一種小微型鼓風機的制作方法

本實用新型是涉及一種小微型鼓風機，屬于高精密機械技術領域。

背景技術：

鼓風機主要用于辦公自動化設備中需要較大風量的部位，通過旋轉葉輪所得的風力將設備內部產生的熱氣向外排出，對其內部進行散熱冷卻的裝置。傳統的鼓風機通常是采用增速系統對普通工頻電動機增速后驅動壓氣機葉輪旋轉做功，存在如下主要缺陷：①增速系統十分復雜，重量大，占地面積多，造價昂貴；②不僅需要專門配套的滑油系統，而且容易出現漏油問題，應用范圍受限；③齒輪傳動噪聲大，存在一定機械損失，并且，普通工頻電動機功率密度低，體積和重量大，噪聲高；④增速系統和普通工頻電動機都需要應用軸承，受制于軸承的摩擦和壽命，轉動速度不能做到很高，導致系統整體功率密度低，體積巨大，在和壓氣機葉輪進行功率匹配時存在一定困難；⑤由于工頻電機轉速恒定，如要調節鼓風機的供氣量，必須添加非常復雜的進氣控制系統，增加制造成本及控制難度。

為了解決傳統的電機鼓風機所存在的上述諸多缺陷，中國專利文獻CN102200136 B中公開了一種空氣懸浮供氣可調高速電機直驅鼓風機，其包括壓氣機葉輪、永磁同步電機轉子、電機定子、前徑向空氣軸承、后徑向空氣軸承、軸向止推空氣軸承、渦殼和電機殼體；永磁同步電機轉子的一端連接壓氣機葉輪，電機定子驅動永磁同步電機轉子旋轉，前徑向空氣軸承、后徑向空氣軸承、軸向止推空氣軸承懸浮支撐永磁同步電機轉子，渦殼設置在壓氣機葉輪外圍，電機殼體位于電機定子、前徑向空氣軸承、后徑向空氣軸承、軸向止推空氣軸承和永磁同步電機轉子的外圍。雖然該專利技術通過高速電動機的永磁同步電機轉子直接驅動壓氣機葉輪，具有效率高、損耗低、環保、可適用范圍廣等優點，但該專利技術還存在如下問題：1、轉速仍然有限，目前只能實現最高10萬轉的轉速；2、不能長期運行：因高速運轉產生的熱量不能有效導出，以致連續工作時間不能很長；3、高速運轉的穩定性不佳，以致實際運行效率達不到理想目標；4、結構仍然較復雜，體積較大，不能滿足當今微型化發展要求。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種運行效率高、高速運行穩定性好及可長時間工作的小微型鼓風機。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種小微型鼓風機，包括葉輪和電機，所述電機包括轉子、定子、轉軸、端蓋和殼體；其特征在于：還包括一轉動連接件和一個混合式動壓氣體徑向軸承，并且，所述殼體是由內、外筒形成兩個空腔的環形圓筒狀結構，所述轉動連接件是具有一個空腔的圓筒狀結構，所述轉動連接件套設在靠近葉輪的轉軸上，并與葉輪和轉軸端部分別相契合連接，所述轉動連接件的側部位于由殼體的外筒與內筒所形成的空腔內；所述混合式動壓氣體徑向軸承和轉軸均位于殼體的內筒腔內，且所述混合式動壓氣體徑向軸承套設在轉軸上；所述定子固定在殼體的內筒外壁上，所述轉子固定在轉動連接件的側部內壁上。

作為優選方案，在位于轉軸與混合式動壓氣體徑向軸承的端部所形成的氣流通道的上方的轉動連接件的側部開設有若干導氣葉片。

作為進一步優選方案，在殼體的外筒周側開設有若干進氣孔和若干散熱排氣孔。

作為優選方案，所述葉輪與轉動連接件及轉軸間通過鎖緊螺栓連接固定。

作為進一步優選方案，所述轉軸和鎖緊螺栓均開設有空腔，以減輕所述鼓風機的重量。

作為優選方案，所述的小微型鼓風機還包括葉輪殼，所述葉輪殼通過螺栓與殼體的外筒固定連接。

作為優選方案，所述混合式動壓氣體徑向軸承包括軸承外套、軸承內套及設置在軸承外套與內套之間的箔型彈性件。

作為進一步優選方案，所述軸承內套的外圓周面和兩端面均具有規則形狀的槽式花紋。

作為進一步優選方案，所述軸承內套的一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應并相互交接。

作為進一步優選方案，所述軸承內套的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接。

作為進一步優選方案，在與軸承內套的外圓周面相配合的箔型彈性件的配合面上設有耐磨涂層。

作為進一步優選方案，所述的箔型彈性件與軸承內套的配合間隙為0.003～0.008mm。

作為進一步優選方案，所述的箔型彈性件的兩端均固定在軸承外套的內圓周壁上。

作為進一步優選方案，所述的箔型彈性件為多個，且沿軸承外套的內圓周壁均勻分布。

作為進一步優選方案，在軸承外套的內圓周壁設有用于固定箔型彈性件的卡槽。

作為進一步優選方案，在軸承外套的兩端設有止環。

作為一種實施方案，所述的小微型鼓風機還包括一個混合式動壓氣體止推軸承，所述的混合式動壓氣體止推軸承包括兩個側盤以及夾設在兩個側盤之間的中盤，在每個側盤與中盤之間均設有箔型彈性件，并且，所述混合式動壓氣體止推軸承位于殼體與端蓋形成的腔體內，并套設在轉軸上。

作為優選方案，所述端蓋通過螺栓與混合式動壓氣體止推軸承的中盤調整環及殼體的尾部固定連接。

作為優選方案，所述中盤的兩端面均設有規則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱。

作為優選方案，在所述中盤的外圓周面也設有槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的形狀與兩端面的槽式花紋的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應并相互交接。

作為進一步優選方案，中盤的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接。

作為進一步優選方案，在與中盤相配合的箔型彈性件的配合面上設有耐磨涂層。

作為進一步優選方案，所述箔型彈性件與中盤的配合間隙為0.003～0.008mm。

作為進一步優選方案，所述箔型彈性件的至少一端固定在對應側盤的內端面上。

作為進一步優選方案，每個側盤上的箔型彈性件為多個，且沿側盤的內端面均勻分布。

作為進一步優選方案，固定在一個側盤上的箔型彈性件與固定在另一個側盤上的箔型彈性件形成鏡像對稱。

作為進一步優選方案，在側盤的內端面設有用于固定箔型彈性件的卡槽。

作為一種實施方案，所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的弧形凸起頂端與平箔相貼合。

作為另一種實施方案，所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的波拱間過渡底邊與平箔相貼合。

作為又一種實施方案，所述的箔型彈性件由兩個平箔組成。

上述的槽式花紋均為葉輪形狀。

上述的箔型彈性件優選經過表面熱處理。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

因本實用新型所提供的鼓風機，是以氣體作為軸承的潤滑劑，因此不僅具有無污染、摩擦損失低、使用時間長、適用范圍廣、節能環保等諸多優點，而且采用所述結構，散熱效果好，可保證長時間穩定運行；尤其是，因所述結構的空氣軸承能實現在氣浮狀態下的超高速運轉(經測試，可達100,000～450,000rpm的極限轉速)，因此針對相同功率要求，本實用新型可使鼓風機的體積顯著減小實現微型化，具有占用空間小、使用便捷等優點，對促進微型化高新技術的發展具有重要價值，現對于現有技術具有顯著性進步。

附圖說明

圖1是實施例1提供的一種小微型鼓風機的前視立體結構示意圖；

圖2是實施例1提供的小微型鼓風機的正視結構示意圖；

圖3是圖2的A-A向視圖；

圖4是實施例1提供的轉動連接件的立體結構示意圖；

圖5是實施例1提供的殼體的立體結構示意圖；

圖6是實施例1提供的混合式動壓氣體徑向軸承的局部分割的左視立體結構示意圖；

圖7是圖6中的B局部放大圖；

圖8是實施例1提供的混合式動壓氣體徑向軸承的局部分割的右視立體結構示意圖；

圖9是圖8中的C局部放大圖；

圖10是實施例1提供的混合式動壓氣體徑向軸承的剖面結構示意圖；

圖11是圖10中的D局部放大圖；

圖12是圖11中的E局部放大圖；

圖13是實施例1提供的混合式動壓氣體止推軸承的剖面結構示意圖；

圖14a是實施例1中所述中盤的左視圖；

圖14b是實施例1中所述中盤的右視圖；

圖15a是實施例1中所述的固定有箔型彈性件的左側盤的右視圖；

圖15b是實施例1中所述的固定有箔型彈性件的右側盤的左視圖；

圖16是實施例1提供的箔型彈性件的截面結構示意圖；

圖17是實施例1提供的箔型彈性件的立體結構示意圖；

圖18是實施例2提供的一種混合式動壓氣體徑向軸承的剖面結構示意圖；

圖19是圖18中波箔的結構示意圖；

圖20是實施例3提供的一種混合式動壓氣體徑向軸承的剖面結構示意圖；

圖21a是實施例4提供的一種混合式動壓氣體止推軸承的左視立體結構示意圖；

圖21b是實施例4提供的混合式動壓氣體止推軸承的右視立體結構示意圖；

圖22是實施例4提供的混合式動壓氣體止推軸承的局部分割立體結構示意圖；

圖23是實施例4中所述中盤的左視立體結構示意圖；

圖24是圖23中的F局部放大圖；

圖25是實施例4中所述中盤的右視立體結構示意圖；

圖26是圖25中的G局部放大圖。

圖中標號示意如下：

1、葉輪；11、葉輪殼；2、電機；21、轉子；22、定子；23、轉軸；231、轉軸空腔；24、端蓋；25、殼體；251、殼體的外筒；252、殼體的內筒；253、進氣孔；254、散熱排氣孔；3、轉動連接件；31、轉動連接件的側部；32、導氣葉片；4、混合式動壓氣體徑向軸承；41、軸承外套；411、卡槽；42、軸承內套；43、槽式花紋；431、外圓周面的槽式花紋；4311、軸向高位線；4312、軸向中位線；4313、軸向低位線；432、左端面的槽式花紋；4321、徑向高位線；4322、徑向中位線；4323、徑向低位線；433、右端面的槽式花紋；4331、徑向高位線；4332、徑向中位線；4333、徑向低位線；44、止環；45、箔型彈性件；451、波箔；4511、弧形凸起；4512、波拱間過渡底邊；452、平箔；453、耐磨涂層；5、混合式動壓氣體止推軸承；51、側盤；511、左側盤；512、右側盤；513、卡槽；52、中盤；521、左端面的槽式花紋；5211、徑向高位線；5212、徑向中位線；5213、徑向低位線；522、右端面的槽式花紋；5221、徑向高位線；5222、徑向中位線；5223、徑向低位線；523、外圓周面的槽式花紋；5231、軸向高位線；5232、軸向中位線；5233、軸向低位線；53、箔型彈性件；53a、固定在左側盤上的箔型彈性件；53b、固定在右側盤上的箔型彈性件；531、波箔；5311、弧形凸起；5312、波拱間過渡底邊；532、平箔；54、中盤調整環；6、鎖緊螺栓；61、鎖緊螺栓空腔；7、固定葉輪殼的螺栓；8、固定端蓋的螺栓。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案做進一步詳細地說明。

實施例1

結合圖1至圖5所示：本實施例提供的一種小微型鼓風機，包括葉輪1和電機2，所述電機2包括轉子21、定子22、轉軸23、端蓋24和殼體25，其特征在于：還包括轉動連接件3、混合式動壓氣體徑向軸承4和混合式動壓氣體止推軸承5。

所述殼體25是由內、外筒形成兩個空腔的環形圓筒狀結構，所述轉動連接件3是具有一個空腔的圓筒狀結構，所述轉動連接件3套設在靠近葉輪1的轉軸23上，并與葉輪1和轉軸23端部相契合連接，所述轉動連接件3的側部31位于由殼體的外筒251與內筒252所形成的空腔內；所述混合式動壓氣體徑向軸承4和轉軸23均位于殼體的內筒252的空腔內，且所述混合式動壓氣體徑向軸承4套設在轉軸23上；所述定子22固定在殼體的內筒252外壁上，所述轉子21固定在轉動連接件3的側部31的內壁上。

所述混合式動壓氣體徑向軸承4包括軸承外套41、軸承內套42及設置在軸承外套41與內套42之間的箔型彈性件45；所述混合式動壓氣體止推軸承5包括兩個側盤51以及夾設在兩個側盤之間的中盤52，在每個側盤51與中盤52之間均設有箔型彈性件53，并且，所述混合式動壓氣體止推軸承5位于殼體25與端蓋24形成的腔體內，并套設在轉軸23上。

在位于轉軸23與混合式動壓氣體徑向軸承4的端部所形成的氣流通道的上方的轉動連接件3的側部31開設有若干導氣葉片32。

在殼體的外筒251周側開設有若干進氣孔253和若干散熱排氣孔254，所述進氣孔253與導氣葉片32相連通。

所述葉輪1與轉動連接件3及轉軸23間通過鎖緊螺栓6連接固定。

為了進一步減輕所述鼓風機的重量，所述轉軸23和鎖緊螺栓6均開設空腔(231/61)。

作為優選方案，所述的小微型鼓風機還包括葉輪殼11，所述葉輪殼11通過螺栓7與殼體的外筒251固定連接。所述端蓋24通過螺栓8與混合式動壓氣體止推軸承5的中盤調整環54及殼體25的尾部固定連接。

結合圖6至圖9所示：所述軸承內套42的外圓周面和左、右端面均具有規則形狀的槽式花紋43(如圖中的431、432和433，本實施例中的槽式花紋均為葉輪形狀)，且左端面的槽式花紋432與右端面的槽式花紋433形成鏡像對稱。位于軸承內套42的外圓周面的槽式花紋431的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(432和433)的徑向輪廓線均形成一一對應并相互交接，即：外圓周面的槽式花紋431中的軸向高位線4311與左、右端面的槽式花紋(432和433)中的徑向高位線(4321和4331)均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋431中的軸向中位線4312與左、右端面的槽式花紋(432和433)中的徑向中位線(4322和4332)均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋431中的軸向低位線4313與左、右端面的槽式花紋(432和433)中的徑向低位線(4323和4333)均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接。

通過使軸承內套42的外圓周面和兩端面均具有規則形狀的槽式花紋(431、432和433)，左端面的槽式花紋432與右端面的槽式花紋433形成鏡像對稱及外圓周面的槽式花紋431的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(432和433)的徑向輪廓線均形成一一對應并相互交接，可保證兩端面的葉輪形狀的槽式花紋(432和433)所產生的增壓氣體從軸心沿徑向不斷地往外圓周面的槽式花紋431形成的凹槽通道里輸送，以致形成更強支撐高速運轉軸承所需的氣膜，而氣膜即作為動壓氣體徑向軸承的潤滑劑，因而可實現所述軸承4在氣浮狀態下的高速穩定運轉。

另外，當在軸承外套41的兩端分別設置止環44時，可實現在高速回轉軸的帶動下，使軸承內套42的兩端面與止環44間產生自密封作用，使槽式花紋連續產生的動壓氣體能完好地密閉保存在軸承的整個配合間隙中，以充分保證高速運轉的動壓氣體徑向軸承的潤滑需要。

結合圖10和圖11所示：所述的箔型彈性件45設置在軸承外套41與內套42之間，是采用波箔451和平箔452組成，所述波箔451的弧形凸起4511的頂端與平箔452相貼合，所述波箔451的波拱間過渡底邊4512與軸承外套41的內圓周壁相貼合。在軸承外套41的內圓周壁設有用于固定箔型彈性件45兩端的卡槽411，所述卡槽411與箔型彈性件45的數量相對應，且均沿軸承外套41的內圓周壁均勻分布。

如圖12所示：在與軸承內套42的外圓周面相配合的箔型彈性件45的配合面(即：構成箔型彈性件45的平箔452的內表面)上設有耐磨涂層453，以進一步降低高速運轉的軸承內套42對箔型彈性件45的磨損，延長軸承的使用壽命。

所述的箔型彈性件45與軸承內套42的配合間隙優選為0.003～0.008mm，以進一步確保軸承高速運轉的可靠性和穩定性。

如圖13所示：本實施例所述的中盤52夾設在兩個側盤51之間，所述中盤52的左端面設有規則形狀的槽式花紋521，右端面設有規則形狀的槽式花紋522。

結合圖14a和圖14b可見：所述中盤52的左端面的槽式花紋521與右端面的槽式花紋522之間形成鏡像對稱，左端面的槽式花紋521的徑向輪廓線與右端面的槽式花紋522的徑向輪廓線形成一一對應。

所述的槽式花紋521與522的形狀相同，本實施例中均為葉輪形狀。

進一步結合圖15a和圖15b可見：所述箔型彈性件53固定在對應側盤51的內端面上(例如圖15a所示的固定有箔型彈性件53a的左側盤511和圖15b所示的固定有箔型彈性件53b的右側盤512)，且固定在左側盤511上的箔型彈性件53a與固定在右側盤512上的箔型彈性件53b形成鏡像對稱。在每個側盤上的箔型彈性件可為多個(圖中示出的是4個)，且沿側盤的內端面均勻分布。

通過在側盤51與中盤52之間設置箔型彈性件53，在中盤52的左、右端面設置規則形狀的槽式花紋(521和522)，且使左端面的槽式花紋521與右端面的槽式花紋522形成鏡像對稱，從而得到了既具有槽式動壓氣體止推軸承的高極限轉速的剛性特征、又具有箔片式動壓氣體止推軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動壓氣體止推軸承；因為箔型彈性件53與中盤52間形成了楔形空間，當中盤52轉動時，氣體因其自身的粘性作用被帶動并被壓縮到楔形空間內，從而可使軸向動壓力得到顯著增強，相對于現有的單純箔片式動壓氣體止推軸承，可具有在相同載荷下成倍增加的極限轉速；同時，由于增加了箔型彈性件53，在其彈性作用下，還可使軸承的載荷能力、抗沖擊能力和抑制軸渦動的能力顯著提高，相對于現有的單純槽式動壓氣體止推軸承，可具有在相同轉速下成倍增加的抗沖擊能力和載荷能力。

為進一步降低高速運轉的中盤52對箔型彈性件53的磨損，以延長軸承的使用壽命，最好在與中盤52相配合的箔型彈性件53的配合面上設置耐磨涂層(圖中未示出)。

如圖16和圖17所示：本實施例中所述的箔型彈性件45/53均由波箔451/531和平箔452/532組成，所述波箔451/531的弧形凸起4511/5311的頂端與平箔452/532相貼合。

實施例2

如圖18所示，本實施例所述的箔型彈性件45由波箔451和平箔452組成，所述波箔451的弧形凸起4511的頂端與軸承外套41的內圓周壁相貼合，所述波箔451的波拱間過渡底邊4512與平箔452相貼合。

圖19所示為所述波箔451的結構示意圖。

實施例3

如圖20所示，本實施例所述的箔型彈性件45由兩個平箔452組成。

實施例4

結合圖21a、21b、22至26所示可見，本實施例提供的一種混合式動壓氣體止推軸承與實施例1的區別僅在于：

在所述中盤52的外圓周面也設有槽式花紋523，且外圓周面的槽式花紋523的形狀與左、右端面的槽式花紋(521和522)的形狀相同(本實施例中也均為葉輪形狀)，以及外圓周面的槽式花紋523的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(521和522)的徑向輪廓線均形成一一對應并相互交接；即：

外圓周面的槽式花紋523中的軸向高位線5231與左端面的槽式花紋521中的徑向高位線5211均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向中位線5232與左端面的槽式花紋521中的徑向中位線5212均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向低位線5233與左端面的槽式花紋521中的徑向低位線5213均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接(如圖24所示)；

外圓周面的槽式花紋523中的軸向高位線5231與右端面的槽式花紋522中的徑向高位線5221均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向中位線5232與右端面的槽式花紋522中的徑向中位線5222均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向低位線5233與右端面的槽式花紋522中的徑向低位線5223均相對應、并在端面圓周倒角前相互交接(如圖26所示)。

當在所述中盤52的外圓周面也設有槽式花紋，且使外圓周面的槽式花紋523的形狀與左、右端面的槽式花紋(521和522)的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋523的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(521和522)的徑向輪廓線均形成一一對應并相互交接時，可使內盤兩端面的槽式花紋(521和522)所產生的增壓氣體從軸心沿徑向不斷地往外圓周面的槽式花紋523形成的凹槽通道里輸送，以致形成更強支撐高速運轉軸承所需的氣膜，而氣膜即作為動壓氣體止推軸承的潤滑劑，因而可進一步確保所述的混合式動壓氣體止推軸承在氣浮狀態下的高速穩定運轉，為實現鼓風機的高極限轉速提供進一步保證。

在側盤51的內端面上設有用于固定箔型彈性件53的卡槽513(如圖22所示)。

所述的箔型彈性件53與中盤52的配合間隙優選為0.003～0.008mm，以進一步確保軸承高速運轉的可靠性和穩定性。

另外需要說明的是：本實用新型中所述的箔型彈性件45/53均優選經過表面熱處理，以更好地滿足高速運轉的性能要求；所述的箔型彈性件45/53的組成結構不限于上述實施例中所述，也可采用其它的現有結構。

經測試，本實用新型提供的軸承在氣浮狀態下能達到100,000～450,000rpm的極限轉速，因此針對相同功率要求，本實用新型可使鼓風機的體積顯著減小實現微型化，對促進微型化高新技術的發展具有重要價值。