CN206530527U - 轴承、具有所述轴承的电机以及具有所述电机的水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轴承、一种具有所述轴承的电机以及一种具有所述电机的水泵。所述轴承(1)包括陶瓷部分(2)和固定机构(3)。陶瓷部分(2)具有沿轴向方向延伸的中心孔(4)。所述固定机构(3)其部分地包裹陶瓷部分(2)，且具有接合陶瓷部分的中心孔的内壁(6)的至少一部分的壁部(7)，所述壁部的内侧限定所述轴承(1)的轴承孔(14)。

Description

轴承、具有所述轴承的电机以及具有所述电机的水泵

技术领域

本实用新型涉及一种轴承、一种具有所述轴承的电机以及一种具有所述电机的水泵。

背景技术

平面轴承作为一种重要的机械基础件，在航空、航天、航海、石油、化工、汽车、电子设备、冶金、电力、纺织、泵类、医疗器械、科研和国防军事等众多领域得到了广泛的应用。

其中，平面轴承可用于装配在电机的电机轴上，以承受轴向力。对于一些电机，例如用于大功率水泵的电机而言，在实际使用中其可能会被应用在非设计工况点工作，从而面临转速过快、轴向力失衡等问题。这加剧了平面轴承的磨损和变形等问题。现有的一种做法是将平面轴承装入一个带减震弹簧的塑料机构，但这导致机构复杂、成本高，且占用空间大，效果不佳。

因此，需要一款能满足长期疲劳强度使用要求、耐高温、不易变形，且结构紧凑可靠、成本低廉的平面轴承。

实用新型内容

本使用新型着眼于前文所述的问题，提出一种平面陶瓷轴承，其能够克服在恶劣条件下变形磨损等问题，并具有下文所述的其他优势。

根据本实用新型的一个方面，提出一种轴承，包括：

-陶瓷部分，其具有沿轴向方向延伸的中心孔；

-固定机构，其部分地包裹陶瓷部分，且具有接合陶瓷部分的中心孔的内壁的至少一部分的壁部，所述壁部的内侧限定所述轴承的沿轴向方向延伸的轴承孔。

根据一个可行实施方式，所述陶瓷部分包括具有第一外直径D1的第一部分和具有第二外直径D2的第二部分，所述第二外直径大于第一外直径，以形成沿径向方向设置的凸缘。

根据一个可行实施方式，所述陶瓷部分具有由第一部分限定的第一端面和由第二部分限定的第二端面，所述固定机构包裹所述第二端面、所述中心孔的内壁的至少一部分、以及所述凸缘，所述第一端面不被固定机构包裹。

根据一个可行实施方式，所述第一端面处设置有一个或多个凹槽。

根据一个可行实施方式，所述凹槽沿径向方向布置且从第一部分的内径处延伸至外径处。

根据一个可行实施方式，至少一个凹槽的底部处设置有一个或多个加深凹槽，所述固定机构穿过该加深凹槽而部分地包裹陶瓷部分。

根据一个可行实施方式，加深凹槽的宽度小于其对应的凹槽的宽度。

根据一个可行实施方式，所述固定机构充满所述加深凹槽而不充满所述凹槽。

根据一个可行实施方式，所述轴承具有三个凹槽，所述三个凹槽彼此等间距地设置。

根据一个可行实施方式，所述陶瓷部分具有贯穿所述凸缘的一个或多个贯穿开口。

根据一个可行实施方式，所述贯穿开口为圆孔。

根据一个可行实施方式，所述固定机构穿过所述贯穿开口而部分地包裹陶瓷部分。

根据一个可行实施方式，陶瓷部分与固定机构通过注塑工艺固定在一起。

根据一个可行实施方式，所述固定机构至少部分地由弹性材料构成。

根据本实用新型的第二方面，提出一种电机，其具有电机轴以及前面任一可行实施方式所述的轴承，所述轴承通过其轴承孔接收所述电机轴。

根据一个可行实施方式，所述轴承的壁部与所述电机轴为过盈配合安装。

根据本实用新型的第三方面，提出一种水泵，其具有根据本实用新型第二方面所述的电机。

根据本使用新型的上述技术特征，所述轴承至少呈现如下优势：

该轴承具有陶瓷轴承的耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等优良特性，且该轴承能够通过陶瓷部分的端面与配合部件进行端面摩擦，从而解决了其他材料轴承易磨损的问题；

该轴承固定机构与陶瓷部分具有良好的结合强度，固定牢靠，能够应用于恶劣工况；

固定机构与轴具有大的配合面积，从而在增加固定机构与陶瓷部分之间的抱紧强度的同时，杜绝了轴承的陶瓷部分伤轴的风险；

该轴承结构简单，占用空间小，且因此而易于制造、成本低廉。

下文中将结合附图对实施本实用新型的最优实施例进行详尽描述，以便能容易地理解本实用新型的上述特征和优点、以及其他特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1是根据本实用新型的一个可行实施例的轴承的立体视图；

图2是图1所示轴承的剖视图；

图3是图1所示轴承的陶瓷部分的单独立体视图；

图4是根据本实用新型的另一可行实施例的陶瓷部分的单独立体视图；

图5是轴承安装于电机轴的安装示意图；

图6是轴承安装于电机轴的另一安装示意图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

贯穿附图1-6，相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是根据本实用新型的一个可行实施例的轴承的立体视图，图2是图1所示轴承的剖视图。如图1和2所示，轴承1包括陶瓷部分2和固定机构3。

陶瓷部分2可由氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、复合陶瓷等材料制成。

陶瓷部分2具有沿轴向方向延伸的中心孔4。所述中心孔用于接收旋转轴，但陶瓷材料不直接接触旋转轴。

陶瓷部分2包括具有第一外直径D1的第一部分15和具有第二外直径D2的第二部分16。第一部分15与第二部分16可为绕中心孔的圆筒或圆环结构，第一部分15与第二部分16优选形成为一体。其中，所述第二外直径大于第一外直径，从而形成了沿径向方向设置的凸缘17。该凸缘17为第二部分16的一部分。

陶瓷部分2具有由第一部分15限定的第一端面18和由第二部分16限定的第二端面19。所述第一端面18用于与配合体(例如电机10的滑动轴承20，如下文所述)进行平面摩擦，因此不被固定机构3包裹。

固定机构3至少部分地由弹性材料构成。可选地，固定机构3通过注塑工艺固定到陶瓷部分2，从而陶瓷部分2与固定机构3具有良好的结合力，形成不易分的结构组件。

固定机构3部分地包裹陶瓷部分2。具体地，固定机构3具有接合陶瓷部分的中心孔4的内壁6的至少一部分的壁部7。作为注释，所述壁部7并非单独的部件，而是固定机构3的不可分的一体部分。

如图6所示，固定机构3的壁部7以X所示的范围接合陶瓷部分2的中心孔4的内壁6。优选地，壁部7接合陶瓷部分2的中心孔4的内壁6至少一半的面积，即X大于或等于内壁6的轴向长度的一半。更优选地，壁部7接合陶瓷部分2的中心孔4的内壁6至少三分之二的面积，即X大于或等于内壁6的轴向长度的三分之二。

固定机构3的壁部7的内侧限定所述轴承1的轴承孔14，所述轴承孔14用于接收旋转轴，例如电机10的电机轴5。

另外，所述固定机构3还包裹所述第二端面19以及所述凸缘17。

其中，通过使得固定机构3的壁部7接合陶瓷部分的中心孔的内壁6的至少一部分，增大了固定机构3与装配到轴承1的旋转轴之间的配合面积，从而杜绝了固定机构3变形、进而轴承的陶瓷部分2伤轴的风险。同时，固定机构3还通过壁部7增大了与陶瓷部分2的结合面积，进而增加了固定机构与陶瓷部分的抱紧强度，防止在旋转轴高速旋转、高温等情况下固定机构变形。

最佳如图3所示，在陶瓷部分的第一端面18处设置有一个或多个凹槽8。所述凹槽8优选沿径向方向布置，且从第一部分15的内径处延伸至外径处。所述凹槽8可用于对轴承润滑液或冷却液进行导流。

可选地，陶瓷部分其设置有三个凹槽8，所述三个凹槽彼此等间距地设置。但可采用其他数量的凹槽8。

优选地，至少一个凹槽8的底部处设置有一个或多个加深凹槽9。可选地，在如图3所示，在每一个凹槽8的底部处设置仅一个加深凹槽9，但每一个凹槽8可对应于不止一个加深凹槽，且可以存在不具有加深凹槽9的凹槽8。加深凹槽9可在凹槽8的底部中心位置处形成，形成凹槽8的加深结构。

加深凹槽9的宽度小于凹槽8的宽度。这样，如图2所示，所述固定机构3能够穿过该加深凹槽9而部分地包裹陶瓷部分。

由此，注塑过程中，由弹性材料形成的固定机构能够穿过所述加深凹槽9而内外一体相连，将陶瓷部分包裹在内部形成闭环，以进一步增加陶瓷部分与弹性固定机构之间的结合强度，杜绝可能产生的固定机构变形、卷起、翻边等问题。另外，可以使得固定机构充满加深凹槽9，但不充满凹槽8，如图1所示。这样，可留出一部分凹槽8用于轴承润滑液或冷却液的导流。

可选地，所述加深凹槽9的底部与所述第二部分16齐平。但以可根据具体情况设置加深凹槽的不同深度。

可选地，陶瓷部分的三个凹槽8的每一个在底部处设置有一加深凹槽9。

图4示出了根据另一可行实施例的陶瓷部分2的结构，其主体结构与图3相似，但其不具有加深凹槽9。同时，所述陶瓷部分2具有贯穿所述凸缘17的一个或多个贯穿开口13。优选地，一个或多个贯穿开口13沿轴向方向贯穿所述凸缘17。

所述贯穿开口13在图4所示的实施例中为圆孔，但亦可采用其他形状的贯穿开口13，如长弧形的贯穿开口。

所述固定机构3穿过所述贯穿开口13而部分地包裹陶瓷部分。即，在此结构下，所述固定机构3穿过所述贯穿开口13而包裹第二端面19、如上文所述的中心孔内壁6的至少一部分、以及所述凸缘17。这样，注塑期间，由弹性材料形成的固定机构穿过所述凸缘17的贯穿开口13而内外一体相连，以闭环形式将陶瓷部分更牢固地包裹在其内部，增加了陶瓷部分与弹性固定机构之间的结合强度，杜绝可能产生的固定机构翻边、卷起、变形等问题。

根据另一未示出的实施例，轴承1的陶瓷部分2可同时设置有一个或多个加深凹槽9和一个或多个贯穿开口13。

图5-6示出了轴承安装于电机的电机轴的示意图。其中电机包括电机端盖12、固定于电机端盖的滑动轴承20、根据本实用新型的轴承1、电机轴5、和与电机轴5制成一体的电机转子11。

电机端盖12用来固定和支撑电机轴5。滑动轴承20与电机轴5以间隙配合的方式安装。

轴承1通过其轴承孔14接收电机轴5，且在轴承孔14处，通过弹性材料形成的壁部7与电机轴5进行过盈配合安装，以实现电机轴5与轴承1的同步转动。

当电机轴高速旋转时，若弹性材料构成的固定机构与陶瓷部分的粘附性不强，则在电机轴旋转时，由于离心作用、高温、震动等因素的影响，易导致弹性的固定机构变形、歪斜、与轴之间没有抱紧力，造成平面轴承内壁6与电机轴的外壁之间产生相对摩擦，并进而造成轴磨损失效。而对于本实用新型提出的轴承1，由于采用前文所述的技术特征，该轴承的固定机构与陶瓷部分具有良好的结合强度，因此固定牢靠，不具有固定机构变形、卷起等风险。同时，由于设置了固定机构与电机轴之间的大的配合面积，从而在增加固定机构与陶瓷部分之间的抱紧强度的同时，还杜绝了轴承的陶瓷部分伤轴的风险。

如上文所述，陶瓷部分的第一端面18没有注塑的弹性固定部分。这样，轴承1通过第一端面18与滑动轴承20的端面滑动配合。由于陶瓷的耐腐蚀、耐磨、耐高温等优良特性，本方案很好地解决了轴承的轴向磨损问题。

前文所述的电机10可用于水泵，例如屏蔽式汽车电子水泵。在实际使用中，水泵可能会在非设计工况点工作，从而水泵泵腔压力失去平衡，尤其体现在轴向力方面。而通过前文所述的电机和轴承结构，能够以消除水泵非设计工况点运行时带来的非正常磨损，杜绝弹性固定机构变形、卷起等风险，增加水泵电机的寿命。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型提出的平面陶瓷轴承，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，可以对本实用新型提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出其保护范围。

附图标记列表

1 轴承

2 陶瓷部分

3 固定机构

4 中心孔

5 电机轴

6 内壁

7 壁部

8 凹槽

9 加深凹槽

10 电机

11 转子

12 电机端盖

13 贯穿开口

14 轴承孔

15 第一部分

16 第二部分

17 凸缘

18 第一端面

19 第二端面

20 滑动轴承

D1 第一部分的外直径

D2 第二部分的外直径

Claims (17)

1.一种轴承(1)，其特征在于，包括：

陶瓷部分(2)，其具有沿轴向方向延伸的中心孔(4)；

固定机构(3)，其部分地包裹陶瓷部分(2)，且具有接合陶瓷部分的中心孔的内壁(6)的至少一部分的壁部(7)，所述壁部的内侧限定所述轴承(1)的沿轴向方向延伸的轴承孔(14)。

2.如权利要求1所述的轴承(1)，其特征在于，陶瓷部分(2)包括具有第一外直径(D1)的第一部分(15)和具有第二外直径(D2)的第二部分(16)，所述第二外直径大于第一外直径，以形成沿径向方向设置的凸缘(17)。

3.如权利要求2所述的轴承(1)，其特征在于，陶瓷部分(2)具有由第一部分(15)限定的第一端面(18)和由第二部分(16)限定的第二端面(19)，所述固定机构(3)包裹所述第二端面、所述中心孔的内壁(6)的至少一部分、以及所述凸缘(17)，所述第一端面(18)不被固定机构包裹。

4.如权利要求3所述的轴承(1)，其特征在于，第一端面(18)处设置有一个或多个凹槽(8)。

5.如权利要求4所述的轴承(1)，其特征在于，所述凹槽(8)沿径向方向布置且从第一部分(15)的内径处延伸至外径处。

6.如权利要求4所述的轴承(1)，其特征在于，至少一个凹槽(8)的底部处设置有一个或多个加深凹槽(9)，所述固定机构(3)穿过所述加深凹槽(9)而部分地包裹陶瓷部分。

7.如权利要求6所述的轴承(1)，其特征在于，加深凹槽(9)的宽度小于其对应的凹槽(8)的宽度。

8.如权利要求7所述的轴承(1)，其特征在于，所述固定机构(3)充满所述加深凹槽(9)而不充满所述凹槽(8)。

9.如权利要求4所述的轴承(1)，其特征在于，其具有三个凹槽(8)，所述三个凹槽彼此等间距地设置。

10.如权利要求3所述的轴承(1)，其特征在于，所述陶瓷部分(2)具有贯穿所述凸缘(17)的一个或多个贯穿开口(13)。

11.如权利要求10所述的轴承(1)，其特征在于，所述贯穿开口为圆孔。

12.如权利要求10所述的轴承(1)，其特征在于，所述固定机构(3)穿过所述贯穿开口(13)而部分地包裹陶瓷部分。

13.如权利要求1所述的轴承(1)，其特征在于，陶瓷部分(2)与固定机构(3)通过注塑工艺固定在一起。

14.如权利要求1所述的轴承(1)，其特征在于，所述固定机构(3)至少部分地由弹性材料构成。

15.一种电机(10)，其具有电机轴(5)以及如权利要求1-14中任一项所述的轴承(1)，所述轴承通过其轴承孔(14)接收所述电机轴(5)。

16.如权利要求15所述的电机(10)，其特征在于，所述轴承的壁部(7)与所述电机轴(5)为过盈配合安装。

17.一种水泵，其具有如权利要求15所述的电机(10)。