CN111817482A - 高转速驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种高转速驱动装置；包括壳体和驱动单元，壳体内部开设有相连通的容置腔和通道；通道的内侧壁沿周向开设有第一环形槽和第二环形槽，通道的外侧壁开设有与第一环形槽相连通的第一通孔和与第二环形槽相连通的第二通孔，第一通孔和第二通孔分别与正压流体压缩机和负压流体压缩机相连接；驱动单元包括转动轴以及相配合的定子和转子；定子和转子设置于容置腔内，转动轴的一端与转子固定连接，另一端沿通道延伸且凸出于壳体，所述通道的内侧壁与所述转动轴之间存在间隙。本申请通过第一环形槽和第二环形槽的设置，正压流体压缩机和负压流体压缩机可以对转动轴施加径向支撑力，以保证转动轴的稳定转动。

Description

高转速驱动装置
技术领域
本申请涉及驱动装置技术领域，特别涉及一种高转速驱动装置。
背景技术
驱动装置可以是带动工件或者刀具进行旋转的装置。为了保证转动轴的高速转动以及减少转动轴在转动时的晃动，在目前的技术方案中，通过高压气体对转动轴进行支撑，以减少转动轴在转动时的摩擦力，同时也能够减少转动轴在转动时的径向晃动。然而，通过单一的高压气体对转动轴进行支撑，无法满足对转动轴的稳定支撑，且也无法精确调节转动轴所受到的径向力，从而导致转动轴出现径向晃动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高转速驱动装置，以对转动轴能够进行稳定支撑，且精确调节转动轴所受到的径向力，从而减少转动轴的径向晃动。
为解决上述技术问题，本申请提供一种高转速驱动装置，该高转速驱动装置包括：
壳体，其内部开设有相连通的容置腔和通道；所述通道的内侧壁沿周向开设有第一环形槽和第二环形槽，所述通道的外侧壁开设有与所述第一环形槽相连通的第一通孔和与所述第二环形槽相连通的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别与正压流体压缩机和负压流体压缩机相连接；
驱动单元，其包括转动轴以及相配合的定子和转子；所述定子和所述转子设置于所述容置腔内，所述转动轴的一端与所述转子固定连接，所述转动轴的另一端沿所述通道延伸且凸出于所述壳体，所述通道的内侧壁与所述转动轴之间存在间隙；当所述转动轴转动时，所述正压流体压缩机和所述负压流体压缩机可分别通过所述第一环形槽和所述第二环形槽向所述转动轴提供径向支撑力，以保持所述转动轴与所述通道的内侧壁之间的间隙。
进一步地，所述第一环形槽和所述第二环形槽的数量为多个，且多个所述第一环形槽和多个所述第二环形槽间隔设置。
进一步地，相邻的所述第一环形槽和所述第二环形槽形成径向支撑单元，所述径向支撑单元内第一环形槽与第二环形槽之间的距离小于相邻两个径向支撑单元之间的距离，且多个所述径向支撑单元沿所述通道的轴向均匀分布。
进一步地，所述装置还包括相对设置的第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件与所述转动轴靠近所述容置腔的一端的端部固定连接；所述第一磁性件与所述第二磁性件磁性相同，以向所述转动轴提供轴向支撑力。
进一步地，所述壳体还包括端盖，所述容置腔远离所述通道的一端具有开口，所述端盖可盖合于所述开口以封闭所述容置腔；所述端盖与所述容置腔相对的表面上开设有容置槽，所述第二磁性件设置于所述容置槽内。
进一步地，所述第二磁性件为环形结构，所述第二磁性件的中心设置有第三磁性件，以通过所述第三磁性件调节对所述转动轴的轴向支撑力的大小。
进一步地，所述第三磁性件为电磁铁。
进一步地，所述转动轴靠近所述容置腔的一端的端部与所述壳体的端面相平齐，所述第一磁性件固定于所述转动轴与所述端盖相对的表面上，且所述第一磁性件延伸至所述容置槽内。
进一步地，所述转动轴凸出于所述壳体的一端设置有连接部，所述连接部用以与功能件相连接。
进一步地，所述功能件为推进件、打磨件或切割件中的任意一种。
由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：
本申请提供了一种高转速驱动装置，包括壳体和驱动单元，壳体内部开设有相连通的容置腔和通道，通道的内侧壁沿其轴向开设有第一环形槽和第二环形槽，通道的外侧壁开设有与第一环形槽的第一通孔和与第二环形槽相连通的第二通孔，第一通孔和第二通孔分别与正压流体压缩机和负压流体压缩机相连接。由此，正压流体压缩机和负压流体压缩机能够分别通过第一凹槽和第二凹槽向转动轴输出正压流体和负压流体，以此向转动轴提供径向的支撑力，以达到对转动轴进行稳定支撑的目的。同时，转动轴在工作时若受到径向力，则可以通过调节正压流体压缩机和负压流体压缩机的输出力大小，以保证转动轴能够稳定转动，减少转动轴的径向晃动。
附图说明
图1是本申请一实施例中高转速驱动装置的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
附图标记说明如下：10-壳体；11-容置腔；12-通道；121-第一环形槽；122-第二环形槽；123-第一通孔；124-第二通孔；13-端盖；131-容置槽；31-正压流体压缩机；32-负压流体压缩机；20-驱动单元；21-转动轴；22-定子；23-转子；41-第一磁性件；42-第二磁性件；43-第三磁性件。
具体实施方式
体现本申请特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本申请的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本申请。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参照图1和图2，本申请实施例提供一种高转速驱动装置，该装置包括壳体10和驱动单元20。其中，壳体10的内部开设有相连通的容置腔11和通道12，具体地，该容置腔11和通道12与壳体10同轴设置，该容置腔11具有一定的容置空间，通道12为圆柱形通道12，且该通道12的一端与容置腔11相连通。
通道12的内侧壁上开设有第一环形槽121和第二环形槽122，且第一环形槽121和第二环形槽122沿该通道12的周向设置，以环绕通道12的内侧壁一周，该第一环形槽121和该第二环形槽122的槽深方向与通道12的径向相同。此外，通道12的外侧壁开设有与第一环形槽121相连通的第一通孔123以及与第二环形槽122相连通的第二通孔124。
该第一通孔123和第二通孔124分别与正压流体压缩机31和负压流体压缩机32相连接。由此，正压流体压缩机31和负压流体压缩机32可分别通过第一通孔123和第二通孔124向第一环形槽121和第二环形槽122输出正压流体和负压流体。应该理解的，该流体可以是气体也可以是液体。
驱动单元20包括转动轴21以及相配合的定子22和转子23，具体地，定子22和转子23设置于容置腔11内，且转动轴21的一端与转子23固定连接。由此，定子22和转子23相互配合进行工作时，转子23可带动转动轴21进行转动以输出动力。转动轴21的另一端沿通道12进行延伸且凸出于壳体10，且通道12的内侧壁与转动轴21之间存在间隙。
通过上述设置，当正压流体压缩机31和负压流体压缩机32通过第一环形槽121和第二环形槽122向通道12内输出正压流体和负压流体时，正压流体和负压流体可分别通过第一环形槽121和第二环形槽122向转动轴21施加径向支撑力。且由于第一环形槽121和第二环形槽122环绕转动轴21设置，所以正压流体和负压流体能够由转动轴21的四周均匀向转动轴21施加径向支撑力，以防止转动轴21出现径向晃动。
此外，当转动轴21在工作时受到径向力的影响，则可以根据该径向力的大小调整正压流体压缩机31和负压流体压缩机32的输出压力的大小，进而调整对转动轴21径向支撑力的大小，以保证转动轴21不会因受到该径向力的影响而发生晃动，保持转动轴21与通道12的内侧壁之间的间隙。
需要说明的是，由于通道12的内侧壁与转动轴21之间存在间隙，第一环形槽121和第二环形槽122可通过该间隙相连通，所以正压流体和负压流体可以通过该间隙相流通，使得正压流体和负压流体能够向转动轴21位于通道12内的部分的所有表面施加径向支撑力，以保证对转动轴21的稳定支撑。
继续参照图1，在本申请的一个实施例中，第一环形槽121和第二环形槽122的数量为多个，应该理解的，本申请所述的多个为至少两个，即两个或者两个以上任意数量。多个第一环形槽121和多个第二环形槽122间隔设置，由此，每一第一环形槽121的两侧都设置有一个或两个第二环形槽122，使得由第一环形槽121所输出正压流体可以快速流向第二环形槽122，以保持通道12内压力的稳定。
在本申请的一个实施例中，相邻的第一环形槽121和第二环形槽122可以形成一个径向支撑单元，以向转动轴21提供径向支撑力。例如1、3、5、…为第一环形槽121，2、4、6、…为第二环形槽122，则1和2、3和4、5和6、…形成径向支撑单元。由此，一个径向制成单元即可实现对转动轴21的径向支撑，且在每一径向支撑单元内的第一环形槽121与第二环形槽122之间的距离小于相邻两个径向支撑单元之间的距离，使得一个第一环形槽121对应于一个第二环形槽122，二者相配合，能够保证通道12内压力的稳定，避免一个第一环形槽121所输出的正压流体分流向两个第二环型槽，出现分流不均进而导致对转动轴21各部分的径向支撑力的大小不同的情况发生。
多个径向支撑单元沿通道12的轴向均匀分布，使得多个径向支撑单元能够对转动轴21位于通道12内的部分均匀施加径向支撑力，避免转动轴21位于通道12内的部分出现某一位置径向支撑力过大或者过小的情况发生，从而保证对转动轴21的稳定支撑。
在本申请的一个实施例中，第一环形槽121和第二环形槽122的数量为四个，四个第一环形槽121和四个第二环形槽122间隔设置，即可形成四个径向支撑单元，四个径向支撑单元沿通道12的轴向均匀分布，在保证对转动轴21施加足够的径向支撑力时，同时也能够降低正压流体压缩机31和负压流体压缩机32的功耗。
请继续参照图1，该高转速驱动装置还包括相对设置的第一磁性件41和第二磁性件42，其中，第一磁性件41与转动轴21靠近容置腔11的一端的端部固定连接，第二磁性件42可以设置于容置腔11内与第一磁性件41相对的内表面上，且第一磁性件41与第二磁性件42磁性相同。因此，第一磁性件41与第二磁性件42同性相斥，进而可以向转动轴21提供轴向支撑力，以抵消转动轴21在工作时所受到的轴向力，防止转动轴21出现轴向位移，从而保证转动轴21在转动时的稳定性。
在一示例中，第一磁性件41和第二磁性件42可以为永磁铁，可以通过更换不同磁力大小的第一磁性件41和第二磁性件42，以调整对转动轴21的轴向支撑力大小，进而适应不同的工作环境。
在本申请的一个实施例中，壳体10还包括端盖13，容置腔11远离通道12的一端具有开口，端盖13与壳体10可拆卸连接，其可盖合于开口以封闭该容置腔11。该端盖13与容置腔11相对的表面上开设有容置槽131，第二磁性件42设置于容置槽131内。由此，通过端盖13的设置，可以方便维修或者替换第一磁性件41和第二磁性件42，同时也能够便于对位于容置腔11内的器件进行更换和维修。
在本申请的一个实施例中，第二磁性件42可以为环形结构，第二磁性件42的中心设置有第三磁性件43，可以通过调整第三磁性件43的磁性以调整对转动轴21的轴向支撑力。例如转动轴21需要一个更大的轴向支撑力，则可以使第三磁性件43的磁性与第二磁性件42相同，进而增大与第一磁性件41之间的斥力，若转动轴21需要一个更小的轴向支撑力，则可以是第三磁性件43的磁性与第二磁性件42相反，通过第三磁性件43与第一磁性件41之间的吸力以抵消第二磁性件42与第一磁性件41之间的部分斥力，进而降低对转动轴21的轴向支撑力，等等。由此，可以在不改变第一磁性件41和第二磁性件42的前提下，调节对转动轴21的轴向支撑力的大小，方便技术人员进行调节。
在本申请的一个实施例中，第三磁性件43为电磁铁，通过调节电磁铁的电流大小即可实现调节第三磁性件43的磁力，从而可以达到调整对转动轴21的轴向支撑力的大小，操作方便，且无需针对不同的工作环境更换不同的第三磁性件43。
请参照图1，在本申请的一个实施例中，第一磁性件41固定在转动轴21与端盖13相对的表面上，且与转动轴21同轴设置，由此可以避免转动轴21因为第一磁性件41所施加的轴向支撑力而导致偏转。转动轴21靠近容置腔11的一端的端部与壳体10的端面相平齐，即转动轴21固定有第一磁性件41的表面与壳体10的端面相平齐，由此可以避免第一磁性件41位于容置腔11内，从而导致容置腔11需要更大的体积来容纳第一磁性件41，可以降低壳体10的制造成本。且第一磁性件41延伸至容置槽131内，使得第一磁性件41能够与位于容置槽131内的第二磁性件42进行稳定支撑，避免第一磁性件41出现晃动。
在本申请的一个实施例中，转动轴21凸出于壳体10的一端设置有连接部(图中未示出)，该连接部可以用于与功能件相连接，以实现功能件与转动轴21的固定。其中，功能件可以是用于实现某一加工目的功能性器件，例如该功能件可以是推进件(如螺旋桨等)、打磨件(如砂轮等)或者切割件(如切割刀片等)中的任意一种。
在本申请的一个实施例中，该连接部可以是设置于转动轴21上的通孔，可以通过螺栓和螺母或者螺钉穿过该通孔，以实现与功能件的固定。在其他示例中，连接部也可以通过卡接的方式与功能件实现固定。
需要说明的，本领域技术人员也可以采用现有的连接方式，以实现转动轴21与功能件之间的固定，本申请对此不做特殊限定。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离本申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高转速驱动装置，其特征在于，包括：
壳体，其内部开设有相连通的容置腔和通道；所述通道的内侧壁沿周向开设有第一环形槽和第二环形槽，所述通道的外侧壁开设有与所述第一环形槽相连通的第一通孔和与所述第二环形槽相连通的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别与正压流体压缩机和负压流体压缩机相连接；
驱动单元，其包括转动轴以及相配合的定子和转子；所述定子和所述转子设置于所述容置腔内，所述转动轴的一端与所述转子固定连接，所述转动轴的另一端沿所述通道延伸且凸出于所述壳体，所述通道的内侧壁与所述转动轴之间存在间隙；当所述转动轴转动时，所述正压流体压缩机和所述负压流体压缩机可分别通过所述第一环形槽和所述第二环形槽向所述转动轴提供径向支撑力，以保持所述转动轴与所述通道的内侧壁之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一环形槽和所述第二环形槽的数量为多个，且多个所述第一环形槽和多个所述第二环形槽间隔设置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，相邻的所述第一环形槽和所述第二环形槽形成径向支撑单元，所述径向支撑单元内第一环形槽与第二环形槽之间的距离小于相邻两个径向支撑单元之间的距离，且多个所述径向支撑单元沿所述通道的轴向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括相对设置的第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件与所述转动轴靠近所述容置腔的一端的端部固定连接；所述第一磁性件与所述第二磁性件磁性相同，以向所述转动轴提供轴向支撑力。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括端盖，所述容置腔远离所述通道的一端具有开口，所述端盖可盖合于所述开口以封闭所述容置腔；所述端盖与所述容置腔相对的表面上开设有容置槽，所述第二磁性件设置于所述容置槽内。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二磁性件为环形结构，所述第二磁性件的中心设置有第三磁性件，以通过所述第三磁性件调节对所述转动轴的轴向支撑力的大小。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三磁性件为电磁铁。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转动轴靠近所述容置腔的一端的端部与所述壳体的端面相平齐，所述第一磁性件固定于所述转动轴与所述端盖相对的表面上，且所述第一磁性件延伸至所述容置槽内。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述转动轴凸出于所述壳体的一端设置有连接部，所述连接部用以与功能件相连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述功能件为推进件、打磨件或切割件中的任意一种。
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