CN104314859B - 一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法，包括：轴承座、叶轮、滚珠轴承、调整垫片、外卡环、蜗壳、电机前端盖、电机轴。叶轮轮毂固定在一个滚珠轴承上，叶轮轮毂穿过轴承内圈后在轮毂底部开设卡环槽，槽内嵌有一个外卡环，卡环与滚珠轴承内圈一侧端面紧贴，从而实现通过卡环对叶轮的轴向限位。滚珠轴承安装于轴承座内，轴承外圈一侧端面通过电机前端盖压合固定在轴承座内。轴承外圈另一侧端面与轴承座底面之间叠压有调整垫片，通过增减调整垫片的数量可以决定滚珠轴承的轴向位置，从而达到调整叶轮轴向定位的目的。叶轮轮毂中心开设异形轴孔并与电机轴采用间隙配合，以达到一方面叶轮并不固定于电机轴，另一方面电机轴输出扭矩作用于叶轮的目的。实现了对在小空间内叶轮的精确定位，确保叶轮的安装精度，提高微型旋转机械泵的效率。

Description

一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法

技术领域

本发明涉及一种微型旋转机械泵领域，特别涉及一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法。

背景技术

微型泵作为输送微量流体的动力源，在微流控系统、微电子散热系统等领域得到了广泛的重视与应用。作为微型泵的一种，微型旋转机械泵具有可提供连续的工质、工作可靠性高以及调控范围大等优点，因而在微型泵的研究中备受关注。叶轮是微型旋转机械泵的重要水力部件，工质通过叶轮在蜗壳中的旋转作用后产生泵功，由于微型旋转机械泵转速高、尺寸小，使得泵的水力特性对叶轮定位特别敏感，因而导致对叶轮在蜗壳中有特别高的定位要求，通常要求叶轮的定位偏差不大于0.1mm。叶轮的装配偏差过大一方面在叶轮与蜗壳间产生过大的叶轮间隙导致过量的溶剂损伤，另一方面可能会导致叶轮与蜗壳的摩擦干涉，降低微型旋转机械泵的效率，增大微型旋转机械泵运行时的噪声，还会带来叶轮的损坏，使微型泵的运行稳定性下降，因而极大地降低微型旋转机械泵的使用寿命。鉴于此，对微型旋转机械泵的叶轮定位是整泵性能达到设计要求的重要保障。

目前，对旋转机械泵的叶轮定位方式主要采用将叶轮轮毂固定于电机轴，因此叶轮表现为与电机轴随动，通过对电机轴的定位来达到对叶轮定位的目的。这样的定位方式在微型机械泵的叶轮定位中缺点较为明显：

1、安装固定难度大，由于电机轴直径小，给安装位加工造成很大难度。同时安装空间小，给精确安装紧固造成挑战；

2、定位精度低，主要误差包括：一、叶轮在电机轴上的轴向定位误差。由于叶轮的定位精度是相对于蜗壳腔室内的轴向定位而言的，而将叶轮固定于电机轴则意味着选取电机轴为相对定位坐标系从而产生二次定位误差；二、电机轴的轴向窜动量。对于微型电机，尤其是使用滑动轴承的微型电机，电机轴的轴向窜动量较难保证在≤0.1mm的尺寸精度，因而更无法确保叶轮的轴向定位精度。

3、随着微型泵工作时间增加，电机轴可能会出现轴向配合的松动，导致配合偏差增大，从而失去定位叶轮的作用。

叶轮定位的偏差会使微型泵的水力性能和工作稳定性急剧下降，甚至损伤叶轮，降低整泵的使用寿命。

发明内容

鉴于避免上述现有定位方式的不足，本发明提出的一种叶轮定位方法，它在给叶轮提供精确定位的同时可以降低装配难度，提高微型机械泵的可靠性。

具体技术方案是，一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法，其特征在于：包括叶轮、蜗壳、电机前端盖、电机轴、电机，还包括轴承座、滚珠轴承、调整垫片、外卡环，叶轮轮毂一端靠近叶片底部位置设有阶梯台，叶轮轮毂压合装配在滚珠轴承内圈，并使滚珠轴承内圈侧端面与阶梯台端面相平，叶轮轮毂穿过滚珠轴承内圈后在轮毂底部开设卡环槽，槽内嵌有一个外卡环，外卡环与滚珠轴承内圈一侧端面紧贴，轴承外圈一侧端面通过电机前端盖压合固定在轴承座内；滚珠轴承外圈另一侧端面与轴承座内底面之间叠压有数片调整垫片，盖合蜗壳并用螺栓与电机前端盖固紧，轴承座的两侧端面分别与蜗壳及电机前端盖的端面相配合，轴承座与蜗壳压合构成内部空腔作为压水室，叶轮上的叶片置放于压水室中。

所述叶轮的轮毂轴孔为异形轴孔并与同形状的异形电机轴采用间隙配合，从而实现叶轮并不固定于电机轴上，但电机轴输出扭矩又作用于叶轮上。

本发明的技术效果是能方便、快速、有效地控制叶轮的轴向定位精度且精度高、运转稳定性高、易装配、便于叶轮拆卸与维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的叶轮结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，轴承座1的上下底端面分别与蜗壳5及电机前端盖8相配合定位。轴承座1与蜗壳5压合构成内部空腔作为压水室，叶轮4上的叶片置放于压水室中旋转产生泵功，叶片上下边缘距离压水室端面的间隙量本例不超过0.2mm。叶轮4轮毂一端靠近叶片底部位置设有阶梯台，叶轮4轮毂装配在滚珠滚珠轴承2内圈，并使滚珠轴承2内圈一侧端面与阶梯台4a端面压合，叶轮4轮毂穿过滚珠轴承2内圈后在轮毂底部开设卡环槽，槽内嵌有一个外卡环7，外卡环7与滚珠轴承2内圈一侧端面紧贴，从而实现通过外卡环7对叶轮4的轴向限位。滚珠轴承2安装于轴承座1内，滚珠轴承2外圈一侧端面通过电机前端盖8压合固定在轴承座1内。滚珠轴承2外圈另一侧端面与轴承座1内底面之间叠压有数片调整垫片3，通过增减调整垫片的数量可以决定滚珠轴承2的轴向位置，从而达到调整叶轮4轴向定位的目的。叶轮4轮毂中心开设异形轴孔并与同形状异形电机轴6采用间隙配合，以达到一方面叶轮4并不固定于电机轴6，另一方面电机轴6输出扭矩作用于叶轮4的目的。

整泵装配时先将滚珠轴承2装配入轴承座1轴承孔中，并与轴承座1的底面贴合，叶轮4轮毂穿过轴承基座1中心孔以及滚珠轴承2内圈，并使叶轮4轮毂阶梯台端面与内圈端面贴合，最后将外卡环7嵌入轮毂上的卡环槽内。使用厚度尺测量叶轮4叶片与轴承底座端面间的间隙值，然后将叶轮4与滚珠轴承2拆卸，在轴承孔中放入相应厚度的调整垫片3用以补偿叶尖间隙量。依照前述步骤依次重新装入滚珠轴承2、叶轮4、外卡环7，从而完成叶轮4轴向定位的调整控制。本例中叶轮4轮毂轴心位置开设D形异形孔，与电机轴6的D型轴端间隙配合。将叶轮4套入电机轴6，并使轴承座1外端面贴合电机前端盖8的前端面。最后盖合蜗壳5并用螺栓与电机端盖8紧固。

采取此种叶轮定位方法的优点是

1、采用调整垫片能方便、快速、有效地控制叶轮的轴向定位精度。

2、叶轮与电机的轴之间可采用间隙配合，可以避免运行过程中电机轴的轴向窜动对叶轮的轴向定位造成影响，保证了运转稳定性。同时减少了电机轴轴向负荷。

3、本定位方法降低了装配的难度，而且便于叶轮拆卸与维护。

由于轴承座是围成蜗壳腔室的组件之一，因此将叶轮固定在轴承座意味着以蜗壳为定位坐标系，从而没有二次定位误差。

Claims (2)

1.一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法，其特征在于：包括叶轮（4）、蜗壳（5）、电机前端盖（8）、电机轴（6）、电机（9），还包括轴承座（1）、滚珠轴承（2）、调整垫片（3）、外卡环（7），叶轮（4）轮毂一端靠近叶片底部位置设有阶梯台（4a），叶轮（4）轮毂压合装配在滚珠轴承（2）内圈，并使滚珠轴承（2）内圈侧端面与阶梯台端面相平，叶轮（4）轮毂穿过滚珠轴承（2）内圈后在轮毂底部开设卡环槽，槽内嵌有一个外卡环（7），外卡环（7）与滚珠轴承（2）内圈一侧端面紧贴，轴承（2）外圈一侧端面通过电机前端盖（8）压合固定在轴承座（1）内；滚珠轴承（2）外圈另一侧端面与轴承座（1）内底面之间叠压有数片调整垫片（3），盖合蜗壳（5）并用螺栓与电机前端盖（8）固紧，轴承座（1）的两侧端面分别与蜗壳（5）及电机前端盖（8）的端面相配合，轴承座（1）与蜗壳（5）压合构成内部空腔作为压水室，叶轮（4）上的叶片置放于压水室中。

2.如权利要求1所述的一种微型旋转机械泵的叶轮定位方法，其特征在于：所述叶轮（4）的轮毂轴孔（4b）为异形轴孔并与同形状的异形电机轴（6）采用间隙配合，从而实现叶轮（4）并不固定于电机轴（6）上，但电机轴（6）输出扭矩又作用于叶轮（4）上。