CN217176936U - 风机及清洁设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了风机及清洁设备，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；轴承组件包括止推部件和套设于主轴的轴套，止推部件连接于主轴，轴套与机壳固定连接，轴套与主轴为间隙配合，轴套的内壁面或者主轴设置有径向凹槽，止推部件与轴套为间隙配合，轴套与止推部件的相对面的其中一个设置有止推凹槽。主轴高速旋转，气体在径向凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴与轴套完全分离；同时，止推部件跟随主轴高速旋转，利用止推凹槽带动间隙中气体流动，气体在止推凹槽的边角位置形成高压区，提供止推力，限定主轴的轴向位置，提高稳定性。在运转中，主轴与轴套不接触，不产生磨损，提高使用寿命。

Description

风机及清洁设备

技术领域

本实用新型涉及清洁设备领域，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，有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种风机，采用气体轴承，有效提高转速，可靠耐用。

本实用新型同时提出采用上述风机的清洁设备。

根据本实用新型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部件和套设于所述主轴的轴套，所述止推部件连接于所述主轴，所述轴套与所述机壳固定连接，所述轴套与所述主轴为间隙配合，所述轴套的内壁面或者所述主轴设置有径向凹槽，所述止推部件与所述轴套为间隙配合，所述轴套与所述止推部件的相对面的其中一个设置有止推凹槽。

根据本实用新型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，利用径向凹槽带动间隙中气体流动，气体在径向凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴与轴套完全分离，并且支撑主轴的高速旋转；同时，止推部件跟随主轴高速旋转，利用止推凹槽带动间隙中气体流动，气体在止推凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推部件与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。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述止推部件为止推盘，所述止推盘垂直于所述主轴的轴线，所述止推盘朝向所述轴套的端面为圆环状。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述主轴的中部设置有轴颈，所述轴套包围所述轴颈，所述轴套的内壁面或者所述轴颈的外壁面设置所述径向凹槽，所述止推盘位于所述轴颈的轴向端部。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述主轴、所述轴颈及所述止推盘为一体成型结构。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述止推凹槽包括进气端和出气端，所述止推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，所述止推盘朝向所述轴套的端面周向均布有多个所述止推凹槽。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述止推凹槽在所述止推盘外周的切向角度为λ1，满足：45°≤λ1≤80°。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述止推部件为套设于所述主轴的凸环，所述凸环的一侧设置为第一锥形面，所述轴套的内壁面形成包围所述第一锥形面的第二锥形面。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述止推部件为套设于所述主轴的凸环，所述凸环的一侧设置为第一球形面，所述轴套的内壁面形成包围所述第一球形面的第二球形面。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述轴套的部分内壁面设置为圆柱面，所述圆柱面与所述主轴为径向间隙配合。

根据本实用新型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，风机在运转中，主轴高速旋转，利用径向凹槽带动间隙中气体流动，气体在径向凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴与轴套完全分离，并且支撑主轴的高速旋转；同时，止推部件跟随主轴高速旋转，利用止推凹槽带动间隙中气体流动，气体在止推凹槽的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推部件与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。主轴与轴套不接触，不产生磨损，消除异常振动和噪音，提高使用寿命。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型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为本实用新型第一方面一些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为本实用新型第一方面的一些实施例中机壳、主轴及轴套的连接关系示意图；

图4为本实用新型第一方面的一些实施例中主轴与叶轮的结构示意图；

图5为本实用新型第一方面的一些实施例中主轴的结构示意图；

图6为本实用新型第一方面一些实施例中止推盘的主视图；

图7为本实用新型第一方面另一些实施例的风机的剖视图；

图8为图7中B处的局部放大视图；

图9为本实用新型第一方面另一些实施例的风机的剖视图；

图10为图9中C处的局部放大视图。

附图标号如下：

机壳100、定子110、转子120、叶轮130，扩压器140、安装套150、肋条151；

主轴200、径向凹槽210、轴颈220；

止推部件310、止推凹槽311、轴套320；

吸风罩400。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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。

本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

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，风机的转速要求越来越高，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，本实用新型第一方面的实施例提出一种风机，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的端部连接有扩压器140及吸风罩400，吸风罩400包围叶轮130，扩压器140固定在机壳100上，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为止推部件310和套设于主轴200的轴套320，止推部件310连接在主轴200上，轴套320固定连接于机壳100，轴套320与主轴200为间隙配合，该间隙的宽度尺寸为2至6μm，而且在轴套320的内壁或者主轴200上设置有径向凹槽210，轴套320与主轴200之间相对转动时，利用径向凹槽210能够驱动该间隙中的空气流动；止推部件310与轴套320也为间隙配合，该间隙的宽度尺寸为3至5μm，轴套320与止推部件310的相对面的其中一个设置有止推凹槽311，利用止推凹槽311能够驱动该间隙中的空气流动。

风机在运转中，主轴200高速旋转，主轴200与轴套320之间发生相对转动，利用径向凹槽210带动主轴200与轴套320之间的气体流动形成高速气流，高速气流在径向凹槽210的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴200与轴套320完全分离，并且支撑主轴200的高速旋转；同时，止推部件310跟随主轴200高速旋转，利用止推凹槽311带动止推部件310与轴套320之间的气体流动形成高速气流，高速气流在止推凹槽311的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推部件310与轴套320完全分离并且产生沿主轴200轴向的止推力，以限定主轴200的轴向位置，提高稳定性，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与轴套320不接触，止推部件310与轴套320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，止推部件310采用圆环形的止推盘，止推盘固定在主轴200的外壁并且垂直于主轴200的轴线，止推盘朝向轴套320的端面为圆环状，轴套320的端面设置为相应的圆环状，以配合止推盘，止推凹槽311可以布置在止推盘的端面，也可以布置在轴套320的端面。当止推部件310跟随主轴200高速旋转，利用止推凹槽311带动止推部件310与轴套320之间的气体流动形成高速气流，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部件310与轴套320完全分离，并且产生全部沿主轴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，在主轴200的外壁中部设置有凸起的轴颈220，轴套320围绕轴颈220布置，径向凹槽210设置在轴套320的内壁面或者轴颈220的外壁面，止推盘位于轴颈220的轴向端部，通常是止推盘与轴颈220贴合，消除缝隙，避免在高速旋转中产生噪音。通常将径向凹槽210设置在轴颈220的外壁面，轴颈220具有更大的外径及表面积，便于加工径向凹槽210，可以设置更多数量的径向凹槽210，轴颈220与轴套320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5，可以理解的是，主轴200、轴颈220及止推盘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，由于止推盘只有一个并且位于轴颈220的轴向端部，不影响套装轴套320。当然也可以是主轴200与轴颈220为一体成型结构，止推盘单独加工后，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3，机壳100的内部设置有安装套150，轴套320固定在安装套150的内壁上，可以是通过胶水粘结，也可以是采用过盈配合，或者采用键槽结构安装，能够实现固定即可。利用安装套150沿周向包裹轴套320，结构稳定，降低震动及异响的风险；如图1所示，沿主轴200的轴向，安装套150的长度尺寸与轴套320较为接近，足够支撑及固定轴套320。安装套150与机壳100之间形成环形通道以供叶轮130产生的气流通过，安装套150的外壁设有多个周向均布的肋条151以连接机壳100，提供稳定的支撑以及减少流动阻力。

参照图5和图6，可以理解的是，多个止推凹槽311采用周向均布的排列方式，布置在止推盘朝向轴套320的端面，根据止推盘的外径尺寸，可选择八个止推凹槽311、十个止推凹槽311等，止推凹槽311延伸至止推盘的外周，在止推盘的外周形成开口，当止推盘跟随主轴200高速旋转，空气从开口进入止推凹槽311，并且在止推凹槽311的边缘堆积形成高压区，高压区的气流使得止推盘和轴套320分离，消除高速旋转中的接触磨损，满足高转速的要求。此外，止推凹槽311为倾斜布置，比如是沿止推盘的周向呈螺旋形，从进气端向出气端延伸，延伸方向与止推盘的转动方向相反，促使空气进入止推凹槽311。如图6所示，止推凹槽311的内侧为弧形，该弧形的圆心与止推盘的圆心一致，在该弧形的两端形成两个高压区，周向均布的多个止推凹槽311，能够形成周向均布的多个高压区，提供充足、稳定的止推力。

如图6所示，止推凹槽311在止推盘外周的切向角度为λ1，在设计上要求45°≤λ1≤80°，较佳的选择为70°≤λ1≤75°，止推盘高速旋转时，λ1的角度能够促使空气快速流入止推凹槽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，多个径向凹槽210采用周向均布的排列方式，布置在轴颈220的外壁面，根据轴颈220的外径尺寸，可选择八个径向凹槽210、十个径向凹槽210等，径向凹槽210延伸至轴颈220的端面，在轴颈220的端面形成开口，当轴颈220跟随主轴200高速旋转，空气从开口进入径向凹槽210，并且在径向凹槽210的边缘堆积形成高压区，高压区的气流使得轴颈220和轴套320分离，消除高速旋转中的接触磨损，满足高转速的要求。此外，径向凹槽210设置为V形，也即每个径向凹槽210具有两段倾斜的槽体，在轴颈220的端面，径向凹槽210的倾斜方向与轴颈220的转动方向相同，促使空气进入径向凹槽210，在径向凹槽210的中部的尖锐部分形成高压区，高压区的气流提高支撑力，使得轴颈220和轴套320分离，消除高速旋转中的接触磨损。

参照图7和图8，可以理解的是，止推部件310设置为设于主轴200外壁的凸环，凸环的一侧设置为第一锥形面，轴套320包围第一锥形面，轴套320的内壁面设置为相应的第二圆锥面，以配合凸环的第一锥形面，形成间隙配合，该间隙的宽度尺寸为3至5μm。应当理解的是，由于凸环采用了第一锥形面作为配合面，因此止推凹槽311和径向凹槽210合为一体，下面以止推凹槽311为例进行说明，止推凹槽311可以布置在第一锥形面上，也可以布置在第二圆锥面上，在风机的运转中，利用止推凹槽311产生高压区，高压区的气流使得凸环与轴套320分离，并且提供推力，该推力垂直于第一锥形面，因此可以分解为沿主轴200轴向的止推力以及沿主轴200径向的支撑力，实现径向支撑及轴向止推。凸环与主轴200可以采用一体成型结构，便于加工制造，提高结构强度及加工精度。

参照图9和图10，可以理解的是，止推部件310为套设于主轴200的凸环，凸环的一侧设置为第一球形面，轴套320包围第一球形面，轴套320的部分内壁面设置为相应的第二球形面，以配合凸环的第一球形面，形成间隙配合，该间隙的宽度尺寸为3至5μm。应当理解的是，由于凸环采用了第一球形面作为配合面，因此止推凹槽311和径向凹槽210可以是合二为一，下面以止推凹槽311为例进行说明，止推凹槽311布置在第一球形面上。在风机的运转中，利用止推凹槽311产生高压区，高压区的气流使得凸环与轴套320分离，并且提供推力，该推力的方向为第一球形面的法向，因此可以分解为沿主轴200轴向的止推力以及沿主轴200径向的支撑力，实现径向支撑及轴向止推。凸环与主轴200可以采用一体成型结构，便于加工制造，提高结构强度及加工精度。

参照图9和图10，可以理解的是，轴套320的另外一部分内壁面设置为圆柱面，该圆柱面与主轴200为径向间隙配合，在该圆柱面或者主轴200上设置径向凹槽210，主轴200高速旋转，利用径向凹槽210带动主轴200与轴套320之间的气体流动形成高速气流，高速气流在径向凹槽210的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴200与轴套320完全分离，并且支撑主轴200的高速旋转。在主轴200的径向上，具有两股支撑力，能够支撑主轴200更加稳定地旋转。

本实用新型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，风机在运转中，主轴200与轴套320之间发生相对转动，利用径向凹槽210带动主轴200与轴套320之间的气体流动形成高速气流，高速气流在径向凹槽210的边角位置形成高压区，通过动压效应使得主轴200与轴套320完全分离，并且支撑主轴200的高速旋转；同时，止推部件310跟随主轴200高速旋转，利用止推凹槽311带动止推部件310与轴套320之间的气体流动形成高速气流，高速气流在止推凹槽311的边角位置形成高压区，通过动压效应使得止推部件310与轴套320完全分离并且产生沿主轴200径向的止推力，以限定主轴200的轴向位置，提高稳定性，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存在径向移动的趋势，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与轴套320不接触，止推部件310与轴套320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。

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

Claims (10)

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，包括止推部件和套设于所述主轴的轴套，所述止推部件连接于所述主轴，所述轴套与所述机壳固定连接，所述轴套与所述主轴为间隙配合，所述轴套的内壁面或者所述主轴设置有径向凹槽，所述止推部件与所述轴套为间隙配合，所述轴套与所述止推部件的相对面的其中一个设置有止推凹槽。

2.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述止推部件为止推盘，所述止推盘垂直于所述主轴的轴线，所述止推盘朝向所述轴套的端面为圆环状。

3.根据权利要求2所述的风机，其特征在于，所述主轴的中部设置有轴颈，所述轴套包围所述轴颈，所述轴套的内壁面或者所述轴颈的外壁面设置所述径向凹槽，所述止推盘位于所述轴颈的轴向端部。

4.根据权利要求3所述的风机，其特征在于，所述主轴、所述轴颈及所述止推盘为一体成型结构。

5.根据权利要求2所述的风机，其特征在于，所述止推凹槽包括进气端和出气端，所述止推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，所述止推盘朝向所述轴套的端面周向均布有多个所述止推凹槽。

6.根据权利要求5所述的风机，其特征在于，所述止推凹槽在所述止推盘外周的切向角度为λ1，满足：45°≤λ1≤80°。

7.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述止推部件为套设于所述主轴的凸环，所述凸环的一侧设置为第一锥形面，所述轴套的内壁面形成包围所述第一锥形面的第二锥形面。

8.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述止推部件为套设于所述主轴的凸环，所述凸环的一侧设置为第一球形面，所述轴套的内壁面形成包围所述第一球形面的第二球形面。

9.根据权利要求8所述的风机，其特征在于，所述轴套的部分内壁面设置为圆柱面，所述圆柱面与所述主轴为径向间隙配合。

10.清洁设备，其特征在于，包含如权利要求1至9中任一项所述的风机。

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