CN2157351Y - 用于电动机的轴承 - Google Patents

Abstract

一种用于小功率永磁直流电动机的自位轴承，它 是用涂有聚四氟乙烯的金属薄板制成的，以便可间歇 地、短暂地运转。一个管状第一部分(1)提供了一个 轴颈轴承面(4)。一个第二部分(5)从该第一部分(1) 的第一端(2)沿径向延伸，以便对第一部分(1)提供径 向支承。一个第三部分(8)从第二部分(5)的径向外 侧第二端(7)沿轴向延伸以便环绕着第一部分(1)并 且该第三部分设置有一个用于与一个轴承支座(9)啮 合的部分球形外侧安装面(10)。

Description

本实用新型涉及用于具有直径一般为2至4毫米的轴的小功率永磁直流（PMDC）电动机的轴承。这些轴承可以用金属薄板制成，然后在其转动的承载轴承面上涂上一层减摩材料。这样的轴承特别地，但不是仅仅适用于自位轴承。

用于小功率的PMDC电动机的轴承一般包括一个具有轴向隔开的第一和第二端并提供一个轴颈轴承面的第一部分，一个具有连接到第一部分上并为第一部分提供径向支承的径向内侧第一端和径向外侧第二端的第二部分，和一个用于与轴承支座啮合的第三部分。这样，对于具有一个圆筒形的轴颈轴承面和一个与轴承支座啮合的部分球形外表面的自位轴承来说，其第一、第二、和第三部分构成了环圈构件的径向内侧部分、径向中间部分、和径向外侧部分，并且，为了提供润滑，该环圈构件一般是用其疏松程度足以使其占润滑油体积一般达到20％的烧结材料制成的。

这种结构功能的轴承是相当满意的，但其制造成本也很高，尤其是轴承的外表面为自调位目的而必须加工成部分球形的情况。而且，在某些应用中，例如：车门锁紧电机——这种电机只需要间歇地运行少量的次数，它们主要问题是减小静摩擦。目前没有足够的时间去研制一种减摩油膜，因此提供一种润滑轴承所需的成本被浪费掉了。实际上，对减摩没有多大作用的油会流入整流子的接触面而导致损坏，因为，由于电机有限的运行，所以产生的热不足以使油氧化，由此防止绝缘涂层的形成。

本实用新型的目的是提供一种用于小功率PMDC电动机的轴承，与烧结轴承之类常规的轴承相比，该轴承的制造可更加经济。

本实用新型的目的是这样实现的：提供一种金属薄板轴承，其中第一、第二和第三部分是金属薄板制成的，该第一部分是管状的，该第二部分的第一端连接到第一部分的第一端上，该轴承的第三部分连接到第一、第二部分之一的第二端上，并且该轴承至少在第一部分的轴颈轴承面上涂以一层非液体的减摩材料。

由此可见，根据本实用新型，提供了一种用于小功率的PMDC电动机的轴承，该轴承包括一个具有轴向间隔开的第一和第二端并提供一轴颈轴承面的管状第一部分；一个具有位于径向内外侧的第一和第二端并以其第一端连接到第一部分的第一端上及为第一部分提供径向支承的第二部分；一个连接到第一部分的第二端或连接到第二部分的第二端上用于与一个轴承支座相啮合的第三部分，第一、第二、和第三部分是金属薄板制成的，并且至少第一部分的轴颈轴承面涂以一层非液体的减摩材料。

通过这种手段，就有可能通过简单的冲压和／或锻造或赶形加工方法用金属薄板制成轴承。

非液体的减摩材料可以包括象聚四氟乙烯（PTFE）那样的氟碳聚合物，这些材料在金属薄板受到成形加工以生产出轴承之前可以以已知的方式涂覆到该金属薄板上。而且，对于轴承是用连续的金属薄板带制成的情况，板带的整个外表面没有必要象电化学涂覆方法那样涂覆，而是可以例如通过只对板带一侧上确保每个轴承的管状第一部分的轴颈轴承面上涂覆有减摩材料所必需的部分进行喷涂的方式加以涂覆。虽然这样通常会涉及轴承表面上不必涂覆的部分而不是只涂覆所要求的轴颈轴承面，但减摩材料数量的减小会导致节约大量的成本。

遗憾的是，这种经济的方法被这样的情况所抵消，即虽然预涂覆可便于金属加工成形处理，但是成形处理不可避免地会损坏涂层。因此，已发现较好的方法是用末涂覆的金属薄板制成轴承，然后在电化学涂覆加工中对每个轴承的整个表面进行涂覆处理。

为此，电化学涂覆法可以用来提供非常满意的氟碳聚合物涂层。不过，考虑到在每个轴承的管状第一部分的轴颈轴承面上提供和保持均匀的涂层厚度中所遇到的困难之类的因素，采用已知的镍和氟碳聚合物颗粒的无电共淀积方法来形成一层其中氟碳聚合物颗粒分散在镍层内的复合涂层可以获得较好的结果。目前为止最好的结果是在这种方法之类的共淀积方法中获得的，其中氟碳聚合物颗粒是聚四氟乙烯。

在一个较佳的实施例中，第三部分连接到第二部分的径向外侧的第二端上并且绕着第一部分沿轴向延伸，以便提供可与轴承支座啮合的外侧安装面。该外侧安装面可以是圆筒形的，或者在轴承是自位轴承情况下是部分球形的，该部分球形安装面在与轴承第二部分间隔开的平面内具有垂直于轴承轴线的最大直径，该直径大于轴承第二部分的直径。为了形成这种部分球形的外侧安装面，该第二部分可以形成有至少三个沿圆周方向延伸的弧形段，该些弧形段是由从第三部分上远离第二部分的边缘延伸的切槽分隔开的。该些切槽可以延伸于部分球形安装面具有最大直径的上述平面外，并且为了便于形成部分球形面，可以通过在预先进行的冲压成形加工中移开每个切槽的相对侧上的金属薄板的方式松脱开由其冲压成轴承的坯料。

在一种变更的结构形式中——这种结构形式特别适用于弹性变形材料制的轴承支座，轴承的第二部分是平的并垂直于轴承的轴线延伸，而轴承的第三部分则例如通过从第一部分的第二端沿径向倾斜的方式至少部分地沿径向向外延伸。结合有这种轴承的轴承组件的轴承支座具有一个垂直于轴承轴线延伸的平的支承面，一个背朝该平支承面的贴合面，和一个从该平支承面向该贴合面逐渐收缩的圆截面孔。在这种组件中，轴承支座材料的弹性，轴承自身的弹性，以及轴承第三部分的外径要使得该第三部分能够穿过该孔并与设置在该孔内并由绕着该孔的轴承支座材料在其第二端给予支承的轴承第一部分相互咬合定位，第二部分与轴承支座的平支承面相互贴紧，并且第三部分与贴合面相合贴紧，以便使轴承的第二部分与平支承面保持贴紧。

在这种轴承组件中，轴承第一部分的第一端由与轴承支座的平支承面摩擦接触的轴承第二部分给予径向支承，而第一部分的第二端则由与轴承第一部分啮合的轴承支座材料给予径向支承。不过，如果由轴承支承的轴未与轴承的轴线对正，则轴承能倾斜至自对正位置。在这种情况中，轴承的平的第二部分会在轴承支座的平支承面上滑过。轴承第一部分的第一端的运动是在在轴承支座上形成的锥形孔内进行的。

以下参照附图，以举例的方式对体现本实用新型的两个轴承进行描述，其中：

图1是结合有本实用新型第一轴承的组件的立视剖面图；

图2是图1所示轴承的端视图；

图3是在制造图2所示轴承的过程中部分制成的坯料的端视图；和

图4是结合有本实用新型第二轴承的组件的侧剖面立视图。

如图1所示，金属薄板轴承具有一第一部分1，该第一部分提供了一个涂覆有聚四氟乙烯、或其它固体润滑材料之类的非液体减摩材料的轴颈轴承面4，并且该第一部分1具有第一端2和第二端3。该轴承还具有从第一部分1的第一端2沿径向延伸的第二部分5。该第二部分5具有径向内侧第一端6和径向外侧第二端7，该第一、二端6、7分别连接到轴承第一部分1的第一端2和绕第一部分1沿轴向延伸的轴承第三部分8上。

轴承第三部分8具有部分球形外侧安装面10，该安装面10座置于在轴承支座9上形成的部分球形座19内。

轴颈轴承面4上的减摩涂层会减小轴颈轴承面4和装在轴承内的轴（未示出）之间的静摩擦。如果轴未与轴承的轴线完全对正，该轴承能够通过与在轴承支座9内形成的部分球形座19啮合的部分球形外侧安装面10自身与该轴对正。

如图2和3所示，通过设置从用来制作轴承的坯料的边缘11径向向内延伸的切槽15的方式，可便于形成部分球形的安装面10。切槽15将轴承的第三部分8分成三个沿圆周向延伸的弧段12、13和14。

如图3所示，对坯料作V形冲切以便在沿圆周方向延伸的弧形段12、13和14之间提供顶尖缺口，由此便于形成部分球形外侧安装面10。

在图4所示轴承组件中，轴承第三部分8毗邻第一部分1之处通过从第一部分1的第二端3沿径向倾斜的方式沿径向向外延伸，而不是如图1至图3所示第一实施例中那样，从第二部分5的第二端7沿轴向延伸。

如图4所示，轴承支座9配置有一个垂直轴承轴线延伸的平支承面16，一个背朝该平支承面16的贴合面17，和一个从平支承面16到贴合面17分两段逐渐收缩的孔18。轴承支座是用模压塑料之类的可弹性变形的材料制成的。

轴承的尺寸设计要使得轴承的第三部分8因轴承支座9的材料弹性或轴承自身的弹性，而能穿过孔18以便通过与贴合面17啮合使第三部分8咬合定位，从而通过与平支承面16摩擦啮合的方式将轴承第二部分5固定就位，以使环绕孔18的轴承支座材料给轴承的第一部分1的第二端3提供径向支承。

第二部分5与平支承面16的摩擦啮合可给轴承的第一部分1的第一端2提供径向支承。

如果轴未与轴承轴线准确地对正，轴承由于其第二部分5在平支承面16上的摩擦运动及轴承第一部分1在锥形孔18内的运动而能够倾斜。

实际上，孔18的表面只需要从轴承第一部分1的第二端3倾斜2至3度。为清晰起见，图4所示的倾斜角作了大大夸张。

如第一实施例中那样，在轴承第一部分1内侧形成的轴颈轴承面4涂覆有减摩材料以减小轴承与装在轴承内的轴的静摩擦。不过，在这种情况中，轴颈轴承面4上的涂层是覆盖轴承的所有表面的无电共淀积层的一部分，它包含有散布在镍层中的PTFE颗粒。

显然，只要本实用新型轴承的所有表面都涂覆有一层非液体的减摩材料，就必须采取预防措施以确保任何特定表面上摩擦的减小不会有损轴承的性能。这样，在图4所示的本实用新型第2实施例中——该实施例取决于第二部分5的内表面和轴承支座9的表面16之间的摩擦啮合，啮合面之间的压力必须能加以调节以提供所需的摩擦。如果这是不可行的，就不应该将减摩材料涂层施加到轴承的此特定表面上。要作这种考虑的另一表面是图1至3所示第一实施例的外侧安装面10。

形成本实用新型轴承的金属薄板可以是任何轴承合金，例如黄铜，但在图1至3所示第一实施例的情况下，青铜要优于黄铜，因前者具有较大的弹性。

Claims (10)

1、一种用于小功率永磁直流(PMDC)电动机的轴承，它包括一个具有轴向间隔开的第一和第二端(2，3)并提供一个轴颈轴承面(4)的第一部分，一个具有位于径向内、外侧的第一端(6)和第二端(7)并对第一部分(1)提供径向支承的第二部分(5)，和一个与一个轴承支座9啮合的第三部分；

其特征在于：

所述第一、第二、和第三部分(1、5和8)是金属薄板制成的；

该第一部分(1)是管形的；

该第二部分(5)以其第一端(6)连接到该第一部分(1)的第一端(2)上；

该第三部分(8)连接到该第一和第二部分(1和5)之一的第二端(3或7)上；和

该第一部分(1)的轴颈轴承面(4)涂覆有非液体的减摩材料。

2、如权利要求1所述的轴承，其特征在于：所有表面都涂覆有非液体的减摩材料。

3、如权利要求1所述的轴承，其特征在于：所有表面都涂覆有一层无电共淀积层，该淀积层包含有分散在一镍层中的氟碳聚合物颗粒。

4、如前述任一权利要求所述的轴承，其特征在于：该第三部分（8）具有连接到该第二部分（5）的径向外侧第二端（7）上的第一端，一个与第一部分（1）的第二端（3）轴向毗邻及径向隔开的轴向隔开第二端和一个外侧安装面（10），该外侧安装面（10）是可与该轴承支座（9）啮合的，它具有与第一部分（1）同样的轴向延伸长度并绕着该第一部分（1）沿轴向延伸。

5、如权利要求4所述的轴承，其特征在于：外侧安装面（10）是圆筒形的。

6、如权利要求4所述的轴承，其特征在于：该外侧安装面（10）是部分球形的，并且在与该轴承的第二部分（5）间隔开的平面内具有垂直该轴承的轴线的最大直径，该直径大于该轴承的第二部分（5）的直径并大于第三部分（8）的第二端。

7、如权利要求6所述的轴承，其特征在于：该轴承的第三部分（8）形成有一个远离该轴承的第二部分（5）的边缘（11）以及至少三个由一些切槽（15）分隔开的沿圆周方向延伸的弧段（12、13和14），所述每个切槽（15）从该轴承的第三部分（8）的该边缘延伸到超出与该轴承的第二部分（5）间隔开的该平面外。

8、如权利要求1至3中任一项所述的轴承，其特征在于：该第三部分（8）连接到该第一部分（1）的第二端（3）上并从该端沿径向倾斜。

9、一种轴承组件，它包括权利要求8所述的轴承和一个轴承支座（9），其中，该轴承支座（9）具有一个垂直该轴承的轴线延伸的平支承面（16），一个背朝该平支承面（16）的贴合面（17），和一个围绕该轴承的第一部分（1）的圆截面孔（18），其特征在于：该圆截面孔（18）从该平支承面（16）到贴合面（17）逐渐收缩；该轴承的第二部分（5）是平的并垂直于轴承的轴线与该轴承支座（9）的平支承面（16）成贴合状地延伸；以及该轴承的第三部分（8）从该轴承的第一部分（1）的第二端（3）至少部分地沿径向向外延伸，以便啮合住贴合面（17），由此使该轴承的第二部分（5）与该轴承支座（9）的平支承面（16）保持啮合，该轴承支座材料的弹性，轴承自身的弹性，以及该轴承的第三部分（8）的外径要使第三部分（8）能穿过该孔（18）并咬合定位。

10、如权利要求9所述的轴承组件，其特征在于：该轴承的第三部分（8）通过从该轴承的第一部分的第二端（5）沿径向倾斜的方式沿径向向外延伸。