CN200975361Y - 改进的风扇轴承结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种改进的风扇轴承结构，利用在转动风扇的轴承及配置在该轴承内的旋转轴，其中该轴承与旋转轴的接触内周缘形成不同截面积的第一气室及第二气室，并在该第一气室内置入油膜张力大于第二气室的内静压的润滑剂，以便该旋转轴装设在轴承中时以第一、二气室内静压及润滑剂油膜张力形成定位，并且该旋转轴在受力转动状态下，以第一气室与第二气室的压力差通过白努利定理使润滑剂向第二气室推挤形成油膜而使得旋转轴实体以油膜支撑旋转而不接触轴承达成低磨擦损耗的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进的风扇轴承结构，特别是用于承载润滑风扇转轴的轴承结构。
背景技术
轴承用来支撑轴的重量，并引导轴的运动的机件，轴以轴承支持的部分称为轴颈。轴颈与轴承之间的磨擦，会使大量的动力损失以及损坏轴承，因此，探讨轴承时，必须考虑减少摩擦的方法，而且凡是轴心产生的应力，都由轴承来承当，因此需要具有足够的强度以及充分的润滑。
轴承的种类繁多，常见的主要分为滚珠轴承、液态轴承与陶瓷轴承，最常见的就是滚珠轴承，它是利用8到12颗钢珠来支撑马达的重量，也就是说，它一转动就会产生金属表面的磨擦，钢珠在转动的时候就会产生磨损(run out)。这种特性随着马达转速的越来越高，造成滚珠轴承用途上的瓶颈。
液态轴承与滚珠轴承的最大差别，在于液态轴承使用油膜取代传统的钢珠，如第一图所示，套筒3中的传统轴承11内缘附着一层油膜，使旋转轴1能转动顺畅，对另一端的扇叶4作功，而理想的液态轴承是以油膜支撑旋转轴1，不直接接触轴承，也就是说理想的液态轴承在转动时并不会出现金属接触，理论上就不会有磨损的问题，所以液态轴承较滚珠轴承具有吸收震动、磨损低等优点，但为了达到液态轴承理想的“无磨损”状态，仍需不断改良其润滑剂的存放与润滑的机制；先前的液态轴承实用新型如中国台湾公告第505208号的“含油轴承结构改良”，其技术手段是改良为该轴承具有一中空的容室，而该容室置放一块吸油棉吸满润滑油，以提供转轴的润滑，该实用新型的中央具有良好的润滑，但轴承两端与转轴的接触面润滑效果明显降低；类似的实用新型又如中国台湾公告第350495号的“储油轴承结构”，是在轴承、套筒及套筒的卡闩间形成一储油空间，从而容纳较多的润滑油，并时常补充，虽然油量足够，却并没有可确保润滑油均衡散布的机制，可能将造成磨损不均衡，长时间进而造成轴承和轴心之间的接触面磨损，不仅会减低运转功效以及发出噪音，久而久之也会使轴承磨损过大而失去其功能，寿命因此缩短许多而减少寿命，制造成本也随之水涨船高；因此，如何确保轴承具有足够、均衡的润滑即成为设计轴承最重要的课题。
实用新型内容
因此，本实用新型最重要的目的在于，使润滑剂均衡地分布到轴承上，减少与旋转轴的磨损，使噪音与震动降到最低。
本实用新型的改进的风扇轴承结构，在于该轴承内周缘切削至少两条第一气室，而第一气室末端到该轴承下缘与旋转轴的间隙形成第二气室，该第一气室的截面积大于第二气室的截面积，利用白努利方程式所述：压力、动能与位能的总和为定值的物理定律，使该轴承在旋转时的空气流速差异造成压力差，将存放在第一气室中的润滑剂推挤到第二气室；并且第一气室利用一凹槽与一外气室相通，使该轴承在低速旋转时也可借助于大气压力将润滑剂推挤到第二气室。
附图说明
图1为传统实施例的分解示意图。
图2为本实用新型实施例的分解示意图。
图3为本实用新型实施例的剖面图。
图4为本实用新型实施例的轴承俯视图。
图5为本实用新型实施例的轴承仰视图。
图6为本实用新型另一实施例的分解示意图。
图7为本实用新型另一实施例的剖面图。
具体实施方式
请参阅图2至图5，本实用新型是一种改进的风扇轴承结构，用于帮助旋转轴1在转动时减少摩擦，使旋转轴1作功效率更高，本实用新型包括有一轴承2与一配置在该轴承2内的旋转轴1，该旋转轴1的一端接设有一扇叶4，另一端则与该轴承2结合，其中该轴承2与旋转轴1的接触内周缘形成至少二个不同截面积的第一气室21及第二气室22，其中该第一气室21由内周缘自端面向内延伸但未连通到另一端面的第一剖沟210形成，该第一气室21由均分内周缘角度的多组第一剖沟210构成，该第二气室22则以该旋转轴1与该轴承2的预留装设裕度间隙形成，本实用新型另外将该轴承2装设于一套筒3中，利用该套筒3封闭较大截面积的第一气室21，并且至少在该第一气室21内置入油膜张力大于第二气室22内静压的润滑剂5，以使得该旋转轴1装设到轴承2时以第一气室21与第二气室22的内静压及润滑剂5的油膜张力形成定位，并且旋转轴1与第二气室22间以及轴承2与套筒3之间形成气闭状态，使润滑剂5因大气压力而无法向外流动，形成自然的油封，避免润滑剂5流失。
依据本实用新型，主要利用白努利方程式所述：压力、动能与位能的总和为定值，而动能与流速的二次方成正比，当流经气室的流速愈小，产生的压力愈大的压力差原理，因此，通过本实用新型的轴承2与旋转轴1之间所形成不同大小截面积的第一、二气室21、22，让该旋转轴1在受力转动状态下，由于第一气室21的截面积大于第二气室22，使流经第一气室21的流速较慢，造成第一气室21的压力大于第二气室22，以第一气室21与第二气室22的压力差迫使润滑剂5向第二气室22由切线面推挤形成油膜尖点而使得旋转轴1实体以具有极大张力的油膜支撑旋转但不接触轴承2，而且该旋转轴1延伸接触到该套筒3底部，并且在该套筒3底部设有一耐磨材料制成的耐磨片31，在旋转轴1转动时则仅有旋转轴1端部以点接触型态与耐磨片31直接接触，由此达成低磨擦损耗的目的。
此外，本实用新型更考虑到旋转轴1在低速运转状态下，以及在初始定位状态下，由于实体流速尚未完全提升而可能造成油膜尚未完全产生，这样的情况将可能导致旋转轴1首先激活，将会与轴承2接触而造成磨损，因此，本实用新型在该轴承2外周缘与该套筒3之间隙形成出第三气室24，或者在该轴承2的外周缘设有多组第二剖沟240以补强第三气室24与第一气室21的压力差，并且该等多组第二剖沟240也均分该轴承2的外周缘角度，第三气室24与该第一气室21凭借多个凹槽23成为连通状态，通过第三气室24连通到外部，从而可借助于外部大气压力差来补强旋转轴1初始运转的油膜产生，并可有效地协助稳固定位效果。
本实用新型并不限定用于补强第三气室24与第一气室21压力差的第二剖沟240必须设在该轴承2的外周缘，只要能达成外界空气与第一气室21连通的目的，也可设在扇叶4或套筒3上；请参阅图6与图7，另一实施例将补强第三气室24与第一气室21的压力差的多组第三剖沟32设在该套筒3的内周缘，利用该套筒3的多组第三剖沟32达到同样以大气压力推挤润滑剂5的功效，使该旋转轴1与轴承2具有良好的润滑效果。
为突显本实用新型的进步性，兹列举本实用新型的优点如下：
1.利用压力差推挤润滑剂5，使润滑剂5分布均匀。
2.润滑剂5的油膜均衡分节于第二气室22，使旋转轴1几乎未与轴承2接触而不产生磨损。
3.因旋转轴1与第二气室22间以及轴承2与套筒3间形成气闭状态，使润滑剂5因大气压力而无法向外流动，形成自然的油封，避免润滑剂5流失，并在运转时产生更大的油膜压力来保护轴承2。
4.结构比先前的实用新型简单，节省成本，且易于快速生产。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制实用新型。在上述实施例中，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改进的风扇轴承结构，包括有：
轴承(2)；
配置在所述轴承(2)内的旋转轴(1)；
其特征在于，所述轴承(2)与旋转轴(1)的接触内周缘形成至少二个不同截面积的第一气室(21)及第二气室(22)，且在轴承(2)上设有套筒(3)以封闭较大截面积的第一气室(21)，并至少在所述第一气室(21)内置入油膜张力大于第二气室(22)内的静压的润滑剂(5)，使得所述旋转轴(1)装设在轴承(2)中时，以第一、二气室(21、22)内的静压及润滑剂(5)的油膜张力形成定位，并且所述旋转轴(1)在受力转动状态下，以第一气室(21)与第二气室(22)的压力差使润滑剂(5)向第二气室(22)推挤形成油膜而使旋转轴(1)实体以油膜支撑旋转而不接触轴承(2)，达成低磨擦损耗的目的。
2.根据权利要求1所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述第二气室(22)以所述旋转轴(1)与所述轴承(2)的预留的装设裕度间隙来形成。
3.根据权利要求1所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述第一气室(21)由所述轴承(2)内周缘由端面向内以第一剖沟(210)但未连通到另一端面来形成。
4.根据权利要求3所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述第一气室(21)以均分内周缘角度的多组第一剖沟(210)构成。
5.根据权利要求1所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于所述轴承(2)外周缘与所述套筒(3)的间隙形成第三气室(24)，并且所述轴承(2)上设有凹槽(23)使所述第三气室(24)与所述第一气室(21)为连通状态。
6.根据权利要求5所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述轴承(2)外周缘设有第二剖沟(240)以补强第三气室(24)与第一气室(21)的压力差。
7.根据权利要求6所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述第三气室(24)由均分轴承(2)外周缘角度的多组第二剖沟(240)构成。
8.根据权利要求5所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述套筒(3)内周缘设有第三剖沟(32)以补强第三气室(24)与第一气室(21)的压力差。
9.根据权利要求8所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述第三气室(24)由均分套筒(3)内周缘角度的多组第三剖沟(32)构成。
10.根据权利要求1所述的改进的风扇轴承结构，其特征在于，所述旋转轴(1)延伸接触所述套筒(3)底部，而且在所述套筒(3)底部设有耐磨材料制成的耐磨片(31)。
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| CN105090091A (zh) * | 2014-05-22 | 2015-11-25 | 台达电子工业股份有限公司 | 马达 |
| CN105134642A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-09 | 联想(北京)有限公司 | 轴承、风扇及旋转设备 |
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