CN114790996B - 风机和清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机和清洁设备，属于电器设备技术领域，其中风机包括机壳、主轴、叶轮和轴承组件，机壳设有支撑架，支撑架设有安装孔；主轴转动设于安装孔内；叶轮与主轴连接；轴承组件包括轴套，轴套套设于主轴且固定于安装孔内，风机通过主轴带动叶轮高速转动，采用轴承组件替代传统的滚珠轴承，轴套与主轴间隙配合形成气体轴承，减小主轴和轴套之间的摩擦；而且通过散热槽能够在轴套的外侧壁沿主轴的轴向形成散热通道，使气流能够沿散热通道带走轴套产生的热量，有助于提高轴套的散热效率，降低轴套和主轴发生热变形的情况，提高风机长时间运转的稳定性。

Description

风机和清洁设备

技术领域

本发明涉及电器设备技术领域，尤其是涉及一种风机和清洁设备。

背景技术

吸尘器的风机通过叶轮旋转做工在风机进口产生负压，从而对灰尘等产生吸力。传统的叶轮的转轴一般采用滚珠轴承进行支撑，滚珠轴承运转时会产生机械摩擦，尤其是叶轮的转速升高后机械摩擦更加明显，降低滚珠轴承的使用寿命。

相关技术中，采用气体轴承替代滚珠轴承，通过气体轴承对转轴进行支撑，由于转轴转速较高，长时间运转时气体发热会使转轴和气体轴承产生热变形，导致气体轴承的配合间隙改变，影响转子运转的稳定性。

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，通过轴套形成气体轴承且增加散热结构，能够有效提高气体轴承的散热效果，提高风机运行的稳定性。

本发明还提供包括上述风机的清洁设备。

根据本发明的第一方面实施例的风机，包括：

机壳，设有支撑架，所述支撑架设有安装孔；

主轴，转动设于所述安装孔内；

叶轮，与所述主轴连接；

轴承组件，包括轴套，所述轴套套设于所述主轴且固定于所述安装孔内，所述轴套与所述主轴沿所述主轴的径向间隙配合，所述轴套的外周壁或所述安装孔的内周壁设有散热槽，所述散热槽沿所述主轴的轴向延伸形成散热通道。

根据本发明实施例的风机，至少具有如下有益效果：

风机通过主轴带动叶轮高速转动，采用轴承组件替代传统的滚珠轴承，轴套与主轴间隙配合形成气体轴承，在主轴高速运转时能够提供径向的承载力，使主轴与轴套能够脱离，减小主轴和轴套之间的摩擦；而且在轴套的外周壁或安装孔的内周壁增加散热槽，通过散热槽能够在轴套的外侧壁沿主轴的轴向形成散热通道，使气流能够沿散热通道带走轴套产生的热量，有助于提高轴套的散热效率，降低轴套和主轴发生热变形的情况，提高风机长时间运转的稳定性。

根据本发明的一些实施例，所述散热槽至少有两条且设于所述轴套的外周壁，所述轴套的外周壁与所述安装孔的内周壁固定连接。

根据本发明的一些实施例，所述散热槽横截面的轮廓线为圆弧曲线或至少两段相连的直线。

根据本发明的一些实施例，所述主轴包括轴身和轴颈，所述轴颈的直径大于所述轴身的直径，所述轴套套设于所述轴颈，所述轴颈的外周壁或所述轴套的内周壁设有多条第一凹槽，多条所述第一凹槽沿所述主轴的周向间隔布置。

根据本发明的一些实施例，所述轴承组件还包括第一止推盘，所述第一止推盘固定于所述轴颈沿所述主轴的轴向的一端，所述第一止推盘与所述轴套沿所述轴向间隙配合。

根据本发明的一些实施例，所述轴承组件还包括第二止推盘，所述第二止推盘固定于所述轴颈远离所述第一止推盘的一端，所述第二止推盘与所述轴套沿所述轴向间隙配合。

根据本发明的一些实施例，所述轴套的外径为d1，所述第一止推盘和所述第二止推盘的外径均为d2，所述散热槽沿所述主轴的径向的深度为h1，满足：d2＜d1，h1≤(d1-d2)/2且0.5mm≤(d1-d2)/2≤1mm。

根据本发明的一些实施例，所述轴套的内径为d3，所述轴颈的直径为d4，所述轴颈与所述轴套之间的间隙为f，满足：f＝(d3-d4)/2且0.002mm≤(d3-d4)/2≤0.01mm。

根据本发明的一些实施例，所述第一止推盘和所述第二止推盘的外径均为d2，所述轴颈的直径为d4，所述风机还包括定子和转动设于所述定子内的转子，所述转子与所述主轴固定连接，所述定子的内径d5，满足：1.3d4≤d2≤0.98d5。

根据本发明的一些实施例，所述第一止推盘与所述轴套之间设有多条第二凹槽，多条所述第二凹槽沿所述主轴的周向间隔布置于所述第一止推盘的端面或所述轴套的端面；所述第二止推盘与所述轴套之间设有多条第三凹槽，多条所述第三凹槽沿所述主轴的周向间隔布置于所述第二止推盘的端面或所述轴套的端面。

根据本发明的一些实施例，沿所述主轴的轴向，所述轴套的外周壁的长度大于所述轴套的内周壁的长度，所述轴套与所述第一止推盘间隙配合的端面为第一端面，所述轴套与所述第二止推盘间隙配合的端面为第二端面，所述第一端面和所述第二端面均为弧形面或倾斜平面。

根据本发明的一些实施例，所述第一凹槽沿所述主轴的轴向螺旋延伸，所述第一凹槽沿所述主轴的轴向远离所述轴颈的端面的一端连接有第一折弯槽。

根据本发明的一些实施例，所述第二凹槽和所述第三凹槽分别沿所述主轴的周向螺旋延伸，所述第二凹槽沿所述主轴的径向靠近所述主轴的轴线一端连接有第二折弯槽，所述第三凹槽沿所述主轴的径向靠近所述主轴的轴线一端连接有第三折弯槽。

根据本发明的第二方面实施例的清洁设备，包括上述第一方面实施例所述的风机。

根据本发明实施例的清洁设备，至少具有如下有益效果：

清洁设备采用上述实施例的风机，采用轴承组件替代传统的滚珠轴承，轴套与主轴间隙配合形成气体轴承，减小主轴和轴套之间的摩擦；而且在轴套的外周壁或安装孔的内周壁增加散热槽，通过散热槽能够在轴套的外侧壁沿主轴的轴向形成散热通道，使气流能够沿散热通道带走轴套产生的热量，有助于提高轴套的散热效率，降低轴套和主轴发生热变形的情况，提高清洁设备长时间运转的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1是本发明一实施例的风机的分解结构示意图；

图2是本发明一实施例的风机的剖面结构示意图；

图3是本发明一实施例的转子系统的剖面结构示意图；

图4是本发明一实施例的轴套与支撑架装配结构的正面示意图；

图5是本发明一实施例的轴套与支撑架装配结构的立体示意图；

图6是本发明一实施例的轴套的立体结构示意图；

图7是本发明另一实施例的轴套的立体结构示意图；

图8是本发明另一实施例的风机的剖面结构示意图；

图9是本发明另一实施例的风机的剖面结构示意图；

图10是本发明一实施例的主轴与止推组件连接的正面结构示意图；

图11是本发明一实施例的主轴与止推组件连接的立体示意图；

图12是本发明一实施例的第一止推盘的正面结构示意图；

图13是本发明另一实施例的第一止推盘的正面结构示意图。

附图标记：

风机1000；

转子系统2000；

风罩100；进风口110；

叶轮200；进风通道210；安装毂220；叶片230；

扩压器300；扩压通道310；

机壳400；支撑架410；安装孔411；

主轴500；轴身510；环形槽511；轴颈520；第一凹槽530；第一进气端531；第一出气端532；第一折弯槽533；

轴承组件600；轴套610；散热槽611；散热通道612；第一端面613；第二端面614；第一止推盘620；第二止推盘630；第二凹槽640；第二进气端641；第二出气端642；第二折弯槽643；

定子700；

磁环800；

电控板900。

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，术语上、下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，需要说明的是，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。

本发明的描述中，一些实施例、具体实施例等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，并非全部实施例。

参考图1至图13描述本发明实施例的风机1000，应用于吸尘器等清洁设备中，尤其是需要超高转速风机的产品，下面以具体示例对风机1000进行说明。

参照图1和图2所示，实施例提供的风机1000包括风罩100、叶轮200、扩压器300、机壳400和主轴500，机壳400的中心位置设置有支撑架410，支撑架410设有安装孔411，主轴500可转动地安装在安装孔411内，在机壳400的上端安装风罩100和扩压器300，叶轮200和扩压器300均位于风罩100的内侧，其中，风罩100上开设有进风口110，在叶轮200与风罩100之间形成有进风通道210，扩压器300与机壳400固定连接，扩压器300与风罩100之间形成与进风通道210连通的扩压通道310，叶轮200高速旋转产生气流，气流由进风口110进入进风通道210，并通过扩压通道310进行扩压，使气流的压力得到提升，以增加风机1000产生的吸力。

以吸尘器为示例，在风机1000产生的负压作用下，能够将灰尘、垃圾等异物吸入吸尘器的滤布袋或其它处理结构中，完成吸尘等工作，附图未示出吸尘器的具体结构。

图2所示为本发明实施例的风机1000的剖面结构示意图，机壳400内还设置有用于对主轴500提供支撑的轴承组件600，该轴承组件600包括轴套610，轴套610套在主轴500上，轴套610固定在支撑架410的安装孔411内，轴套610与主轴500之间为间隙配合，轴套610可理解为主轴500的径向轴承。可理解到，在主轴500在高速旋转时轴套610内会形成动压效应产生气膜，通过气膜压力对主轴500提供径向支撑，使主轴500能够稳定运转。需要说明的是，轴套610可直接与安装孔411的内周壁固定连接，例如，轴套610的外周壁与安装孔411的内周壁过盈配合或粘接；轴套610也可以通过连接件固定在安装孔411内，例如，轴套610的内周壁与安装孔411的内周壁通过连接片相连接。

参照图2所示，轴承组件600还包括止推组件，止推组件设置在轴套610沿轴向的端部，止推组件与主轴500固定连接，止推组件与轴套610之间为间隙配合，止推组件可理解为主轴500的止推轴承，该止推组件可以设置在轴套610沿轴向的其中一端或两端。轴套610与主轴500之间以及轴套610与止推组件之间均具有间隙，这样轴套610与止推组件配合组成气体轴承，也称为空气轴承，主轴500在高速旋转时能够支撑主轴500，使主轴500能够稳定运转。

需要说明的是，止推组件与主轴500固定连接，轴套610与支撑架410固定连接，止推组件能够跟随主轴500一起转动，轴套610则固定不动。在主轴500高速旋转时，在轴套610与主轴500之间的间隙以及在轴套610与止推组件之间的间隙中气压稳定后形成气膜，从而产生动压效应，在轴向和径向上均能够对主轴500提供承载力，以支撑主轴500高速旋转，使得主轴500能够浮起且与轴套610脱离。

传统的风机使用滚珠轴承对主轴进行支撑，滚珠轴承运转时会产生机械摩擦，尤其是转速升高后机械摩擦更加明显，不仅明显降低机械效率，还产生振动和噪音，使得轴承的寿命较短。相对于传统的风机，本发明实施例的风机1000使用气体轴承替代滚珠轴承，气体轴承产生的气膜能够提供径向承载力以支撑主轴500高速旋转，可以减小主轴500和轴套610之间的摩擦，有利于提高轴承组件600的使用寿命，有效改善风机1000的性能和机械噪音；而且气体轴承能够提供较高的径向和轴向承载力，旋转精度更高，在高转速运转的同时将动力损失降到最低，转速可以达到100000转/分钟以上，满足吸尘器等清洁设备的高吸力要求。

参照图1和图2所示，实施例的风机1000还包括定子700、转子和电控板900，其中转子安装在主轴500的下端，即主轴500远离叶轮200的一端，定子700固定在机壳400内，定子700围绕设置在转子的外周，定子700和转子配合用于驱动主轴500转动，从而带动叶轮200高速旋转。电控板900安装在定子700或者机壳400上，电控板900用于对风机1000进行控制。

参照图3所示，其中，转子为磁环800且与主轴500连接，主轴500的上端与叶轮200连接，下端与磁环800连接，轴承组件600安装位于主轴500的中部位置，轴套610的轴向高度小于主轴500的轴向高度，轴套610套在主轴500的外侧壁上，止推组件包括位于轴套610上下两端的止推结构，该止推结构可以是圆盘、圆片或其它形状的止推件。实施例中将叶轮200、主轴500、轴承组件600和磁环800组成为转子系统2000，图3所示为转子系统2000的剖面结构示意图。

可以理解的是，对于超高转速的风机1000来说，定子700与转子配合驱动主轴500高速旋转，通过径向轴承和止推轴承对主轴500进行支撑。考虑到由于主轴500转速较高，长时间运转时气体发热会出现主轴500和气体轴承产生热变形的情况，导致气体轴承的配合间隙改变，降低转子系统2000运转的稳定性。因此本发明实施例在轴套610与支撑架410之间设置散热槽611，散热槽611沿主轴500的轴向延伸形成散热通道612，使气流能够沿散热通道612带走轴套610产生的热量，有助于提高轴套610的散热效率，降低轴套610和主轴500发生热变形的情况，提高转子系统2000长时间运转的稳定性。

具体来说，参照图2所示，支撑架410大致呈套筒形状，支撑架410中心的通孔为安装孔411，安装孔411与轴套610匹配，轴套610位于安装孔411内，散热槽611设置在轴套610的外周壁上且沿轴向延伸，使散热槽611的两端能够分别延伸到轴套610沿轴向的端面处，这样通过散热槽611能够在轴套610的外侧壁形成散热通道612，散热通道612与支撑架410外侧的空间连通，使气流能够从散热通道612的一端进入并从另一端流出，气流在散热通道612内与轴套610的外壁接触产生换热，能够带走轴套610的热量，达到散热目的。

可以理解的是，参照图2和图3所示，支撑架410的高度设置与轴套610的高度接近，安装孔411的孔径与轴套610的外径匹配，使轴套610的外周壁与安装孔411的内周壁能够贴合，散热槽611与安装孔411的内周壁之间形成散热通道612。需要说明的是，散热槽611的数量可以是两条或多条，散热槽611的数量越多，散热效果越好。考虑到轴套610的外周壁与安装孔411的内周壁固定连接，实施例中，将轴套610的外侧壁上相邻散热槽611之间的位置与安装孔411的内侧壁连接，可通过胶水粘接、焊接等方式进行固定，散热槽611可沿周向等间隔布置在轴套610的外侧壁上，在保证轴套610与支撑架410连接稳定性的情况下，有效提升散热效果，散热槽611的数量具体根据实际应用要求而设定，此处不作限定。

可以理解的是，在另一些实施例中，散热槽611可设置在安装孔411的内周壁上，散热槽611沿周向间隔布置，使散热槽611与轴套610的外周壁之间形成散热通道612，气流流经散热通道612时能够与轴套610的外侧壁接触，从而起到散热作用。附图未示出该实施例，散热槽611的具体形式可参见上述实施例的结构，此处不再赘述。

参照图1和图2所示，实施例中扩压器300套设在支撑架410的外侧，扩压器300位于支撑架410靠近叶轮200的一端。机壳400可进一步通过卡接结构(附图未示出)对扩压器300进行固定，使扩压器300能够稳定安装在机壳400上。此外，支撑架410与机壳400为一体成型结构，能够提高转子系统2000与机壳400的整体装配强度，结构稳定可靠。

参照图1所示，扩压器300包括安装毂220和沿安装毂220周向分布的叶片230，其中安装毂220固定连接在支撑架410上，在安装毂220、叶片230与风罩100之间限定出扩压通道310，该扩压通道310可理解为一级扩压通道。在一些实施例中，可在机壳400内进一步增加扩压结构，通过扩压结构可限定出与一级扩压通道连通的二级扩压通道，使气流通过进风通道210后能够依次经过一级扩压通道和二级扩压通道进行扩压，使气流压力进一步得到提升，以提高吸力。

参照图4所示，图4所示为轴套610与支撑架410装配的正面结构示意图。轴套610的外周壁上设置有8条散热槽611，散热槽611沿周向间隔分布且沿轴向延伸，形成有8条散热通道612，每条散热通道612均连通机壳400内侧的安装空间，该安装空间安装定子700和转子，支撑架410呈圆筒形状，支撑架410的外侧壁与机壳400的内侧固定连接，能够向支撑架410提供较高的支撑力，有助于提高转子系统2000的稳定性。

结合图2可理解到，图2中箭头所示的方向为气流方向，其中，进风通道210和扩压通道310内的气流为高速气流，具有较高的流速。散热通道612的上端朝向叶轮200的背面，进风通道210位于叶轮200朝向风罩100的一侧，也就是说进风通道210与散热通道612的上端通过叶轮200隔开，可理解到，当叶轮200高速旋转时，叶轮200尾部会将高压气导入到叶轮200背面的空间内，即在叶轮200背面具有一定气流，气流流速低于进风通道210和扩压通道310一侧的气流流速，使气流能够从散热通道612的上端进入，并自上而下流向散热通道612的下端，从而使气流与轴套610产生热交换以达到散热的目的。

需要说明的是，由散热通道612下端排出的气流会流向磁环800、定子700和电控板900所在的空间，产生对流换热，可带走磁环800、定子700和电控板900表面的热量，进一步提升风机1000内部的散热效果，有利于提高风机1000长时间运转的稳定性。

参照图3所示，实施例中轴套610整体大致呈圆环状，主轴500包括轴身510和轴颈520，轴颈520位于轴身510的中部位置，且轴颈520的直径大于轴身510的直径，叶轮200和磁环800分别连接在轴身510的上下两端，轴套610套在轴颈520上。其中，止推组件包括第一止推盘620和第二止推盘630，第一止推盘620和第二止推盘630均呈圆盘形状且固定在主轴500上，第一止推盘620和第二止推盘630分别位于轴套610沿轴向的两端。其中，第一止推盘620位于主轴500靠近叶轮200的一端，第一止推盘620与轴套610之间为间隙配合；第二止推盘630位于主轴500靠近磁环800的一端，第二止推盘630与轴套610之间为间隙配合。

需要说明的是，如图3所示，轴套610套设在轴颈520上，叶轮200和磁环800分别连接在轴身510上，第一止推盘620和第二止推盘630紧贴在轴颈520沿轴向的端面，轴套610的长度可设置略小于轴颈520的长度相同，这样通过轴颈520对第一止推盘620和第二止推盘630在轴向上起到定位作用，使第一止推盘620和第二止推盘630与轴套610之间能够隔开一定的间隙，形成止推轴承。此外，轴身510上与磁环800连接的位置设置有环形槽511，在环形槽511内填充胶水，使磁环800通过胶水与轴身510固定连接，装配方便，结构牢固可靠。

参照图5所示，图5示出了主轴500、轴套610、第二止推盘630与支撑架410装配的结构示意图，其中，主轴500插入到轴套610内，第二止推盘630与主轴500连接且与轴套610间隙配合。可以理解的是，散热通道612的端口沿周向分布在轴套610的端面位置，第二止推盘630与轴套610一侧的端面对应，若第二止推盘630的外径大于等于轴套610的外径，第二止推盘630会遮挡散热通道612的端口，使气流无法进入到散热通道612内，影响散热效果。

基于此，参照图3所示，实施例中轴套610的外径为d1，第一止推盘620和第二止推盘630的外径相等且均为d2，需要满足：d2＜d1，也即是第一止推盘620和第二止推盘630的外径均小于轴套610的外径。可理解到，在第一止推盘620和第二止推盘630的外径均小于轴套610的外径的情况下，散热槽611沿主轴500的径向的深度为h1，满足：h1≤(d1-d2)/2。

参照图5所示，以第二止推盘630为示例，(d1-d2)/2理解为第二止推盘630的外周沿与轴套610的外周沿之间沿径向的间距，散热槽611位于第二止推盘630的外周沿与轴套610的外周沿之间，散热槽611的深度不超过上述间距，例如，轴套610的外径为12mm(毫米)，第二止推盘630的外径为9mm，散热槽611的深度不超过1.5mm，可以是0.6mm、0.8mm、1.5mm等。

参照图3所示，可以理解的是，主轴500与轴套610之间的间隙为径向间隙，该径向间隙需要满足在主轴500高速旋转时，主轴500与轴套610之间的气压能够形成稳定的气膜，通过气膜形成动压效应沿径向支撑主轴500，需要说明的是，气膜厚度在周向上形成楔形，气膜厚度较小的位置产生高压区，通过高压区对主轴500提供径向承载力。

考虑到在主轴500与轴套610之间的间隙过小或过大的情况下会影响气膜的稳定性。径向间隙是影响径向轴承的静态承载力的主要因素之一，径向间隙越小，承载力越大，径向轴承能提供更大的向心力，因此风机1000可以运行在更高的转速；但是径向间隙过小，加工和装配的误差导致该径向间隙不能保证，而且高速旋转容易摩擦发热，导致的轴套610膨胀变形，使间隙减少且可能导致主轴500与轴套610发生碰撞，高转速下的主轴500的动能很高，一旦发生碰撞，容易导致主轴500和轴套610变形，两者卡死失效。

基于上述考虑，实施例中，如图3所示，轴套610的内径为d3，轴颈520的直径为d4，轴颈520与轴套610之间的间隙为f＝(d3-d4)/2，满足0.002mm≤(d3-d4)/2≤0.01mm，也就是说，轴颈520与轴套610之间的径向间隙的取值范围为0.002mm-0.01mm，有利于在径向间隙内形成稳定的气膜。例如，径向间隙可以是0.002mm、0.005mm、0.01mm等。需要说明的是，轴向间隙的取值范围可以与径向间隙相同，也可以不同。在一些优选实施例中，径向间隙的取值为0.002mm-0.006mm，轴向间隙的取值大约为0.004mm。

参照图2所示，需要说明的是，通过定子700和转子配合驱动转子系统2000运转，对于高速运转的转子系统2000来说，整个转子系统2000的质量分布情况会影响运转的稳定性。可理解到，叶轮200的尺寸与风机1000的做工能力有关，根据产品的负载性能可设计叶轮200尺寸以及定子700和转子，可以确定叶轮200的外径，也就是叶轮200的安装毂220的外径。在叶轮200外径确定的情况下，为保证转子系统2000质量的分布均匀，提高运转稳定性。

具体来说，实施例通过对轴颈520的直径d4和第一止推盘620与第二止推盘630的外径d2进行优化。而且从图2可理解到，由于第二止推盘630靠近定子700，实施例还进一步对第二止推盘630的外径d2与定子700的内径d5进行优化，减少第二止推盘630与定子700之间的干涉。其中，第二止推盘630的外径为d2，轴颈520的直径为d4，定子700的内径d5，满足：1.3d4≤d2≤0.98d5，通过该比例关系可以使整个转子系统2000的质量分布更加均匀，有效提高运转稳定性。

需要说明的是，轴套610产生的径向承载力与轴套610的直径正相关，直径越大，承载面积越大，承载力越大；然而随着直径的增大，导致主轴500的质量上升，支撑主轴500所需的承载力也随之变大，因此，实施例中轴套610的外径为d1，叶轮200的安装毂220的外径为d6，满足：0.2≤d1/d6≤0.4，有助于产生稳定的径向承载力，使转子系统2000能够在高转速下稳定运行。

而且，第一止推盘620和第二止推盘630的外径根据止推轴承的性能要求设定，第一止推盘620和第二止推盘630的外径大小与轴向间隙的面积有关，第一止推盘620和第二止推盘630的外径越大，轴向间隙面积越大。轴向间隙面积过大时主轴500和轴套610体积和质量也会相应增大，不利于产品的小型化设计，气体轴承的承载力受影响；轴向间隙面积过小时则会降低轴向承载力，不利于转子系统2000的稳定运行。因此，根据上述实施例中通过限定1.3d4≤d2≤0.98d5以及0.2≤d1/d6≤0.4，可以确定满足设计要求的轴套610的外径d1以及第一止推盘620和第二止推盘630的外径d2。在一些优选实施例中，满足0.5mm≤(d1-d2)/2≤1mm，也就是说，散热槽611的深度取值范围为0.5mm-1mm，使第一止推盘620和第二止推盘630不会遮挡散热通道612，满足散热要求，且又不影响转子系统2000整体的质量分布情况，有利于保证转子系统2000的稳定运行。

参照图6和图7所示，可以理解的是，气流流经散热通道612时，散热槽611的内壁面积越大，气流的换热效果越佳。如图6所示，散热槽611的内壁为圆弧面，其横截面的轮廓线为圆弧曲线，大致呈U形状，有利于降低气流的阻力，提升换热效果。如图7所示，散热槽611的内壁为三个平面相连组成，其横截面的轮廓线由三段直线相连形成大致呈梯形状，使散热槽611与气流的接触面积更大，有效提升散热效果。当然，散热槽611的截面不限于梯形，也可以通过多个平面组成多面的壁面结构，具体不作限定。需要说明的是，散热槽611横截面的轮廓线的开口位置宽度大于底部位置的宽度，使散热槽611具有足够大的截面面积，降低对气流的阻力，进一步提升散热效果。

参照图8和图9所示，在一些实施例中，轴套610的外周壁的轴向长度h3大于轴套610的内周壁的轴向长度h4，轴套610与第一止推盘620间隙配合的端面为第一端面613，轴套610与第二止推盘630间隙配合的端面为第二端面614，其中，第一端面613连接于轴套610一端的外周壁和内周壁之间，第二端面614连接于轴套610另一端的外周壁和内周壁之间。如图8所示，第一端面613和第二端面614均为弧形面，可理解到，由于第一端面613与第一止推盘620间隙配合，第一止推盘620设有与第一端面613对应的弧形面。如图9所示，第一端面613和第二端面614均为倾斜平面，第二止推盘630设有与第二端面614对应的倾斜平面。

可以理解的是，第一止推盘620和第二止推盘630与轴套610之间通过弧形面或倾斜平面配合形成轴向间隙，转子系统2000运转时，轴向间隙的气膜在弧形面或倾斜平面位置会产生不同方向的作用力，该作用力可分解成轴向和径向的作用力，从而可以增加轴向承载力和径向承载力，有助于使主轴500更容易浮起并与轴套610脱离，实现快速驱动转子系统2000进入高速运转状态，提升转子系统2000运转的稳定性。

参照图10和图11所示，可以理解的是，主轴500与第一止推盘620和第二止推盘630连接成整体结构，该整体结构有利于降低止推组件的装配误差，保持主轴500与轴承组件600具有较高的同轴度，第一止推盘620、第二止推盘630与轴套610配合形成的气体轴承，能够对主轴500提供较高的径向和轴向旋转精度。需要说明的是，第一止推盘620和第二止推盘630可通过胶水与主轴500连接，也可以通过过盈配合、焊接等方式，此处不作具体限定。

参照图10所示，在一些实施例中，轴颈520的外周壁设置有多条第一凹槽530，多条第一凹槽530沿主轴500的轴向呈螺旋状延伸。具体来说，第一凹槽530包括有第一进气端531和第一出气端532，其中第一进气端531位于轴颈520的边缘位置，第一进气端531沿周向倾斜延伸，且延伸方向与主轴500的转动方向相反，例如，叶轮200的转动方向为顺时针时，多条第一凹槽530的延伸方向沿围绕逆时针方向倾斜，使气流能够更容易从第一凹槽530的第一进气端531进入，并在第一凹槽530的第一出气端532，有利于快速产生动压效应形成气膜。

如图10所示，多条第一凹槽530沿主轴500的周向弯曲延伸，大致呈螺旋形状。可以理解的是，轴颈520的外周壁和轴套610的内周壁之间形成径向气隙，主轴500在高速旋转的过程中，空气能够从第一凹槽530进入径向气隙内并在第一凹槽530的第一出气端532位置形成高压区，由于第一凹槽530沿周向均匀布置，可产生均匀分布的高压区，高压区产生的压强有助于形成稳定的气膜，对主轴500产生径向的承载力，从而使轴颈520与轴套610完全脱离，使得转子系统2000在高速运转时更加稳定，改善风机1000的性能和机械噪音。

需要说明的是，由于空气可以从轴套610两端的位置进入径向气隙，图10所示实施例中在轴颈520沿轴向的两端的外周壁分别设置有多条第一凹槽530，使轴颈520上的第一凹槽530分开两组，有利于对主轴500提供更稳定的径向承载力。

参照图11所示，在一些实施例中，每条第一凹槽530在第一出气端532处连接有第一折弯槽533，在第一凹槽530与第一折弯槽533的连接位置具有转角位置，第一凹槽530与第一折弯槽533大致呈V形槽，第一折弯槽533也可以理解为第一凹槽530的延长段。可以理解的是，气流从第一进气端531进入第一凹槽530经过第一折弯槽533时可以改变气流的方向，使气流在第一凹槽530与第一折弯槽533的连接处形成高压区，通过第一折弯槽533可以增加高压区面积，进一步提供径向承载力。需要说明的是，图11所示实施例中，第一凹槽530分成两组布置在轴颈520的两端，在轴颈520的中间位置将两组第一凹槽530分隔开，降低不同组的第一凹槽530之间的气流产生干扰。

作为另一种实施例，多条第一凹槽530还可以设置在轴套610的内周壁(附图未示出该实施例)。当主轴500在高速旋转的过程中，也可以使空气进入径向气隙内并在第一凹槽530与第一折弯槽533的连接处形成高压区，高压区产生的压强有助于形成稳定的气膜，对主轴500产生径向的承载力，从而使轴颈520与轴套610完全脱离，使得转子系统2000在高速运转时更加稳定，改善风机1000的性能和机械噪音。第一凹槽530的具体形式可参见图10和图11所示实施例的结构，此处不再赘述。

参照图11所示，在一些实施例中，在第一止推盘620朝向轴套610的端面上设置有多条第二凹槽640，在第二止推盘630朝向轴套610的端面上设置有多条第三凹槽(附图未示出)，多条第二凹槽640和多条第三凹槽均沿周向间隔分布，下面以第一止推盘620为示例进行具体说明。

参照图12所示，图12所示为一实施例的第一止推盘620的正面示意图。多条第二凹槽640沿主轴500的周向螺旋延伸，每条第二凹槽640也包括第二进气端641和第二出气端642，其中第二凹槽640的第二进气端641位于第一止推盘620的外周沿，第二进气端641沿周向倾斜延伸，且延伸方向与主轴500的转动方向相反，例如，叶轮200的转动方向为顺时针时，多条第二凹槽640的延伸方向沿围绕逆时针方向倾斜，使气流能够更容易从第二凹槽640的第二进气端641进入，并在第二凹槽640的第二出气端642，有利于快速产生动压效应形成气膜。多条第一凹槽530沿主轴500的周向弯曲延伸，大致呈螺旋形状。第一止推盘620与轴套610之间形成轴向气隙，主轴500在高速旋转的过程中，空气能够从第二凹槽640进入轴向气隙内并在第二凹槽640的第二出气端642位置形成高压区，高压区产生的压强有助于形成稳定的气膜，对主轴500产生轴向的承载力，轴向的承载力能够对主轴500沿轴向进行限制，配合径向的承载力对转子系统2000进行支撑，使转子系统2000运行更加稳定，进一步提高了风机1000的稳定性。

参照图13所示，图13所示为另一实施例的第一止推盘620的正面示意图。每条第二凹槽640在第二出气端642处连接有第二折弯槽643，第二凹槽640与第二折弯槽643连接大致呈V形槽，第二折弯槽643也可以理解为第二凹槽640的延长段。可以理解的是，气流从第二进气端641进入第二凹槽640经过第二折弯槽643时可以改变气流的方向，使气流在第二凹槽640与第二折弯槽643的连接位置形成高压区，通过第二折弯槽643可以增加高压区面积，进一步提供轴向承载力。

实施例中对于第三凹槽的具体形状和分布结构可参见第二凹槽640的实施方式，同样的，可以在第三凹槽的出气端连接第三折弯槽(附图未示出)，以增加第二止推盘630端面的高压区面积，此处不再具体赘述。可理解到，空气能够沿第二凹槽640和第三凹槽进入到轴套610两端的轴向间隙内，并从轴向间隙进入到径向间隙内，从而使能够在轴向间隙和径向间隙内分别形成高压区，在达到高转速的情况下形成稳定气膜，使主轴500在径向和轴向上均得到承载，转子系统2000运转更稳定。

可以理解的是，第一凹槽530形成在轴颈520的外侧壁上，第二凹槽640凹陷形成在第一止推盘620的端面上，第三凹槽凹陷形成在第二止推盘630的端面上，第一凹槽530、第二凹槽640和第三凹槽的深度增大，有利于提高转子系统2000的阻尼和稳定性，然而深度过大，会导致等效间隙变大，径向和轴向的承载力变小，提供的向心力减少，不利于转子的高转速运行。因此，实施例中第一凹槽530的深度、第二凹槽640和第三凹槽的深度均为h2，满足h2≤0.005mm，例如第一凹槽530、第二凹槽640和第三凹槽的深度可以是0.002mm、0.005mm等。需要说明的是，第一凹槽530的深度不超过径向间隙的取值范围，第二凹槽640和第三凹槽的深度不超过轴向间隙的取值范围。

需要说明的是，对于转子系统2000来说，通过第一凹槽530、第二凹槽640和第三凹槽能够使轴向间隙和径向间隙内产生更加明显的动压效应，从而提供更大的轴向承载力和径向承载力，能够稳定支撑整个转子系统2000以实现高速运转。

参照图图3和12所示，以第一止推盘620为示例进行说明，多个第二凹槽640均匀分布在第一止推盘620的端面，多个第二凹槽640在第一止推盘620上沿主轴500径向的最小直径φ1与轴套610的内径d3的关系满足φ1＞d3。可以理解的是，空气从第一止推盘620的边缘处沿第二凹槽640进入轴向间隙中，第二凹槽640的第二出气端642靠近第一止推盘620的中心，多个第二凹槽640的第二出气端642位于同一径向位置，不仅便于加工，而且使第二凹槽640的高压区能够沿周向均匀分布，提供更稳定的轴向承载力。第二凹槽640的第二出气端642所在位置可理解为最小直径位置。

可理解到，若第二凹槽640的第二出气端642延伸至轴套610的内侧壁时，气流直接与径向间隙连通，难以在第二凹槽640内形成高压区，不利于产生稳定气膜，因此实施例中将第二凹槽640的第二出气端642所对应的直径设置大于轴套610的内径，使得气流能够在第二出气端642产生高压区。需要说明的是，当第二凹槽640的第二出气端642连接有第二折弯槽643时，第二折弯槽643所在位置的最小直径为第二凹槽640的最小直径位置。

需要说明的是，第一止推盘620上第二凹槽640的数量不变且满足上述φ1＞d3的情况下，第二凹槽640沿径向延伸的长度越长，第二凹槽640所占的区域越大，可理解到，当第二凹槽640的区域过大时第一止推盘620与轴套610之间的等效间隙增大，承载力下降。而当第二凹槽640的区域过小时，第二凹槽640所产生的高压区的作用有限，不利于提高转子系统2000稳定性。基于此，实施例中，将轴套610的内径d3、外径d1和最小直径φ1进一步进行优化，满足：d3+(d1-d3)/2＜φ1＜0.5mm+d3+(d1-d3)/2，有效避免第二凹槽640的区域过小或过大，有利于在第一止推盘620上形成有效的凹槽区域，使转子系统2000运行更稳定性。

需要说明的是，第二凹槽640不限于设置在第一止推盘620上，也可以将第二凹槽640设置在轴套610朝向第一止推盘620的端面上，附图未示出该实施例。此外，当第三凹槽设置在第二止推盘630的端面上时，第三凹槽在第二止推盘630上沿径向的最小直径φ2与轴套610的内径d3的关系满足φ2＞d3。且在一些优选实施例中，轴套610的内径d3、外径d1和最小直径φ2满足：d3+(d1-d3)/2＜φ2＜0.5mm+d3+(d1-d3)/2，有利于在第二止推盘630上形成有效的凹槽区域，使转子系统2000运行更稳定性，具体参见上述实施例中第二凹槽640的结构。当然，第三凹槽也可以设置在轴套610朝向第二止推盘630的端面上，此处不再赘述。

需要说明的是，实施例中可通过激光切割成型或电腐蚀等工艺在轴颈520上加工形成第一凹槽530，同时进行镀层处理，采用的镀层材料优选为特氟龙、类金刚石薄膜(Diamond-Like Carbon，DLC)等耐磨材料，使轴颈520的表面具有较强的耐磨性能。同时，也可在第一止推盘620和第二止推盘630上通过上述工艺加工形成第二凹槽640和第三凹槽，具体不再赘述。

本发明的实施例还提供一种清洁设备(附图未示出)，该清洁设备可以是吸尘器，具体包括以上实施例所述的风机1000，风机1000采用轴承组件600作替代传统的滚珠轴承，能够减小主轴500和轴套610之间的摩擦，有利于提高轴承组件600的使用寿命。实施例中通过在轴套610的外周壁设置散热槽611，散热槽611沿轴向延伸形成散热通道612，使气流能够在散热通道612内与轴套610的外壁接触进行换热，能够带走轴套610的热量，有助于提高轴套610的散热效率，降低轴套610和主轴500发生热变形的情况，提高风机1000长时间运转的稳定性。

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 (11)

1.风机，其特征在于，包括：

机壳，设有支撑架，所述支撑架设有安装孔；

主轴，转动设于所述安装孔内；

叶轮，与所述主轴连接；

风罩，设有进风口，所述风罩与所述机壳固定连接；

扩压器，与所述机壳固定连接，所述扩压器和所述叶轮位于所述风罩内，所述叶轮与所述风罩之间形成有进风通道，所述扩压器与所述风罩之间形成有与所述进风通道连通的扩压通道；

轴承组件，包括轴套，所述轴套套设于所述主轴且固定于所述安装孔内，所述轴套与所述主轴沿所述主轴的径向间隙配合，所述轴套的外周壁或所述安装孔的内周壁设有散热槽，所述散热槽沿所述主轴的轴向延伸形成散热通道，所述散热通道与所述叶轮背向所述进风通道的空间连通；

所述主轴包括轴身和轴颈，所述轴颈的直径大于所述轴身的直径，所述轴套套设于所述轴颈，所述轴承组件还包括第一止推盘和第二止推盘，沿所述主轴的轴向，所述第一止推盘和所述第二止推盘分别固定于所述轴颈的两端，且与所述轴套间隙配合；所述轴套的外径为d1，所述第一止推盘和所述第二止推盘的外径均为d2，所述轴颈的直径为d4，所述风机还包括定子和转动设于所述定子内的转子，所述转子与所述主轴固定连接，所述定子的内径为d5，所述叶轮的安装毂的外径为d6，满足：1.3d4≤d2≤0.98d5，且0.2≤d1/d6≤0.4。

2.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述散热槽至少有两条且设于所述轴套的外周壁，所述轴套的外周壁与所述安装孔的内周壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述散热槽横截面的轮廓线为圆弧曲线或至少两段相连的直线。

4.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述轴颈的外周壁或所述轴套的内周壁设有多条第一凹槽，多条所述第一凹槽沿所述主轴的周向间隔布置。

5.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述散热槽沿所述主轴的径向的深度为h1，满足：d2＜d1，h1≤(d1-d2)/2且0.5mm≤(d1-d2)/2≤1mm。

6.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述轴套的内径为d3，所述轴颈的直径为d4，所述轴颈与所述轴套之间的间隙为f，满足：f＝(d3-d4)/2且0.002mm≤(d3-d4)/2≤0.01mm。

7.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述第一止推盘与所述轴套之间设有多条第二凹槽，多条所述第二凹槽沿所述主轴的周向间隔布置于所述第一止推盘的端面或所述轴套的端面；所述第二止推盘与所述轴套之间设有多条第三凹槽，多条所述第三凹槽沿所述主轴的周向间隔布置于所述第二止推盘的端面或所述轴套的端面。

8.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，沿所述主轴的轴向，所述轴套的外周壁的长度大于所述轴套的内周壁的长度，所述轴套与所述第一止推盘间隙配合的端面为第一端面，所述轴套与所述第二止推盘间隙配合的端面为第二端面，所述第一端面和所述第二端面均为弧形面或倾斜平面。

9.根据权利要求4所述的风机，其特征在于，所述第一凹槽沿所述主轴的轴向螺旋延伸，所述第一凹槽沿所述主轴的轴向远离所述轴颈的端面的一端连接有第一折弯槽。

10.根据权利要求7所述的风机，其特征在于，所述第二凹槽和所述第三凹槽分别沿所述主轴的周向螺旋延伸，所述第二凹槽沿所述主轴的径向靠近所述主轴的轴线一端连接有第二折弯槽，所述第三凹槽沿所述主轴的径向靠近所述主轴的轴线一端连接有第三折弯槽。

11.清洁设备，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的风机。