一种小微型散热风扇的制作方法

本实用新型是涉及一种小微型散热风扇，属于高精密机械技术领域。

背景技术：

随着电子产品应用技术的不断提高和发展，中央处理器等电子元件的运行速度越来越快，其运行时产生的热量也随之相应增加，如果不将这些热量及时散发出去，将极大影响电子元件的性能，使电子元件的运行速度降低，并且随着热量的不断累积，还可能烧毁电子元件，因此必须对电子元件进行快速有效散热。

为此，通常在电子元件附近安装一散热风扇，通过风扇扇叶旋转产生的气流直接吹向电子元件或安装于电子元件上的散热器，而对其实现有效散热。现有散热风扇一般包括一定子及环设于该定子外围并可相对定子转动的一转子，该转子包括一轮毂、从轮毂垂直延伸的一转轴及环设于轮毂外围的若干扇叶，该定子中央设置一轴承，转子的转轴收容于该轴承内定位。该散热风扇工作时，转子相对于定子作高速旋转运动，扇叶转动时产生气流从而驱散热量。

由于散热风扇驱散热量的效率与扇叶的尺寸、数量及转轴的转速息息相关，而随着电子元件向微小型化的发展，要求散热风扇的体积越来越小，要实现微小体积的风扇能满足高散热要求，就只能要求超高转速。但现有的散热风扇所用轴承均为含油轴承，只能实现不超过10000转每分钟的转速，以致成为电子元件向微小型化的发展瓶颈，因此，研发一种可实现超高速运行的小微型散热风扇，将对实现电子元件向微小型化的发展具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型的目的是提供一种小微型散热风扇，以促进电子元件向微小型化的发展。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种小微型散热风扇，包括转子、定子、转轴、轴承、若干扇叶及固定扇叶的轮毂，其特征在于：所述轴承为混合式动压气体径向轴承，包括轴承外套、轴承内套及设置在轴承外套与内套之间的箔型弹性件。

作为优选方案，所述轴承内套的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹。

作为进一步优选方案，所述轴承内套的一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。

作为进一步优选方案，所述轴承内套的外圆周面的槽式花纹中的轴向高位线与两端面的槽式花纹中的径向高位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向中位线与两端面的槽式花纹中的径向中位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向低位线与两端面的槽式花纹中的径向低位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接。

作为进一步优选方案，所述的槽式花纹为叶轮形状。

作为优选方案，在与轴承内套的外圆周面相配合的箔型弹性件的配合面上设有耐磨涂层。

作为优选方案，所述的箔型弹性件与轴承内套的配合间隙为0.003～0.008mm。

作为优选方案，所述的箔型弹性件的两端均固定在轴承外套的内圆周壁上。

作为优选方案，所述的箔型弹性件为多个，且沿轴承外套的内圆周壁均匀分布。

作为进一步优选方案，在轴承外套的内圆周壁设有用于固定箔型弹性件的卡槽。

作为优选方案，所述的箔型弹性件经过表面热处理。

作为一种实施方案，所述的箔型弹性件由波箔和平箔组成，所述波箔的弧形凸起顶端与平箔相贴合，所述波箔的波拱间过渡底边与轴承外套的内圆周壁相贴合。

作为另一种实施方案，所述的箔型弹性件由波箔和平箔组成，所述波箔的弧形凸起顶端与轴承外套的内圆周壁相贴合，所述波箔的波拱间过渡底边与平箔相贴合。

作为又一种实施方案，所述的箔型弹性件由两个平箔组成，其中靠近轴承外套内圆周壁的平箔上设有通孔。

作为优选方案，在轴承外套的两端设有止环。

作为优选方案，所述轮毂与转轴间通过锁紧螺栓连接固定。

作为进一步优选方案，所述转轴和锁紧螺栓均开设有空腔，以减轻所述风扇的重量。

作为优选方案，所述的超高速散热风扇还包括风扇壳体和转轴底座，在靠近转轴底座的转轴上设有转轴锁母。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

因本实用新型通过使用混合式动压气体径向轴承代替含油轴承，以气体作为轴承的润滑剂，不仅具有无污染、摩擦损失低、使用时间长、适用范围广等诸多优点，尤其是，当本实用新型所述的混合式动压气体径向轴承采用如下结构“在轴承外套和轴承内套之间设置箔型弹性件，并使轴承内套的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹，且外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接，并且一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称”时，可实现在气浮状态下的超高速稳定运转(可达160,000～450,000rpm的极限转速)，而且噪声小，因此针对相同散热要求，本实用新型可使散热风扇的体积显著减小实现微型化，因而对促进电子元件向微小型化的发展具有重要价值，相对于现有技术具有显著性进步。

附图说明

图1是实施例1提供的一种小微型散热风扇的前视立体结构示意图；

图2是实施例1提供的小微型散热风扇的后视立体结构示意图；

图3是实施例1提供的小微型散热风扇的正视结构示意图；

图4是图3的A-A向视图；

图5是实施例1中所述混合式动压气体径向轴承的局部分割的左视立体结构示意图；

图6是图5中的B局部放大图；

图7是实施例1中所述混合式动压气体径向轴承的局部分割的右视立体结构示意图；

图8是图7中的C局部放大图；

图9是实施例2提供的一种混合式动压气体径向轴承的剖面结构示意图；

图10是图9中的D局部放大图；

图11是图10中的E局部放大图；

图12是实施例3提供的一种混合式动压气体径向轴承的剖面结构示意图；

图13是图12中波箔的结构示意图；

图14是实施例4提供的一种混合式动压气体径向轴承的剖面结构示意图；

图15是图14中设有通孔的平箔的结构示意图。

图中标号示意如下：1、转子；2、定子；3、转轴；31、转轴空腔；4、轴承；41、轴承外套；411、卡槽；42、轴承内套；43、槽式花纹；431、外圆周面的槽式花纹；4311、轴向高位线；4312、轴向中位线；4313、轴向低位线；432、左端面的槽式花纹；4321、径向高位线；4322、径向中位线；4323、径向低位线；433、右端面的槽式花纹；4331、径向高位线；4332、径向中位线；4333、径向低位线；44、止环；45、箔型弹性件；451、波箔；4511、弧形凸起；4512、波拱间过渡底边；452、平箔；453、设有通孔的平箔；4531、平箔上的通孔；454、耐磨涂层；5、扇叶；6、轮毂；7、风扇壳体；8、转轴底座；9、锁紧螺栓；91、锁紧螺栓空腔；10、转轴锁母。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细地说明。

实施例1

结合图1至图4所示：本实施例提供的一种小微型散热风扇，包括转子1、定子2、转轴3、轴承4、若干扇叶5、固定扇叶的轮毂6、风扇壳体7和转轴底座8，所述轴承4为混合式动压气体径向轴承，包括轴承外套41、轴承内套42及设置在轴承外套41与轴承内套42之间的箔型弹性件45。所述轮毂6与转轴3间通过锁紧螺栓9连接固定。

由于箔型弹性件45与轴承内套42的外圆周面间形成了楔形空间，因此，当轴承内套42转动时，气体因其自身的粘性作用被带动并被压缩到楔形空间内，使径向动压力得到显著增强以致可成倍增大支撑力；同时，由于增加了箔型弹性件45，在其弹性作用下，还可使轴承的载荷能力增强，使轴承的抗冲击能力和抑制轴涡动的能力显著提高。

为减轻风扇的重量，所述转轴3和锁紧螺栓9均开设空腔(31/91)。

为确保高速转动的稳定性，在靠近转轴底座8的转轴3上设有转轴锁母10。

结合图5至图8所示：所述轴承内套42的外圆周面和左、右端面均具有规则形状的槽式花纹43(如图中的431、432和433，本实施例中的槽式花纹均为叶轮形状)，且左端面的槽式花纹432与右端面的槽式花纹433形成镜像对称。位于轴承内套42的外圆周面的槽式花纹431的轴向轮廓线与左、右端面的槽式花纹(432和433)的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接，即：外圆周面的槽式花纹431中的轴向高位线4311与左、右端面的槽式花纹(432和433)中的径向高位线(4321和4331)均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹431中的轴向中位线4312与左、右端面的槽式花纹(432和433)中的径向中位线(4322和4332)均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹431中的轴向低位线4313与左、右端面的槽式花纹(432和433)中的径向低位线(4323和4333)均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接。

通过使轴承内套42的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹(431、432和433)，左端面的槽式花纹432与右端面的槽式花纹433形成镜像对称及外圆周面的槽式花纹431的轴向轮廓线与左、右端面的槽式花纹(432和433)的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接，可保证两端面的叶轮形状的槽式花纹(432和433)所产生的增压气体从轴心沿径向不断地往外圆周面的槽式花纹431形成的凹槽通道里输送，以致形成更强支撑高速运转轴承所需的气膜，而气膜即作为动压气体径向轴承的润滑剂，因此可实现所述轴承4在气浮状态下的高速稳定运转。

另外，当在轴承外套41的两端分别设置止环44时，可实现在高速回转轴的带动下，使轴承内套42的两端面与止环44间产生自密封作用，使槽式花纹连续产生的动压气体能完好地密闭保存在轴承的整个配合间隙中，充分保证高速运转的动压气体径向轴承的润滑需要。

经测试：所述的混合式动压气体径向轴承可实现200,000～450,000rpm的极限转速，而且噪声小；因此针对相同散热要求，本实用新型可使散热风扇的体积显著减小实现微型化，因而对促进电子元件向微小型化的发展具有重要价值。

实施例2

结合图9和图10所示：所述的箔型弹性件45采用波箔451和平箔452组成，所述波箔451的弧形凸起4511的顶端与平箔452相贴合，所述波箔451的波拱间过渡底边4512与轴承外套41的内圆周壁相贴合。在轴承外套41的内圆周壁设有用于固定箔型弹性件45两端的卡槽411，所述卡槽411与箔型弹性件45的数量相对应，且均沿轴承外套41的内圆周壁均匀分布。

如图11所示：在与轴承内套42的外圆周面相配合的箔型弹性件45的配合面(即：构成箔型弹性件45的平箔452的内表面)上设有耐磨涂层454，以降低高速运转的轴承内套42对箔型弹性件45的磨损，延长轴承的使用寿命。

所述的箔型弹性件45优选经过表面热处理，以更好地满足高速运转的性能要求；所述的箔型弹性件45与轴承内套42的配合间隙优选为0.003～0.008mm，以进一步确保轴承高速运转的可靠性和稳定性。

实施例3

如图12所示，本实施例所述的箔型弹性件45由波箔451和平箔452组成，所述波箔451的弧形凸起4511的顶端与轴承外套41的内圆周壁相贴合，所述波箔451的波拱间过渡底边4512与平箔452相贴合。

图13所示为所述波箔451的结构示意图。

实施例4

如图14和15所示，本实施例所述的箔型弹性件45由平箔452和设有通孔4531的平箔453组成。