CN103775512B - 用于流体机械的轴承座结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于流体机械的轴承座结构及其制作方法，流体机械包含传动轴及轴承，此轴承座结构包括轴承座本体及支撑环，轴承座本体具有容置空间及形成在容置空间周缘的内环壁；支撑环固定于内环壁，支撑环及轴承座本体均为金属材料所构成，并支撑环的比重大于轴承座本体的比重，传动轴穿置在容置空间，轴承夹挚在支撑环及传动轴之间。藉此，轴承座本体可采用比重较轻的材质，进而降低轴承座本体的重量，使组装后的流体机械整体重量减轻，达到方便搬运的特点，并使搭载有此流体机械的运输工具还可提升整体的能源效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体机械的元件，尤其涉及一种用于流体机械的轴承座结构及其制作方法。
背景技术
常见的流体机械依功能区分，可分为压缩机、风扇、鼓风机、真空泵、液体泵、膨胀机等类别；而依工作原理区分，可分为离心式、轴流式、螺旋式、往复式与涡卷式等型式。
其中，某些类型的流体机械，其机体内包含马达直接驱动或马达经由皮带轮或齿轮等驱动的传动轴，使传动轴进行转动，并传动轴又连接活塞、螺旋转子、叶轮或绕动涡卷等运动件，进而再带动活塞、螺旋转子、叶轮或绕动涡卷等活运动，以达到使流体压力上升的功能。反之，也可利用流体驱动活塞、螺旋转子、叶轮或绕动涡卷等运动，进而带动传动轴转动，传动轴可直接驱动发电机，或经由皮带或齿轮等驱动发电机，达到利用流体进行发电的功能。
然而，流体机械为支承传动轴，其机体会设有轴承座，使传动轴穿置于轴承座，并在传动轴及轴承座之间夹挚轴承，以方便传动轴稳定转动。但是，为让轴承座结构具有高强度、高刚性及热膨胀系数小的特点，轴承座结构通常会用钢材或铸铁所构成，相对来说就有重量沉重的缺点，导致组装后的流体机械因重量增加不易搬运。尤其流体机械如为车辆、船只或飞机等运输工具使用，更会造成运输工具增加能源消耗的缺点。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种用于流体机械的轴承座结构及其制作方法，其是利用支撑环固定于内环壁，并支撑环的比重大于轴承座本体的比重，使轴承座本体可采用比重较轻的材质，进而降低轴承座本体的重量，使组装后的流体机械整体重量减轻，达到方便搬运的特点，并使搭载有此流体机械的运输工具更可提升整体的能源效率。
为了达成上述的目的，本发明提供一种用于流体机械的轴承座结构，所述流体机械包含一传动轴及至少一轴承，该轴承座结构包括：
一轴承座本体，具有一容置空间及形成在该容置空间周缘的一内环壁；以及
至少一支撑环，固定于该内环壁，该支撑环及该轴承座本体均为金属材料所构成，并该支撑环的比重大于该轴承座本体的比重，所述传动轴穿置在该容置空间，所述轴承夹挚在该支撑环及所述传动轴之间。
为了达成上述的目的，本发明还提供一种用于流体机械的轴承座结构的制作方法，其步骤包括：
a)提供一模具，该模具具有一模穴，将该支撑环设置在该模穴内部；以及
b)提供一金属熔融液，该金属熔融液的熔点低于该支撑环的熔点，将该金属熔融液浇注入该模穴中，待该金属熔融液冷却固化，从而形成该轴承座本体并结合在该支撑环的外周缘。
本发明还具有以下功效：
本发明轴承座结构，其轴承座本体可用比重低于钢材或铸铁的金属所构成，并在轴承座本体和轴承接触的内环壁固定有支撑环2，此支撑环的刚性大于轴承座本体的刚性，支撑环的强度大于轴承座本体的强度，使轴承座本体的重量降低，又利用支撑环加强轴承座本体局部的刚性及强度，让组装后的流体机械重量减轻，达到方便搬运，并使搭载有此流体机械的运输工具更可提升整体的能源效率。
另外，流体机械的壳体也为铝合金等比重较轻的材质所构成，此时轴承座本体也可采用与壳体相同为铝合金等比重较轻的材质所构成，使得壳体及轴承座本体能够一体制成，可减少加工与组装造成的活塞、螺旋转子、叶轮或动涡卷等对心与累积公差的问题。
再者，本发明轴承座结构的制作方法，其轴承座本体及支撑环是利用浇铸方式结合为一体，可避免加工或组装之间的公差问题，进而提升轴承座本体及支撑环组装后的结构强度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1本发明轴承座结构的组合示意图；
图2本发明轴承座结构制作方法的步骤流程图；
图3本发明轴承座结构的立体组合图；
图4本发明轴承座结构的剖视示意图；
图5本发明轴承座结构的使用状态示意图。
其中，附图标记
100…流体机械
101…传动轴
102…轴承
10…轴承座结构
1…轴承座本体
11…容置空间
12…内环壁
121…凹陷部
13…开口
14…环槽
2…支撑环
步骤a~步骤b
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，将配合附图说明如下，然而所附的附图仅作为说明用途，并非用于局限本发明。
请参考图1至图5所示，所附的附图是以一涡卷式压缩机为例，但流体机械的型式不以此为限，本发明提供一种用于流体机械的轴承座结构及其制作方法，流体机械100包含一传动轴101及至少一轴承102，此轴承座结构10主要包括一轴承座本体1及至少一支撑环2。
轴承座本体1为一中空体，使轴承座本体1具有一容置空间11及形成在容置空间11周缘的一内环壁12。
支撑环2的数量可为一或多个，支撑环2固定于内环壁12，支撑环2及轴承座本体1均为金属材料所构成，并支撑环2的比重大于轴承座本体1的比重，传动轴101穿置在容置空间11，轴承102夹挚在支撑环2及传动轴101之间；详细说明如下，内环壁12设有数量和支撑环2相等的一凹陷部121，支撑环2嵌入凹陷部121，并支撑环2的外径与凹陷部121的内径紧密结合，其中，本实施例的支撑环2和凹陷部121的数量均为二，轴承座本体1两端具有二开口13，并自各开口13及内环壁12开设一环槽14，各环槽14形成各凹陷部121。
另外，支撑环的熔点高于轴承座本体的熔点，并轴承座本体1是以浇铸方式成型并紧密结合在支撑环2的外周缘，且支撑环2的刚性大于轴承座本体1的刚性，支撑环2的强度大于轴承座本体1的强度；其最佳实施例如下，支撑环2为钢材或铸铁所构成，轴承座本体1为铝合金或镁合金所构成。其中，刚性（Stiffness）为施力与所产生变形量的比值，表示材料或结构抵抗变形的能力；强度（Strength）为外力作用下，材料抵抗永久变形和破坏的能力；简单来说，刚性是材料受力因而变形的程度，强度是材料在多大的受力才会破裂。
本发明轴承座结构的组合，其是利用轴承座本体1具有容置空间11及形成在容置空间11周缘的内环壁12；支撑环2固定于内环壁12，支撑环2及轴承座本体1均为金属材料所构成，并支撑环2的比重大于轴承座本体1的比重，传动轴101穿置在容置空间11，轴承102夹挚在支撑环2及传动轴101之间；另外，支撑环2的刚性大于轴承座本体1的刚性，支撑环2的强度大于轴承座本体1的强度。藉此，相较现有的轴承座用比重重的钢材或铸铁所构成，本发明轴承座本体1可用比重低于钢材或铸铁的金属所构成，并在轴承座本体1和轴承102接触的内环壁12固定有支撑环2，此支撑环2的刚性大于轴承座本体1的刚性，支撑环2的强度大于轴承座本体1的强度，使轴承座本体1的重量降低，又利用支撑环2加强轴承座本体1局部的刚性及强度，让组装后的流体机械100重量减轻，达到方便搬运，并使搭载有此流体机械100的运输工具更可提升整体的能源效率。
另外，流体机械100的壳体也为铝合金等比重较轻的材质所构成，此时轴承座本体也可采用与壳体相同为铝合金等比重较轻的材质所构成，使得壳体及轴承座本体1能够一体制成，可减少加工与组装造成的活塞、螺旋转子、叶轮或动涡卷等对心与累积公差的问题。
本发明轴承座结构的使用状态，如图5所示，其中，传动轴101穿置在容置空间11，轴承102夹挚在支撑环2及传动轴101之间，使传动轴101与轴承102给予的施力集中在支撑环2上，因此支撑环2为高强度、高刚性及热膨胀系数小的钢材或铸铁等材质所构成时，轴承座本体1即可用强度及刚性次等的铝合金或镁合金等材质所构成，进而降低轴承座本体1重量；又，轴承座本体1是以浇铸方式成型并紧密结合在支撑环2的外周缘，使两者具有结合稳固的效果，故本发明轴承座结构10结构强度稳固且重量轻，可达到支承传动轴101的功能。
请参考图2所示，是一种制备如上所述的用于流体机械的轴承座结构制作方法的步骤，再参考图3所示，其详细说明如下：首先，a步骤中提供一模具（图中未示），模具具有一模穴，将支撑环2设置在模穴内部；最后，b步骤中提供一金属熔融液（图中未示），金属熔融液的熔点低于支撑环2的熔点，将金属熔融液浇注入模穴中，待金属熔融液冷却固化，从而形成轴承座本体1并紧密结合在支撑环2的外周缘。其中，此金属熔融液的熔点低于支撑环2的熔点，即最佳实施例支撑环2为钢材或铸铁所构成，金属熔融液则为铝合金熔融液或镁合金熔融液。藉此，轴承座本体1及支撑环2是利用浇铸方式结合为一体，可避免加工或组装之间的公差问题，进而提升轴承座本体1及支撑环2组装后的结构强度。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于流体机械的轴承座结构，所述流体机械包含一传动轴及至少一轴承，其特征在于，该轴承座结构包括：
一轴承座本体，具有一容置空间及形成在该容置空间周缘的一内环壁；以及
至少一支撑环，固定于该内环壁，该支撑环及该轴承座本体均为金属材料所构成，并该支撑环的比重大于该轴承座本体的比重，该支撑环的熔点高于该轴承座本体的熔点，并该轴承座本体以浇铸方式成型并结合在该支撑环的外周缘，所述传动轴穿置在该容置空间，所述轴承夹挚在该支撑环及所述传动轴之间。
2.根据权利要求1所述的用于流体机械的轴承座结构，其特征在于，该内环壁设有至少一凹陷部，该支撑环嵌入该凹陷部。
3.根据权利要求2所述的用于流体机械的轴承座结构，其特征在于，支撑环和凹陷部的数量均为两个，该轴承座本体两端具有两个开口，并自各该开口及该内环壁开设一环槽，各该环槽形成各该凹陷部。
4.根据权利要求1所述的用于流体机械的轴承座结构，其特征在于，该支撑环的刚性大于该轴承座本体的刚性。
5.根据权利要求1所述的用于流体机械的轴承座结构，其特征在于，该支撑环的强度大于该轴承座本体的强度。
6.根据权利要求1所述的用于流体机械的轴承座结构，其特征在于，该支撑环为钢材或铸铁所构成。
7.根据权利要求1所述的用于流体机械的轴承座结构，其特征在于，该轴承座本体为铝合金或镁合金所构成。
8.一种制备如权利要求1至7中任意一项所述的用于流体机械的轴承座结构的制作方法，其特征在于，步骤包括：
a)提供一模具，该模具具有一模穴，将该支撑环设置在该模穴内部；以及
b)提供一金属熔融液，该金属熔融液的熔点低于该支撑环的熔点，将该金属熔融液浇注入该模穴中，待该金属熔融液冷却固化，从而形成该轴承座本体并结合在该支撑环的外周缘。
9.根据权利要求8所述的用于流体机械的轴承座结构的制作方法，其特征在于，该金属熔融液为铝合金熔融液或镁合金熔融液。
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