CN104912839B - 塑胶轴承及散热风扇和塑胶轴承的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑胶轴承及散热风扇和塑胶轴承的制作工艺，是针对解决现有同类塑胶轴承耐磨、润滑效果差，较难用于散热风扇的技术问题而设计。该轴承呈圆圈形；其要点是所述轴承采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加石墨烯，轴承两端的内外圈分别设有倒角，上述轴承亦可应用于现有同类的散热风扇中；轴承的具体制作工艺如下：以工程塑胶材料为原料，加入2%‑3%的石墨烯，再加入0.5%活性剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300‑425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250‑300℃，即可注塑出轴承。其适合作为塑胶轴承，以及散热风扇的轴承使用。

Description

塑胶轴承及散热风扇和塑胶轴承的制作工艺

技术领域

本发明涉及散热风扇和轴承，是一种塑胶轴承及散热风扇和塑胶轴承的制作工艺。

背景技术

目前，市场上销售的散热风扇种类、结构众多，有滚珠轴承、烧结含油轴承和陶瓷轴承等形式，在风扇的长期运转中均会因为直接或间接摩擦而产生摩擦声，并且随着时间延长后这种声音会越来越大，严重影响了产品的寿命和品质。如：1、滚珠轴承的旋转体在旋转过程中由轴芯跟滚珠轴承直接接触，虽然滚珠轴承内部有储油，但在长时间的运转过程中，油会挥发，滚珠轴承的内圈跟轴芯和内部的钢珠在旋转过程中跟内圈和外圈有直接摩擦，因为都是钢性材料，所以造成在摩擦过程中的声音较大，对风扇的声音品质造成一定的影响。2、烧结含油轴承的旋转体在旋转过程中由轴芯跟滚珠轴承直接接触，虽然烧结含油轴承内部有油储存，但是油及其容易挥发，在油挥发或因旋转产生离心力将油甩出储油空间后，烧结含油轴承的内圈跟轴芯在旋转过程中直接摩擦，因为都是金属材料，所以造成在摩擦过程中的声音较大，且容易相互磨损而造成产品寿命减短且对风扇的噪音也会越来越大。3、陶瓷轴承结构由于旋转体在旋转过程中由轴芯跟陶瓷轴承直接接触，虽然陶瓷轴承表面比较光滑，陶瓷轴承跟轴芯在旋转过程中直接摩擦，所以造成在摩擦过程中的磨损声音较大，且产品比较脆，产品可靠性差且只能使用在小尺寸产品上。由于以上三种结构均会让旋转体跟静止体产生多处接触，旋转体由于摩擦的关系，会让这种多点接触造成噪音和寿命有很大的影响，且目前制造业界的低噪音需求是一种大趋势。

现有一些产品中采用了塑胶轴承，如中国专利文献中披露的申请号201320287961.6，授权公告日2013.11.27，实用新型名称“塑胶轴承保持架及旋转灯座”；该塑胶轴承保持架包括塑胶制成的环形的保持架本体，保持架本体开有圆孔，保持架本体顺着圆孔的边缘延伸形成有凸台，还包括嵌于凸台的滚动体，滚动体凸出于凸台和保持架本体；旋转灯座包括形成有容纳腔的底座、设于容纳腔的电机、设于底座上方的转盘，转盘设有齿轮，电机连接有与转盘的齿轮啮合的齿轮杆，还包括上述的塑胶轴承保持架，塑胶轴承保持架的下端面连接底座，塑胶轴承保持架的上端面连接转盘。但上述塑胶轴承并非塑胶材料制成轴承本体，而是由塑胶圈和塑胶钢珠制成的塑胶轴承。

同时，石墨烯是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m•K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V•s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-8Ω•m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。由于石墨烯是由石墨中分离出来的，本身带有石墨的可以做润滑剂等优点。所以利用此材料的特性，再结合传统工艺的注塑成型技术，如果能做成塑胶轴承，利用塑胶成型成本低和润滑性能好的特点，即可达到成本低、低噪音和高寿命轴承的效果。但现有技术中对于上述技术公布的较少。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种塑胶轴承及散热风扇和塑胶轴承的制作工艺，使其解决现有同类塑胶轴承耐磨、润滑效果差，较难用于散热风扇的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种塑胶轴承，该轴承的本体为轴承，所述轴承呈圆圈形；其结构设计要点是所述轴承采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加石墨烯，轴承两端的内外圈分别设有倒角。上述轴承利用石墨烯的特性，无需润滑油，具有自润滑性能。从而现有散热风扇等同类产品中的轴承采用上述石墨烯的轴承，节省了同类轴承的制作工艺，简化了同类轴承的结构；同时在同类产品中使用时，又能达到同类轴承润滑，支撑旋转体，降低运动摩擦系数的技术目的和技术效果。

一种散热风扇，该散热风扇包括扇叶、马达壳、磁条、轴承、电路板、扇框、线圈，所述扇叶的一侧中心轴设有轴芯，轴芯通过密封圈、轴承设置于扇框中心轴内的轴承槽内，扇框的轴承槽外侧依次围绕线圈和磁条，扇框内设有电路板和导线；其结构设计要点是所述轴承采用塑胶轴承，轴承的内径圈设有凸环，轴芯设有凹槽，轴承的凸环与轴芯的凹槽扣合。上述采用石墨烯和工程塑胶制成的轴承应用于散热风扇中，既方便了轴承的安装，又提高了散热风扇的使用寿命。

所述扇叶的轴芯与扇框的轴承槽相抵端设有耐磨片。通过耐磨片限位轴芯的轴向移动，进一步提高和保证扇叶转动的稳定性。

所述线圈包括上线架、矽钢片、下线架和铜线，所述扇叶设有中心套，叶片设置于中心套的外径，马达壳、磁条、密封圈、电路板、线圈设置于中心套内径与扇框轴承槽外径之间的腔室内。上述结构进一步保证轴承与其它部件的隔离，从而减少了灰尘等物质的进入，进一步保证了扇叶转动和轴承使用的稳定性。

所述轴承的制作工艺如下：以工程塑胶材料为原料，加入2%-3%的石墨烯，再加入0.5%活性剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300-425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250-300℃，即可注塑出轴承。

活性剂加入后，加入3%-5%的防火剂，再经过搅拌机搅拌均匀，防火剂为氯化橡胶、聚氯乙烯、含磷树脂、芳香族和高氯化合物、含卤脂族磷酸酯、含磷的醇类、二聚的六氯环戊二烯、六溴环十二烷的有机物防火剂，或为氯化铵、溴化铵、硼砂、硼酸、磷酸铵、磷酸钠、钨酸钠、水玻璃、三氧化二锑的无机物防火剂。防火剂的添加能进一步提高轴承的防火等级。

活性剂加入后，再经过搅拌机搅拌均匀，这里所述活性剂为十二烷基硫酸钠。

本发明结构设计合理，安装、使用方便，生产成本低、噪音低、使用寿命高，润滑性能好，轴承制作工艺简单、可行；适合作为塑胶轴承，以及散热风扇的轴承使用，及同类产品的进一步改进。

附图说明

图1是本发明的实施例爆炸结构示意图。

图2是本发明的部分剖视结构示意图，图中A部进行了框定。

图3是图2的A部放大结构示意图。

附图序号及名称：1、扇叶，101、轴芯，2、马达壳，3、磁条，4、密封圈，5、轴承，6、上线架，7、矽钢片，8、导线，9、下线架，10、电路板，11、扇框，12、耐磨片，13、标签。

具体实施方式

现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1-图3所示，该散热风扇包括一组旋转体、马达组、塑胶轴承，该塑胶轴承利用目前业界常用的工程塑胶成型技术，在工程塑胶材料里添加石墨烯等耐摩性比较好的材料，以便减少因为旋转摩擦产生的噪音，及增强工程塑胶材料的强度。该散热风扇跟传统的结构有着相同的旋转体、马达组、基架等部件组成，具体为该散热风扇包括：扇叶1、马达壳2、磁条3、密封圈4、轴承5、上线架6、矽钢片7、导线8、下线架9、电路板10、扇框11、耐磨片12、标签13，轴芯设置于扇叶中心轴101。该散热风扇的轴承为塑胶轴承，旋转体含有轴芯、扇叶、磁条、马达壳，磁条永久充磁，在整个磁条圆型平面上形成N极和S极交替变换的磁场，而在磁条垂直方向中心位置形成磁力中心线，此中心线上的磁力最为强烈。马达组由于内部含有金属材料，使得金属材料在外围旋转体的磁力影响下，根据磁性材料同性相斥、异性相吸的原理，旋转体跟马达组因为磁力而将轴芯跟耐磨片精密贴合。

塑胶轴承跟轴芯间隙配合，塑胶轴承是静止的，轴芯是旋转的，旋转体在旋转的过程中，加入一定比例石墨烯的塑胶轴承跟轴芯呈旋转摩擦，利用塑胶轴承中的石墨烯特性降低在旋转摩擦中的摩擦阻力和提升耐磨性，并且有效地将轴芯因为高速旋转产生的热能利用塑胶轴承表面快速的散发在空气中，以便起到降低噪音和提升寿命的效果。在塑胶轴承的内孔中设计有一圈内凸环的卡扣结构，轴芯的外部设计有凹槽，旋转体中的在装入塑胶轴承内孔后，轴芯外部的凹槽卡在了塑胶轴承的内凸环上，起到固定作用，从而使得装配也简单，拆解也容易，也去掉了现有同类技术中的扣环材料，既节约了成本也提升了产品的组装效率。

综上所述，本发明涉及一种风扇轴承结构，尤其涉及一种不需润滑油而自润滑且带卡扣的轴承结构。即提供一种轴承，能够在无法避免摩擦的状况下增强自润滑性，添加润滑性能比较好的材料，从而实现低噪音和高寿命的风扇。同时，本发明利用石墨烯为材料和工程塑胶材料的特性，再结合传统工艺的注塑成型技术，做成塑胶轴承，利用工程塑胶成型成本低和润滑性能好的特点，从而制得成本低、低噪音和高寿命的轴承。虽然以上描述了本发明的具体实施方法，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，本发明所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种塑胶轴承的制作工艺，该轴承的本体为轴承（5），所述轴承呈圆圈形，所述轴承（5）采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加石墨烯，轴承两端的内外圈分别设有倒角，石墨烯轴承的内径圈设有凸环；其特征在于所述轴承（5）的制作工艺如下：以工程塑胶材料为原料，加入2%-3%的石墨烯，再加入0.5%活性剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300-425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250-300℃，即可注塑出轴承。

2.根据权利要求1所述的塑胶轴承的制作工艺，其特征在于所述活性剂加入后，加入3%-5%的防火剂，再经过搅拌机搅拌均匀，防火剂为氯化橡胶、聚氯乙烯、含磷树脂、芳香族和高氯化合物、含卤脂族磷酸酯、含磷的醇类、二聚的六氯环戊二烯、六溴环十二烷的有机物防火剂，或为氯化铵、溴化铵、硼砂、硼酸、磷酸铵、磷酸钠、钨酸钠、水玻璃、三氧化二锑的无机物防火剂。

3.根据权利要求1所述的塑胶轴承的制作工艺，其特征在于所述活性剂加入后，加入3%-5%的抗静电剂，再经过搅拌机搅拌均匀；抗静电剂为聚乙二醇酯或醚类、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺或脂肪胺乙氧基醚。

4.根据权利要求1所述的塑胶轴承的制作工艺，其特征在于所述活性剂为十二烷基硫酸钠。