 失败标准:RPM降低15%,或噪声增加 降低3 dB,或者输入电流增加20%。
 • 样本量不少于50。失败需要不少于 5, 
• 使用Weibull散热风扇故障数据分布进行预测 L1生活  
 
散热风扇验证测试
  • 目视检查(在显微镜下或目视检查 任何组件,布线和塑料。后推力 弹簧压力应测量) 
  • 在无空气流动的工作台上进行功能测试 标称电压的限制;监视转速,喘振和 工作电流;在标称输入下测量空气流量 电压  • 空对空热冲击:-20C至+ 85C(或额定存储) 温度范围),100个循环
  • 循环耐湿性(CMR)测试:–10°C至+ 65°C 湿度至95%RH,无偏差。 
  • 85°C / 85%RH测试2000小时,无偏差; 中间 在168、500、1000和1500小时读数。(此测试用于 仅数据收集)。拆卸一台散热风扇,将其内部 腐蚀和润滑剂质量。
 • HTOL(高温工作寿命):  权力单位 每10分钟打开/关闭一次。具体为+ 85C 2000小时 中间读数为168、500、1000和 1500。 
• 轴承测试:1)以很高的转速运行散热风扇(以上 额定电压)并在加热室中加热轴承 超出正常温度范围。2)使用偏心 叶片上的重量会增加轴承的负荷。电的 失败将被打折,但将进行根本原因分析 虚弱的原因。
 
制造测试和质量控制
  • 正在进行的可靠性测试 
 • 产量控制和RCA要求 
• 更换管理层
 
       加速散热风扇寿命测试和 造型  演示所需的散热风扇寿命,例如L1为7年 (61,320小时),必须进行一些加速寿命测试 由于无法在以下条件下测试散热风扇7年而无法执行 正常使用条件。由于散热风扇的寿命受到扇叶、轴承和轴承寿命取决于劣化 ,所使用的润滑剂(油脂或机油)的寿命取决于 ,轴承中润滑剂的变质。因此, 工作温度是最重要的加速因素 在散热风扇的使用中。 问题是什么是加速因子?以来 温度是加速度应力,大多数人使用 Arrhenius模型来计算加速因子。
 
       真正的问题是活化能(Ea)是多少 应该是润滑剂。找出的唯一方法 活化能的正确值是测试润滑剂 在不同温度下并监控其过程 恶化。该测试将花费大量时间和精力。的 除非 润滑剂供应商已进行了研究和测试。一些 供应商只是简单地遵循经验法则,即“失败 温度升高10倍,速率增加一倍。经验法则假设活化能 是 a = 0.7。这可能不适用于大多数用于 散热风扇轴承。  不同的供应商为 温度的加速因子。供应商-A [2]使用 10的加速因子1.65°温度变化。 供应商-B [4]使用每10的1.4倍°温度C 高于50°C,温度低于50则为1.2°C.供应商C [3]使用的加速度系数为每10个1.52°C(Ea = 0.3628)。基于Booser的 润滑脂寿命方程[2],对于 每10°温度升高。另一个需要 被认为是加速因子会更高 测试温度高于低温。对于 例如,测试温度为70时的加速效果°C 会高于50的效果°C。  
  
       根据文献和散热风扇的一些测试数据制造商,作者建议使用加速因子 每10为1.5°如果没有润滑剂,则温度升高 。在加速散热风扇寿命测试期间,该测试 温度应设置在最高的工作温度 温度或额定温度。测试通常是 70岁时表演°C或80°C,取决于散热风扇的额定值。 重启(开/关)下面的散热风扇也很重要 在寿命测试中定期测试以发现诸如 无法启动,RPM更改,启动时间或惯性滑行更改 停机时间,噪声增加或启动电压和电流较低。   有必要指出,它可能对 将高温下的测试结果推算为非常低的使用量 温度,例如25°C.原因是失败 润滑剂的机理(蒸发损失和氧化) 高温(例如70°C)可能与 低温下的故障机理,例如25°C. 作者建议40°C作为正常使用条件, 将寿命测试数据外推到40°C.一些供应商报价 25岁时的寿命估算数据°C.使用有疑问。   散热风扇寿命测试中的另一个问题是所谓的“零故障测试策略”。
 
       在零故障测试中,将确定的L10或MTTF值设置为目标并进行一些测试 样品进行寿命测试。使用一些假定的威布尔 beta参数和加速因子,所需的测试时间为 在加速测试条件下为测试计算。如果 测试样品通过测试而没有失败,那么它是 声称散热风扇的使用寿命已达到目标。有 零故障测试策略中的至少三个假设是 可疑的:1)测试假设累积测试 时间等于每个样品的实际测试时间 乘以样本量,即测试100 样品进行1000小时相当于测试10个样品 10,000小时。该假设表明故障率是 不变。这对于散热风扇故障无效。2)散热风扇寿命是 由其润滑剂(和轴承)的磨损故障决定, 在零故障测试期间,样品可能没有 在测试终止之前达到了磨损阶段。的 使用非故障信息来预测磨损的方法失败是非常值得怀疑的;和3)由于不同 润滑剂的磨损特性会大不相同, 使用预定的Weibull形状参数beta也是 非常可疑,没有任何磨损信息 处理。  估算散热风扇寿命的最佳方法是合理放置散热风扇。 数量的测试样本(超过30个样本) 加速测试,其中可能的最高操作 应使用温度。运行测试直到几个样本 失败(不少于5次失败)。拟合故障时间数据 并将测试数据暂停到Weibull分布中。然后 可以估计威布尔分布的参数 并且可以预测散热风扇的L10,L1和MTTF寿命。
 
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