主轴安装结构及分子泵的制作方法

1.本发明涉及泵设备技术领域，具体地，涉及一种主轴安装结构及分子泵。


背景技术：

2.现有小型分子泵一般为立式轴系结构，主轴两端使用机械轴承或永磁轴承进行支撑并与轴承座进行安装，永磁轴承由于受限于自身体积大小，无法将主轴安装结构小型化，导致分子泵的尺寸无法进一步减小，无法应用于小型、便携式仪器的抽真空。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种主轴安装结构及分子泵。
4.根据本发明提供的一种主轴安装结构，包括：轴承、轴承座、波形弹簧、调整垫片以及减振圈；
5.所述轴承设置在主轴的两端，所述轴承座上设置有第一安装凹槽，所述轴承位于所述第一安装凹槽内；
6.所述第一安装凹槽的内周侧壁上设置有第二安装凹槽，所述减振圈设置在所述第二安装凹槽内，所述减振圈用于在所述轴承的径向方向对所述轴承进行减振；
7.所述波形弹簧设置在所述第一安装凹槽的底部侧壁上，所述调整垫片设置在所述轴承和所述波形弹簧之间，所述波形弹簧用于限位所述主轴的轴向窜动。
8.优选的，还包括轴承锁止螺母，所述轴承锁止螺母设置在所述主轴上，所述轴承通过所述轴承锁止螺母固定在所述主轴上，所述轴承锁止螺母与所述轴承的旋向相反。
9.优选的，还包括油棉组件，所述油棉组件设置在所述轴承座内，所述油棉组件用于所述主轴在旋转过程中实现吸油和回油。
10.优选的，所述油棉组件包括大油棉、小油棉以及带尖油棉；
11.所述大油棉和所述带尖油棉设置在所述轴承的一侧，所述带尖油棉的尖部与所述轴承锁止螺母接触，所述轴承能够从所述大油棉和所述带尖油棉上吸油；
12.所述小油棉设置在所述轴承的另一侧，所述小油棉用于收集流过所述轴承的油；
13.所述轴承座内设置有导油柱，所述小油棉通过所述导油柱与所述大油棉、所述带尖油棉连接，所述小油棉通过所述导油柱将收集的油导回所述大油棉、所述带尖油棉。
14.优选的，所述减振圈为邵氏硬度在nbr60的耐油丁腈橡胶。
15.优选的，所述减振圈的压缩率为50％～65％。
16.优选的，所述轴承座的表面镀有镍层。
17.优选的，还包括外碳纤维管和内碳纤维管；
18.所述内碳纤维管设置在所述主轴上，所述主轴与所述内碳纤维管的内侧壁相连接；
19.所述外碳纤维管设置在所述主轴上，所述外碳纤维管的内侧壁与所述主轴的内部定位凸台相连接；
20.所述主轴通过所述轴承和所述轴承座安装在泵体内。
21.优选的，所述内碳纤维管和所述外碳纤维管过盈安装在所述主轴上。
22.本发明还提供一种分子泵，包括上述的主轴安装结构。
23.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
24.1、本发明使用了两侧对称的卧式轴系结构，使用微型超高速陶瓷球轴承和弹性减振环的结构形式，能够实现分子泵的进一步小型化，解决小型、便携式仪器的装机需求；
25.2、本发明使分子泵轴系结构小型化，从而使分子泵的结构紧凑，能够放置在小型、便携式仪器的内部，用于仪器的抽真空；
26.3、本发明采用精确计算的减振结构，分子泵正常工作时振动不平衡量小于0.1微米，并具有一定的抗冲击能力；
27.4、本发明使用可循环的油路系统，实现轴承长时间超高速运转。
附图说明
28.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
29.图1为主轴通过本发明的主轴安装结构安装在泵体上的结构示意图；
30.图2为图1的局部放大图；
31.图3为突出显示外碳纤维管、内碳纤维管的结构示意图。
32.图中示出：
33.轴承1
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大油棉701
34.轴承座2
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小油棉702
35.波形弹簧3
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带尖油棉703
36.调整垫片4
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主轴8
37.减振圈5
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外碳纤维管9
38.轴承锁止螺母6
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内碳纤维管10
39.油棉组件7
具体实施方式
40.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
41.实施例1：
42.如图1～3所示，本实施例提供一种主轴安装结构，包括：轴承1、轴承座2、波形弹簧3、调整垫片4以及减振圈5。
43.轴承1设置在主轴8的两端，轴承座2上设置有第一安装凹槽，轴承1位于第一安装凹槽内，第一安装凹槽的内周侧壁上设置有第二安装凹槽，减振圈5设置在第二安装凹槽内，减振圈5用于在轴承1的径向方向对轴承1进行减振，波形弹簧3设置在第一安装凹槽的底部侧壁上，调整垫片4设置在轴承1和波形弹簧3之间，波形弹簧3用于限位主轴8的轴向窜
动。轴承座2的表面镀有镍层。
44.减振圈5为邵氏硬度在nbr60的耐油丁腈橡胶。减振圈5的压缩率为50％～65％。
45.本实施例的主轴安装结构还包括轴承锁止螺母6，轴承锁止螺母6设置在主轴8上，轴承1通过轴承锁止螺母6固定在主轴8上，轴承锁止螺母6与轴承1的旋向相反。
46.本实施例的主轴安装结构还包括油棉组件7，油棉组件7设置在轴承座2内，油棉组件7用于主轴8在旋转过程中实现吸油和回油。
47.本实施例的主轴安装结构还包括外碳纤维管9和内碳纤维管10，内碳纤维管10设置在主轴8上，主轴8与内碳纤维管10的内侧壁相连接，外碳纤维管9设置在主轴8上，外碳纤维管9的内侧壁与主轴8的内部定位凸台相连接，主轴8通过轴承1和轴承座2安装在泵体内。
48.油棉组件7包括大油棉701、小油棉702以及带尖油棉703，大油棉701和带尖油棉703设置在轴承1的一侧，带尖油棉703的尖部与轴承锁止螺母6接触，轴承1能够从大油棉701和带尖油棉703上吸油，小油棉702设置在轴承1的另一侧，小油棉702用于收集流过轴承1的油，轴承座2内设置有导油柱，小油棉702通过导油柱与大油棉701、带尖油棉703连接，小油棉702通过导油柱将收集的油导回大油棉701、带尖油棉703。
49.内碳纤维管10和外碳纤维管9过盈安装在主轴8上。
50.本实施例还提供一种分子泵，包括上述的主轴安装结构。
51.实施例2：
52.本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
53.本实施例提供一种主轴安装结构，包括：轴承1、轴承座2、波形弹簧3、调整垫片4、减振圈5、轴承锁止螺母6、外碳纤维管9、内碳纤维管10以及油棉组件7。主轴为多翼型叶轮轴。
54.将外碳纤维管9、内碳纤维管10通过过盈安装的方式装入主轴8上，并要求保证全跳动公差小于0.02mm。电机转子使用胶接的方式安装在主轴8的左端，电机转子的外部再过盈安装一个保护套。一对深沟球轴承1分别有序安装在主轴8的两端，并使用旋向相反的一对轴承锁止螺母6进行固定。
55.一对轴承座2安装在内外螺旋级和内外螺旋级的外侧凹槽中，主轴8两端的轴承1安装在轴承座2内，通过套环的方式进行整体装配。轴承座2与轴承1之间会使用减振圈5对轴承1进行减振，且轴承座2上安装减振圈5的凹槽经过准确计算，保证减振圈5的压缩率控制在50％～65％。两轴承1的外侧有波形弹簧3对主轴8的轴向窜动进行限位，并提供一定的预压力，与减振圈5一并对主轴8进行减振。考虑到各零件的加工误差，为保证装配完成后主轴8在分子泵内部的轴向窜动量在一个固定值的公差范围内，在轴承1和轴承座2之间使用非金属的调整垫片4进行间隙的调整。
56.主轴8上还有四圈用于动平衡调试的螺纹孔，在主轴8完成部件装配后，使用专用的动平衡仪对其进行配平，最终获得9万rpm转速下小于0.1微米的不平衡量。主轴8本体为7075t651高强度铝合金材料，其两端镶套合金钢23，以提高两端的刚度和强度。
57.油棉组件7安装在轴承座2内，油棉组件7分大油棉701、小油棉702和带尖油棉703三款，两片大油棉701和一片带尖油棉703组合使用，带尖油棉703的尖部与轴承锁止螺母6接触，在主轴8开始旋转后可以从油棉组件7处吸油给轴承1进行润滑。小油棉702安装在轴承1的另一侧，流过轴承1的油会被小油棉702收集，并通过导油柱重新回到大油棉701处，实
现油路的循环。
58.本发明的结构设计使得分子泵的主轴安装、减振和润滑结构异常紧凑，从而能够实现小体积下的主轴高速旋转和轴承的有效润滑。
59.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
60.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种主轴安装结构，其特征在于，包括：轴承(1)、轴承座(2)、波形弹簧(3)、调整垫片(4)以及减振圈(5)；所述轴承(1)设置在主轴(8)的两端，所述轴承座(2)上设置有第一安装凹槽，所述轴承(1)位于所述第一安装凹槽内；所述第一安装凹槽的内周侧壁上设置有第二安装凹槽，所述减振圈(5)设置在所述第二安装凹槽内，所述减振圈(5)用于在所述轴承(1)的径向方向对所述轴承(1)进行减振；所述波形弹簧(3)设置在所述第一安装凹槽的底部侧壁上，所述调整垫片(4)设置在所述轴承(1)和所述波形弹簧(3)之间，所述波形弹簧(3)用于限位所述主轴(8)的轴向窜动。2.根据权利要求1所述的主轴安装结构，其特征在于，还包括轴承锁止螺母(6)，所述轴承锁止螺母(6)设置在所述主轴(8)上，所述轴承(1)通过所述轴承锁止螺母(6)固定在所述主轴(8)上，所述轴承锁止螺母(6)与所述轴承(1)的旋向相反。3.根据权利要求2所述的主轴安装结构，其特征在于，还包括油棉组件(7)，所述油棉组件(7)设置在所述轴承座(2)内，所述油棉组件(7)用于所述主轴(8)在旋转过程中实现吸油和回油。4.根据权利要求3所述的主轴安装结构，其特征在于，所述油棉组件(7)包括大油棉(701)、小油棉(702)以及带尖油棉(703)；所述大油棉(701)和所述带尖油棉(703)设置在所述轴承(1)的一侧，所述带尖油棉(703)的尖部与所述轴承锁止螺母(6)接触，所述轴承(1)能够从所述大油棉(701)和所述带尖油棉(703)上吸油；所述小油棉(702)设置在所述轴承(1)的另一侧，所述小油棉(702)用于收集流过所述轴承(1)的油；所述轴承座(2)内设置有导油柱，所述小油棉(702)通过所述导油柱与所述大油棉(701)、所述带尖油棉(703)连接，所述小油棉(702)通过所述导油柱将收集的油导回所述大油棉(701)、所述带尖油棉(703)。5.根据权利要求1所述的主轴安装结构，其特征在于，所述减振圈(5)为邵氏硬度在nbr60的耐油丁腈橡胶。6.根据权利要求5所述的主轴安装结构，其特征在于，所述减振圈(5)的压缩率为50％～65％。7.根据权利要求1所述的主轴安装结构，其特征在于，所述轴承座(2)的表面镀有镍层。8.根据权利要求1所述的主轴安装结构，其特征在于，还包括外碳纤维管(9)和内碳纤维管(10)；所述内碳纤维管(10)设置在所述主轴(8)上，所述主轴(8)与所述内碳纤维管(10)的内侧壁相连接；所述外碳纤维管(9)设置在所述主轴(8)上，所述外碳纤维管(9)的内侧壁与所述主轴(8)的内部定位凸台相连接；所述主轴(8)通过所述轴承(1)和所述轴承座(2)安装在泵体内。9.根据权利要求8所述的主轴安装结构，其特征在于，所述内碳纤维管(10)和所述外碳纤维管(9)过盈安装在所述主轴(8)上。10.一种分子泵，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的主轴安装结构。

技术总结
本发明提供了一种主轴安装结构及分子泵，包括：轴承、轴承座、波形弹簧、调整垫片以及减振圈；所述轴承设置在主轴的两端，所述轴承座上设置有第一安装凹槽，所述轴承位于所述第一安装凹槽内；所述第一安装凹槽的内周侧壁上设置有第二安装凹槽，所述减振圈设置在所述第二安装凹槽内，所述减振圈用于在所述轴承的径向方向对所述轴承进行减振；所述波形弹簧设置在所述第一安装凹槽的底部侧壁上，所述调整垫片设置在所述轴承和所述波形弹簧之间，所述波形弹簧用于限位所述主轴的轴向窜动。本发明的结构设计使得分子泵的主轴安装、减振和润滑结构异常紧凑，从而能够实现小体积下的主轴高速旋转和轴承的有效润滑。转和轴承的有效润滑。转和轴承的有效润滑。


技术研发人员：陈琦 黄涛 景加荣 张延顺 陈延龙
受保护的技术使用者：上海裕达实业有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/7/20