CN114635872A - 风机及清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了风机及清洁设备，涉及风机设备技术领域，其中风机包括机壳、主轴以及轴承组件，主轴可转动地设于机壳内，轴承组件包括止推盘和套设于主轴的第一轴套、第二轴套，止推盘连接于主轴，第一轴套和第二轴套连接于机壳，并且分置止推盘的两侧，第一轴套、第二轴套与主轴均为径向间隙配合，第一轴套与主轴的相对面的其中一个设置有第一凹槽，第二轴套与主轴的相对面的其中一个设置有第一凹槽，沿主轴的轴向，止推盘与第一轴套、第二轴套均为间隙配合，第一轴套与止推盘的相对面的其中一个设置有第二凹槽，第二轴套与止推盘的相对面的其中一个设置有第二凹槽。在运转中，主轴及止推盘与第一轴套、第二轴套不接触，不产生磨损，可靠耐用。

Description

风机及清洁设备

技术领域

本发明涉及风机设备技术领域，特别涉及一种风机及清洁设备。

背景技术

相关技术中，清洁设备是人们广泛使用的电器，其中手持式吸尘器便于移动使用，越来越受欢迎。手持式吸尘器内置的风机需要体积小、转速高，随着手持式吸尘器的性能提升，风机的转速要求越高，传统的滚珠轴承难以满足高转速的要求，存在容易磨损、失效等缺陷，有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种风机，能够有效提高转速，可靠耐用。

本发明同时提出采用上述风机的清洁设备。

根据本发明第一方面实施例的风机，包括机壳、主轴以及轴承组件，所述主轴可转动地设于所述机壳内，所述轴承组件包括止推盘和套设于所述主轴的第一轴套、第二轴套，所述止推盘连接于所述主轴，所述第一轴套和所述第二轴套连接于所述机壳，并且分置所述止推盘的两侧，所述第一轴套、所述第二轴套与所述主轴均为径向间隙配合，所述第一轴套与所述主轴的相对面的其中一个设置有第一凹槽，所述第二轴套与所述主轴的相对面的其中一个设置有第一凹槽，沿所述主轴的轴向，所述止推盘与所述第一轴套、所述第二轴套均为间隙配合，所述第一轴套与所述止推盘的相对面的其中一个设置有第二凹槽，所述第二轴套与所述止推盘的相对面的其中一个设置有第二凹槽。

根据本发明第一方面实施例的风机，至少具有如下有益效果：主轴高速旋转，利用第一凹槽带动间隙中的气体流动，气体在第一凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴与第一轴套、第二轴套完全分离，并且支撑主轴的高速旋转；同时，止推盘跟随主轴高速旋转，利用第二凹槽带动间隙中的气体流动，气体在第二凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推盘与两侧的第一轴套、第二轴套完全分离并且产生沿主轴轴向的止推力，限定主轴的轴向位置，提高稳定性。在运转中，主轴与第一轴套、第二轴套不接触，止推盘与第一轴套、第二轴套也不接触，不产生磨损，消除异常振动和噪音，有助于提高使用寿命。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述主轴设置有轴颈，所述止推盘连接于所述轴颈的外壁，所述第一轴套包围所述轴颈的一端，所述第二轴套包围所述轴颈的另一端。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第二凹槽设置于所述止推盘，所述止推盘的两个端面均设置所述第二凹槽，所述第二凹槽包括进气端和出气端，所述第二凹槽从所述进气端向所述出气端延伸，并且延伸方向与所述止推盘的转动方向相反。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第二凹槽具有内侧型线和外侧型线，所述外侧型线在所述止推盘外周的切向角度为λ，满足：45°≤λ≤80°。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一轴套与所述机壳为一体成型结构。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一轴套的外周设置有安装部，所述安装部沿所述主轴的轴向延伸，所述第二轴套抵接并且固定于所述安装部。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述安装部包围所述止推盘，所述第一轴套、所述安装部、所述第二轴套以及所述止推盘之间形成空气存储腔。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述安装部设置有多个连通所述空气存储腔的通孔，多个通孔沿所述安装部的周向间隔分布，所述通孔位于所述止推盘的径向外侧。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一轴套与所述机壳之间形成有气流通道，所述第一轴套的外壁设置有多个周向分布的肋板，所述肋板连接所述机壳。

根据本发明第一方面的一些实施例，沿所述第一轴套的周向，所述肋板与所述通孔为交错布置。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述机壳连接有扩压器，所述扩压器设置有内套环，所述内套环套装于所述安装部和所述第二轴套的外壁。

根据本发明第二方面实施例的清洁设备，包含第一方面实施例所述的风机，风机运转时，主轴高速旋转，利用第一凹槽带动间隙中的气体流动，气体在第一凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴与第一轴套、第二轴套完全分离，并且支撑主轴的高速旋转；同时，止推盘跟随主轴高速旋转，利用第二凹槽带动间隙中的气体流动，气体在第二凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推盘与两侧的第一轴套、第二轴套完全分离并且产生沿主轴径向的止推力，限定主轴的轴向位置，提高稳定性。在运转中，主轴与第一轴套、第二轴套不接触，不产生磨损，消除异常振动和噪音，提高使用寿命。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一方面实施例的风机的剖视图；

图2为图1中A处的局部放大视图；

图3为本发明第一方面实施例中机壳、主轴及第二轴套的分解示意图；

图4为本发明第一方面实施例中主轴的结构示意图一；

图5为本发明第一方面实施例中主轴的结构示意图二；

图6为本发明第一方面实施例中主轴的主视图；

图7为本发明第一方面另一些实施例中机壳、主轴及第二轴套的剖视图；

图8为图7中机壳的结构示意图。

附图标号如下：

机壳100、定子110、转子120、叶轮130，扩压器140、内套环141；

主轴200、第一凹槽210、轴颈220；

止推盘310、第二凹槽311、第一轴套320、安装部321、空气存储腔322、通孔323、第二轴套330、肋板340；

吸风罩400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

相关技术中，风机作为清洁设备的动力部件，利用风机产生的吸力以吸走灰尘等杂物实现清洁。随着清洁设备的性能要求不断提高，风机的转速要求越高，传统的滚珠轴承难以满足高转速的要求，存在明显降低机械效率、产生异常振动和噪音、轴承的寿命较短等缺陷。

如图1至图5所示，本发明第一方面的实施例提出一种应用于清洁设备的风机，包括机壳100、主轴200以及轴承组件，机壳100的内部形成有安装腔，主轴200位于安装腔中，并且能够转动，机壳100的内部设有定子110和转子120，定子110固定在机壳100的内部，转子120固定在主轴200的一端，定子110通电后，驱动转子120及主轴200高速旋转，主轴200的另一端安装有叶轮130，机壳100的端部布置有扩压器140及吸风罩400，吸风罩400包围叶轮130，扩压器140固定连接于机壳100，并且位于叶轮130的气流下游，高速旋转的叶轮130输出的高速气流吹向扩压器140，利用扩压器140增大风压，提高吸力，满足清洁设备的需求。

为了支撑高速旋转的主轴200，风机采用的轴承组件包括止推盘310、第一轴套320以及第二轴套330，第一轴套320和第二轴套330均套设于主轴200，止推盘310连接在主轴200上，第一轴套320和第二轴套330固定连接于机壳100，沿主轴200的径向，第一轴套320与主轴200为间隙配合，第二轴套330与主轴200也为间隙配合，并且两处间隙的宽度基本一致，宽度尺寸均为2至6μm，在第一轴套320的内壁或者主轴200的外壁上设置有第一凹槽210，而且在第二轴套330的内壁或者主轴200的外壁上也设置有第一凹槽210，主轴200相对于第一轴套320以及第二轴套330高速转动时，利用第一凹槽210能够驱动该间隙中的空气流动；沿主轴200的轴向，第一轴套320和第二轴套330分布在止推盘310的两侧，止推盘310与第一轴套320、止推盘310与第二轴套330也为间隙配合，两处间隙的宽度基本一致，宽度尺寸为3至5μm，第一轴套320与止推盘310的相对面的其中一个设置有第二凹槽311，第二轴套330与止推盘310的相对面的其中一个也设置有第二凹槽311，止推盘310跟随主轴200高速旋转，利用第二凹槽311能够驱动间隙中的空气流动。

应当理解的是，第一凹槽210设置在主轴200，第二凹槽311设置在止推盘310为较佳选择，便于加工成型。第一凹槽210和第二凹槽311可以采用激光加工、刻蚀加工或者电火花加工等工艺制造而成。

本发明第一方面实施例的风机在运转时，主轴200高速旋转，利用第一凹槽210带动主轴200与第一轴套320、第二轴套330之间的间隙中空气流动形成高速气流，高速气流在第一凹槽210的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴200与第一轴套320、第二轴套330完全分离，并且支撑主轴200的高速旋转；同时，止推盘310跟随主轴200高速旋转，利用第二凹槽311带动止推盘310与第一轴套320、第二轴套330之间的间隙中空气流动形成高速气流，高速气流在第二凹槽311的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推盘310与两侧的第一轴套320、第二轴套330完全分离并且产生沿主轴200轴向的止推力，利用止推力限定主轴200的轴向位置，提高运转的稳定性，应当理解的是，风机在清洁设备中通常处于倾斜或者竖直状态，在重力作用下，主轴200存在轴向移动的趋势，因此通过止推力来平衡，提高稳定性。在风机的运转中，主轴200与第一轴套320、第二轴套330不接触，止推盘310与第一轴套320、第二轴套330也不接触，利用空气作为润滑剂，不产生磨损，而且有利于消除异常振动和噪音，提高风机的运转稳定性以及使用寿命。

参照图1至图5，可以理解的是，止推盘310采用圆环形结构，止推盘310固定在主轴200的外壁并且垂直于主轴200的轴线，止推盘310朝向第一轴套320的端面为圆环状，推盘310朝向第二轴套330的端面也为圆环状，第一轴套320和第二轴套330的端面相应设置为圆环状，以配合止推盘310，第二凹槽311可以布置在止推盘310的端面，也可以布置在第一轴套320、第二轴套330的端面。当止推盘310跟随主轴200高速旋转，利用第二凹槽311带动间隙中的空气流动形成高速气流，高速气流在第二凹槽311的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推盘310与第一轴套320、第二轴套330完全分离，并且产生沿主轴200轴向的止推力，利用止推力限定主轴200的轴向位置。

参照图1至图5，可以理解的是，沿主轴200的轴向，主轴200的中部设置有径向凸起的轴颈220，止推盘310包围并且连接于轴颈220的外壁，止推盘310位于轴颈220的中心位置为较佳选择，可知，第一轴套320包围轴颈220的一端，第二轴套330包围轴颈220的另一端。通常将第一凹槽210设置在轴颈220的外壁面，轴颈220对比主轴200具有更大的外径及表面积，便于加工第一凹槽210，还可以设置更多数量的第一凹槽210，轴颈220与第一轴套320、第二轴套330之间具有更多的高压区，有利于支撑高速旋转的主轴200，提高运转的稳定性。

参照图4至图6，可以理解的是，第二凹槽311设置在止推盘310上，止推盘310的两个端面均设置第二凹槽311，分别对应第一轴套320、第二轴套330，根据止推盘的外径尺寸，可选择八个第二凹槽311、十个第二凹槽311等，第二凹槽311延伸至止推盘310的外周，在止推盘310的外周形成开口，当止推盘310跟随主轴200高速旋转，空气从开口进入第二凹槽311，并且在第二凹槽311的边缘堆积形成高压区，高压区的气流使得止推盘310和第一轴套320、第二轴套330分离，消除高速旋转中的接触磨损，满足高转速的要求。此外，第二凹槽311为倾斜布置，比如是沿止推盘310的周向呈螺旋形，从进气端向出气端延伸，延伸方向与止推盘310的转动方向相反，促使空气进入第二凹槽311。如图6所示，第二凹槽311的内侧为弧形，该弧形的圆心与止推盘310的圆心一致，在该弧形的两端形成两个高压区，周向均布的多个第二凹槽311，能够形成数量更多的高压区，提供充足、稳定的止推力。

如图6所示，第二凹槽311具有内侧型线和外侧型线，外侧型线为与止推盘310转动方向相反的一侧边缘线，内侧型线则为与止推盘310转动方向相同的一侧边缘线，外侧型线在止推盘310外周的切向角度为λ，在设计上要求45°≤λ≤80°，较佳的选择为70°≤λ≤75°，止推盘310高速旋转时，λ的角度能够促使空气快速流入第二凹槽311，有利于形成稳定的高压区，从而提供稳定的止推力。

参照图4和图5，可以理解的是，主轴200、轴颈220及止推盘310可以采用一体成型结构，便于加工制造，提高产品一致性。采用一体成型结构，由于止推盘310只有一个并且位于轴颈220的轴向中部，第一轴套320及第二轴套330从两侧装入，止推盘310不会产生影响或者阻挡。当然也可以是主轴200与轴颈220为一体成型结构，止推盘310单独加工后，再安装到主轴200上，可以采用胶水粘结或者过盈配合安装。

参照图1至图3，第一轴套320与机壳100采用一体成型的结构，能够实现精准的定位，有利于第一轴套320与主轴200之间取得准确的间隙宽度，而且免除了第一轴套320的安装步骤，减少人力和时间成本，防止第一轴套320出现安装偏差。考虑到，止推盘310位于主轴的轴向中部，在组装过程中应当是先安装第一轴套320，再装入主轴200，最后装入第二轴套330，因而将第一轴套320设为一体成型于机壳100，不会影响主轴200及第二轴套330的安装，优化装配流程。

应当理解的是，如图3所示，机壳100的内部设置有内腔，第一轴套320位于该内腔中，第一轴套320与机壳100之间形成有气流通道，气流通道的截面通常是圆环形，对应于流经扩压器140的气流，以供气流流走。第一轴套320与机壳100通过多个肋板340连接，多个肋板340围绕第一轴套320的周向间隔分布，通常采用周向均布的排布方式，每个肋板340同时连接第一轴套320的外壁及机壳100，达到固定第一轴套320的目的，采用多个肋板340有利于减少流动阻力，有助于气流在气流通道中快速流动。此外，采用周向分布的多个肋板340支撑第一轴套320，结构稳定，受力均衡，不易变形，而且可以满足一体成型的要求。

参照图1至图3，可以理解的是，第一轴套320与机壳100一体成型，而第二轴套330固定安装在第一轴套320上，比如在第一轴套320设置朝向第二轴套330的安装部321，即为安装部321沿主轴200的轴向延伸，第二轴套330与安装部321抵接，并且固定于安装部321。安装方式可以是通过胶水粘结，也可以是第二轴套330的外壁设置配合安装部321的安装槽，安装部321插装在安装槽中，再通过胶水粘结或者过盈配合固定。当然，也可以将安装部321设置在第二轴套330，结构及原理基本相同。

此外，应当理解的是，安装部321可以采用的结构形式有多种，比如圆筒形、格栅形、插销形等等，均能用于安装第二轴套330。又或者，第一轴套320和第二轴套330均设有安装部321，安装部321为多个周向间隔的支柱，第一轴套320与第二轴套330的支柱配合插装，第二轴套330与第一轴套320的支柱配合插装，完成第二轴套330的固定安装，交错布置的支柱形成多个缝隙，便于空气流动，有利于空气进入第一轴套320与止推盘310之间的间隙、第二轴套330与止推盘310之间的间隙，稳定轴承组件的运行。

参照图1和图2，可以理解的是，安装部321呈圆筒状，沿主轴200的周向，安装部321包围止推盘310，因而在第一轴套320、安装部321、止推盘310及第二轴套330之间形成一个空气存储腔322，空气存储腔322中存储的空气能够流入第一轴套320与止推盘310之间的间隙、第二轴套330与止推盘310之间的间隙，稳定轴承组件的运行。沿主轴200的径向，安装部321与止推盘310之间的距离大于第一轴套320与止推盘310之间的距离，比如安装部321与止推盘310之间的距离可以选择1mm，提高足够的空气量及流动空间。

参照图7和图8，可以理解的是，安装部321还可以设置多个通孔323，通孔323连通空气存储腔322，以供空气流通，安装部321外界的空气可以通过通孔323进入空气存储腔322，一方面补充空气，满足流动气量需求，另一方面利用安装部321及空气流动可以散发风机运转中产生的热量。

参照图8，可以理解的是，多个通孔323沿安装部321的周向间隔分布，多个肋板340沿第一轴套320的周向间隔分布，考虑到延长肋板340可以提升结构强度，将肋板340延伸至安装部321，为了防止肋板340阻挡通孔323，多个通孔323与多个肋板340为交错布置，布局合理，减少干涉。此外，在主轴200的轴向上，通孔323位于止推盘310的径向外侧，通孔323正对止推盘310，便于通孔323进入的空气能够分流至第一轴套320与止推盘310之间的间隙、第二轴套330与止推盘310之间的间隙。

参照图1和图2，可以理解的是，风机的扩压器140设置有内套环141，安装部321的外壁与第二轴套330的外壁保持齐平，内套环141套装在安装部321和第二轴套330的外壁，利用扩压器140固定安装第二轴套330，简化机壳100的结构，简化安装流程。内套环141和第二轴套330配合夹住安装部321，定位准确。此外，扩压器140与机壳100之间还可以设置定位及安装配合的结构，进一步固定扩压器140；吸风罩400围绕在扩压器140的外侧，吸风罩400与扩压器140抵接，并且压住扩压器140，从而帮助固定第二轴套330。

本发明第二方面实施例提出的清洁设备，包含第一方面实施例的风机，风机运转时，主轴200高速旋转，利用第一凹槽210带动主轴200与第一轴套320、第二轴套330之间的间隙中的空气流动形成高速气流，高速气流在第一凹槽210的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴200与第一轴套320、第二轴套330完全分离，并且支撑主轴200的高速旋转；同时，止推盘310跟随主轴200高速旋转，利用第二凹槽311带动止推盘310与第一轴套320、第二轴套330之间的间隙中的空气流动形成高速气流，高速气流在第二凹槽311的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推盘310与两侧的第一轴套320、第二轴套330完全分离并且产生沿主轴200轴向的止推力，利用止推力限定主轴200的轴向位置，提高运转的稳定性，应当理解的是，风机在清洁设备中通常处于倾斜或者竖直状态，在重力作用下，主轴200存在轴向移动的趋势，因此通过止推力来平衡，提高稳定性。在风机的运转中，主轴200与第一轴套320、第二轴套330不接触，止推盘310与第一轴套320、第二轴套330也不接触，利用空气作为润滑剂，不产生磨损，而且有利于消除异常振动和噪音，提高风机的运转稳定性以及使用寿命。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (12)

1.风机，其特征在于，包括：

机壳；

主轴，可转动地设于所述机壳内；

轴承组件，包括止推盘和套设于所述主轴的第一轴套、第二轴套，所述止推盘连接于所述主轴，所述第一轴套和所述第二轴套连接于所述机壳，并且分置所述止推盘的两侧，所述第一轴套、所述第二轴套与所述主轴均为径向间隙配合，所述第一轴套与所述主轴的相对面的其中一个设置有第一凹槽，所述第二轴套与所述主轴的相对面的其中一个设置有第一凹槽，沿所述主轴的轴向，所述止推盘与所述第一轴套、所述第二轴套均为间隙配合，所述第一轴套与所述止推盘的相对面的其中一个设置有第二凹槽，所述第二轴套与所述止推盘的相对面的其中一个设置有第二凹槽。

2.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述主轴设置有轴颈，所述止推盘连接于所述轴颈的外壁，所述第一轴套包围所述轴颈的一端，所述第二轴套包围所述轴颈的另一端。

3.根据权利要求2所述的风机，其特征在于，所述第二凹槽设置于所述止推盘，所述止推盘的两个端面均设置所述第二凹槽，所述第二凹槽包括进气端和出气端，所述第二凹槽从所述进气端向所述出气端延伸，并且延伸方向与所述止推盘的转动方向相反。

4.根据权利要求3所述的风机，其特征在于，所述第二凹槽具有内侧型线和外侧型线，所述外侧型线在所述止推盘外周的切向角度为λ，满足：45°≤λ≤80°。

5.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述第一轴套与所述机壳为一体成型结构。

6.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述第一轴套设置有安装部，所述安装部沿所述主轴的轴向延伸，所述第二轴套抵接并且固定于所述安装部。

7.根据权利要求6所述的风机，其特征在于，所述安装部包围所述止推盘，所述第一轴套、所述安装部、所述第二轴套以及所述止推盘之间形成空气存储腔。

8.根据权利要求7所述的风机，其特征在于，所述安装部设置有多个连通所述空气存储腔的通孔，多个通孔沿所述安装部的周向间隔分布，所述通孔位于所述止推盘的径向外侧。

9.根据权利要求8所述的风机，其特征在于，所述第一轴套与所述机壳之间形成有气流通道，所述第一轴套的外壁设置有多个周向分布的肋板，所述肋板连接所述机壳。

10.根据权利要求9所述的风机，其特征在于，沿所述第一轴套的周向，所述肋板与所述通孔为交错布置。

11.根据权利要求6所述的风机，其特征在于，所述机壳连接有扩压器，所述扩压器设置有内套环，所述内套环套装于所述安装部和所述第二轴套的外壁。

12.清洁设备，其特征在于，包含如权利要求1至11中任一项所述的风机。

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