Железо,  Майнинг

Ремонт и профилактика механической части вентиляторов видеокарт

При майнинге видеокарты подвергаются высоким нагрузкам и потребляют внушительное количество электроэнергии на единицу площади.

Для отвода тепла, выделяющегося от электронных компонентов работающих видеокарт, в особенности от графического процессора, чипов памяти и цепей питания используются кулера, включающие в себя радиаторы с тепловыми трубками (в дешевых системах без трубок) и вентиляторы.

Как устроены современные вентиляторы систем охлаждения?

Все вентиляторы, использующиеся в современных системах охлаждения являются бесщеточными (бесколлекторными).

Они представляют собой неподвижный статор с несколькими электрическими обмотками и подвижный ротор с постоянным магнитом, приклеенным внутри подвижных лопастей:

Фото ротора от вентилятора модели GA91S2U фирмы Apistek, который применяется на видеокартах Palit, ASUS, Radeon R9 и других фирм (видно вклеенный в лопасти круглый постоянный магнит черного цвета и установленные в ходе модернизации на ось лопастей шарикоподшипники):

Вращательное движение вызвано отталкиванием постоянного магнита ротора от поля, образованного обмотками статора:

Кинематическая схема бесщеточного вентилятора:

Вентиляторы, использующиеся в системах охлаждения видеокарт

В видеокартах используются бесщеточные вентиляторы с малыми размерами и массой.

В дешевых моделях используют подшипники скольжения, а в более солидных – шарикоподшипники (подшипники качения).

При выборе видеокарт для майнинга на это стоит обращать внимание. Подробнее об этом можно почитать в статье «Выбор видеокарты для майнинга».

Кроме использующихся подшипников, у современных качественных вентиляторов используют специальные материалы, которые меньше электризуются и притягивают пыль.

Как правило, чем больше диаметр вентилятора и больше у него лопастей, тем он эффективннее.

Очень хорошие вентиляторы с шарикоподшипниками у видеокарт AMD от компании Sapphire, а у Nvidia неплохие вентиляторы у видеокарт ASUS, хотя они требуют модернизации путем установки шарикоподшипников.

Фото статора вентилятора GA91S2U (вид сверху со снятым ротором):

Фото статора вентилятора GA91S2U (вид снизу):

Статор вентилятора Power Logic PLD092310S12HH, часто применяющегося у видеокарт производства Gigabyte (вид снизу):

Статор (слева, вид сверху) и ротор с лопастями (вид снизу) вентилятора PLD092310S12HH у видеокарт Gigabyte:

Какие поломки чаще всего случаются в механической части вентиляторов?

В связи с круглосуточной работой вентиляторы системы охлаждения со временем изнашиваются и приходят в негодность.

Если окаменевшую термопасту и прокладки между чипами памяти и питания заменить может практически любой человек с прямо стоящими руками, то вентиляторы требуют более внимательного и взвешенного подхода.

Можно заменить их полноценными аналогами, починить и одновременно модернизировать (заменив подшипники скольжения на шарикоподшипники), либо заменить на полностью другие модели (лучше более производительные).

Замена полноценными аналогами дорога и требует долгого времени ожидания после заказа у продавца.

Исходя из этого ремонт и замена на другие модели вентиляторов являются более предпочтительными способами ремонта вентиляторов для майнеров.

Как правило, в вентиляторах загрязняется и высыхает смазка в подшипнике, соединяющем подвижные лопасти с неподвижным статором.

Эту неисправность можно довольно легко устранить, аккуратно сняв лопасти вентилятора.

Это нужно делать, прикладывая равномерные снимающие усилия вверх с противоположных сторон нижней части лопастей. Нужно быть очень аккуратным, чтобы не отломать лопасти и не повредить ротор и его электронику.

Можно поддевать лопасти снизу двумя плоскими отвертками, но при этом нужно обращать внимание на то, чтобы не повредить электронные компоненты вентилятора.

Замена неисправного штатного вентилятора видеокарты на более мощный

Замена неисправного штатного вентилятора видеокарты в майнинг-ригах на более мощный особенно оправдана в случае использования однокулерных моделей видеоускорителей.

В этом случае установка вентилятора с более сильным воздушным давлением значительно улучшит температурный режим видеокарты и позволит получить большую отдачу от майнинга, сохранив (или заменив неисправную) штатную систему охлаждения (вентилятор).

Для замены нужно снять штатный вентилятор и прикрепить стяжками другой вентилятор, обеспечив необходимое ему питание, чаще всего от отдельной линии 12 В питания БП.

Пример модернизации однокулерных видеокарт Gigabyte с помощью установки вентилятора «Франкенштейна»:

Хорошим вариантом для установки в таком случае служит, к примеру, 120 мм вентилятор на 1200 об/мин. с воздухоотдачей 45CFM, доступный на AliExpress:

Видеокарты R9 290 в риге с нештатными вентиляторами-франкенштейнами:

Профилактика и модернизация штатных вентиляторов видеокарт

Периодичность ремонта и очистки майнинг ригов и самых загрязненных их частей зависит от загрязненности воздуха и условий эксплуатации.

Профилактическую очистку вентиляторов (продувку) желательно делать не реже одного раза в квартал.

Постоянно работающие вентиляторы более всего загрязняются из-за того, что при трении лопастей об воздух они электризуются и притягивают к себе пыль и грязь, летающую в воздухе.

Хорошие модели видеокарт могут выдерживать более долгие сроки между профилактическими смазками, но от продувки/очистки их от пыли может защитить только совершенно чистое помещение.

У видеокарт, которые в вентилях имеют подшипники качения (шарикоподшипники), дополнительная очистка и смазка необходимы только в случае наличия проблем с вращением. Любые модели с подшипниками скольжения примерно за год вырабатывают свою смазку и требуют обслуживания.

Как правило, исправные шарикоподшипники служат в разы больше широко распространенных подшипников с втулками (гидроподшипники), но они и стоят немного дороже.

При проведении профилактических работ с вентиляторами кулеров видеокарт с подшипниками скольжения лучше демонтировать их втулки из статора и заменять их парой маленьких подшипников, которые можно заказать на AliExpress.

При заказе подшипников необходимо обращать внимание на следующие параметры:

Ra — чистота обработки поверхности;

ABEC- класс точности изготовления.

Чем меньше величина Ra и выше число ABEC, тем лучше. Это обеспечивает меньшее трение и шум, а также увеличивает их долговечность. Прекрасное сочетание для высокоскоростных подшипников — это ABEC-7 и Ra 0.2.

Самые лучшие подшипники имеют значение ABEC, равное 9, например, такие:

Исходя из опыта, для замены втулки на шарикоподшипники, хорошо подходят миниатюрные подшипники MR52 ZZ 2x5x2.5mm:

При этом могут понадобиться прокладочные шайбы M2, так как два маленьких подшипника могут не занимать все пространство, образовавшееся после удаления втулки и впоследствии «ерзать» внутри вентилятора.

Прокладочные шайбы для уплотнения подшипников:

Перед монтажом новых шарикоподшипников в место установки нужно добавить смазку, например, типа ШРУС. Если не добавить смазки, то будет слышен сильный шум, похожий на треск.

Шарикоподшипники работают более шумно, чем подшипники на втулках, поэтому именно последние чаще ставятся в видеокарты для домашних компьютеров. На майнинг-ригах важнее обеспечить хорошее охлаждение, поэтому лучше ставить именно шарикоподшипники.

Ремонт и модернизация вентиляторов у видеокарт производства ASUS

Для очистки и модернизации вентиляторов системы охлаждения видеокарт производства компании Асус (а также любых других вентиляторов) нужно аккуратно снять лопасти ротора, а затем вынуть втулку, которая выполняет роль подшипника.

При демонтаже лопастей нужно быть очень аккуратным и снимать ротор точно в направлении, перпендикулярном плоскости вентилятора. В некачественных вентиляторах или при сильном перекосе при демонтаже можно отломать ось ротора:

Отломанную ось можно приклеить суперклеем или использовать ротор от другого неисправного вентилятора.

Для демонтажа втулки удобно использовать шуруп, который вкручивается во втулку:

Затем нужно потянуть за шуруп, удерживаемый плоскогубцами и вынуть втулку. При этом второй рукой нужно аккуратно удерживать статор так, чтобы не отломать его пластмассовых частей и не повредить обмоток и электронных компонентов на плате.

Фото вынутой из статора втулки и пластмассовых прокладок:

Затем нужно прочистить и смазать ось лопастей вентилятора, а также место, освободившееся после снятия втулки.

После этого внутрь вентилятора вставляют два подшипника и, при необходимости прокладочную шайбу (шайбы).

Для вентиляторов Асус два подшипника размером 2x5x2.5 mm имеют больший размер, чем втулка, поэтому вставки шайб производить не нужно.

Сравнение втулки вентилятора ASUS и двух подшипников 2x5x2.5 мм:

Модернизированный статор вентилятора, который использует на видеокартах компания ASUS со вставленными подшипниками качения:

Затем внутрь подшипников, вставленных в статор монтируется ось ротора с лопастями и он готов к работе.

Силы притяжения магнитов достаточно для надежного удержания лопастей и всей конструкции вентилятора при самых жестких условиях эксплуатации.

Ремонт и модернизация вентиляторов у видеокарт производства Gigabyte

Снятие ротора:

Подготовка к снятию втулки подшипника скольжения:

Сверху втулки на статоре вентиляторов, применяющихся в видеокартах Gigabyte, находится пластмассовый уплотнитель-прокладка. Ее можно попробовать снять острым предметом.

В данном случае снятие производилось без предварительного демонтажа пластмассовой уплотнительной прокладки, в результате чего она разломилась надвое:

Это никоим образом не повлияет на работоспособность вентилятора, так как ротор будет притягиваться к статору и выпадения лопастей не произойдет даже при расположении вентилятора вниз ротором.

Демонтированная втулка, прокладка и разломанное надвое уплотнительное кольцо:

Сравнение размеров втулки вентилятора GA91S2U и двух подшипников MR52ZZ размером 2x5x2.5 мм:

Размер подшипников в данном случае немного меньше втулки, поэтому можно применить пластмассовую прокладочную шайбу, снятую ранее, либо другие шайбы.

Зазор, образованный в месте вставки двух подшипников качения вместо втулки небольшой (1-1,5 мм), поэтому им можно пренебречь:

Поломанную пластмассовую заглушку можно и не ставить, конструкция надежно скреплена благодаря притяжению магнитов. Фото собранного вентилятора:

У вентиляторов видеокарт Gygabyte с вентиляторами Everflow T129215SU иногда получается демонтировать статор с платы, тогда удается сохранить целыми все детали:

У них нужно применять подшипники 693ZZ размером 3х8х4 mm либо найти/выточить втулку подходящего размера ((D1 = 7,8 mm, D2 = 2 mm, L = 4,8 mm).

В интернете можно найти предложения по продаже новых ремонтных втулок из латуни для вентиляторов видеокарт.

В любом случае нужно самостоятельно проверить размеры втулки, установленной в вентилятор, чтобы точно знать внутренний диаметр (обычно 2 мм), наружный диаметр и высоту.

Фото втулки вентилятора T129215SU:

Фотография втулок подшипников скольжения от вентилятора. Применяемого фирмой Гигабайт PLD092310S12HH (справа) и Асус GA91S2U (слева):

Что делать, если у вентилятора отломана ось?

Если у вентилятора отломана ось, ее можно приклеить суперклеем, либо взять две пары подшипников (маленькие будут вставляться в большие), например:

  1. MR85 MR85Z MR85ZZ 5x8x2,5 мм 675 675Z э L-850ZZ 5*8*2,5 мм;
  2. MR52 Z MR52ZZ MR52Z L-520ZZW52 2x5x2. 5 мм 2*5*2,5 мм

К крыльчатке прикручивают маленьким винтом М3х16 (предварительно нужно просверлить отверстие 2,5 мм) два подшипника MR85 (это будет импровизированная ось), а затем эту конструкцию вставляют в два подшипника  MR52, которые служат втулкой вентилятора.

Заключение

Для большинства видов вентиляторов достаточно иметь в запасе подшипники MR52ZZ  и 693ZZ, доступные для покупки на Алиэкспресс.

Модернизированные вентиляторы, в которых вместо втулок-подшипников скольжения вставлены подшипники качения работают намного лучше.

Это связано с меньшим трением в шарикоподшипниках, которые оказывают меньшее сопротивление при вращении ротора. Это увеличивает ресурс работы вентилятора и промежуток времени, необходимый для проведения профилактических работ по смазке трущихся частей.

Для уменьшения шума от подшипников нужно ориентироваться на модели с высоким классом точности изготовления ABEC-7 или 9.

4 комментария

  • Vladimir

    Здравствуйте!
    Скажите пожалуйста, вы сами статью писали и ремонтировали кулера?
    Если да, то подскажите почему после замены втулки на рекомендованные подшипники кулер может сильно шуметь, при этом отлично крутиться?
    Если писали не вы, подскажите первоисточник пожалуйста.
    Спасибо!

  • cryptoprofi

    Спасибо за вопрос! Да, действительно, шарикоподшипники на высоких скоростях очень шумят. Для уменьшения шума от подшипников нужно ориентироваться на модели с высоким классом точности изготовления ABEC-7 или 9.Шум особенно заметен на монстрах типа R9 290, где у вентиляторов высокие скорости вращения. Для уменьшения шума и увеличение ресурса работы вентиляторов, при установке нужно добавлять смазку, например ШРУС или хотя бы WD-40. Нужно не переусердствовать в этом, чтобы избежать протекания. Смазанные подшипники шумят значительно меньше. Периодически можно вынимать вентиляторы и смазывать их оси или места установки. Если ипользуется густая смазка, то удобно использовать зубочистку. Информация о необходимости смазки добавлена в статью.

  • Павел

    Здравствуйте! Не смог найти на алиэкспресс подшипники 2x8x2.5 мм. Поделитесь ссылкой, пожалуйста.

  • cryptoprofi

    Для вентиляторов видеокарт Gygabyte Everflow T129215SU прямой замены нет. Нужно применять подшипники 693ZZ размером 3х8х4 мм.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *