大长径比高精度轴承及制造方法以及水泵转子及制造方法与流程

本发明涉及一种大长径比高精度轴承及其制造方法；另外，本发明还涉及一种水泵转子及其制造方法。

背景技术：

轴承是用以支承轴颈或轴上回转件的常用的机械零件，根据轴承的工作原理可分为滚动摩擦轴承即滚动轴承和滑动摩擦轴承即滑动轴承。滚动轴承主要是滚珠轴承，滚珠轴承为通用零件，优势是寿命长，但劣势是噪音相对大，同时轴承越小，加工难度越大，成本越高。滑动轴承在微电机领域应用广泛，这种轴承普遍采用粉末冶金工艺制造，优势是成本低，精度高，劣势是寿命相对短。目前市场上还出现了采用自润滑材料制造的工程塑料轴承，其通常是单独作为内衬部件出售，多用于低速、重载的轴套应用，工程塑料轴承有很多优点，比如装配简单，能满足各种苛刻的环境，金属与塑料摩擦声音低，甚至静音，承受外界污染如灰尘污染的能力强。

径向滑动轴承的长径比——即长度与直径的比值——通常在3以内是合理的，长径比大于10的轴承由于生产工艺的限制等原因造成实现困难，本发明将长径比大于或等于5轴承定义为“大长径比轴承”。如用于水族箱等场合的微型水泵的转子由于结构的限制，不仅轴承壁薄，同时内孔长度长，因此要求使用较大长径比的径向滑动轴承。现有的这类轴承采用石墨或陶瓷制成。石墨轴承存在以下缺陷：轴承不能做出薄壁结构；注塑成型或压入到转子后，其内径容易收缩；磨损大；易产生黑色磨损颗粒，造成污染水。陶瓷轴承存在以下缺陷：内孔难加工；由于陶瓷不具备自润滑性，因此不能干摩擦；材料脆，易损坏；长径比大于3的轴承难实现。

如图1所示为一种现有的转子的断面结构示意图，其是一种微型水泵的转子，该转子与轴承安装方式是在转子10的两端各压入一个轴承20、30或一端注塑、一端压入一个轴承，这种转子的缺点是存在两个轴承同心度偏差问题，同轴度难以保证，同时由于考虑同心度，轴承的公差大，与轴配合间隙大，另外注塑过程中轴承会因为注塑压力而变形收缩，对转子的运行产生不良影响，精度不够，易产生抖动、噪音等问题，过早失效。另外，现有的同类转子还有采用陶瓷轴承或石墨轴承注塑在转子中部的方式，由于前述这类轴承的固有缺陷，其长度有限，轴承在转子的轴向中间部位不如轴承在两端部位运行稳定，而且轴承的摩擦面大，难以保证转子的运转精度，易产生抖动、噪音等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术上的不足，提供一种润滑性好、同轴度佳、长寿命的大长径比高精度轴承。

本发明还提供一种大长径比高精度轴承的制造方法。

另外，本发明还提供一种包括该大长径比高精度轴承的水泵转子。

本发明还提供一种水泵转子的制造方法。

本发明的大长径比高精度轴承所采用的技术方案是：本发明的大长径比高精度轴承包括位于两端的第一摩擦部、第二摩擦部，位于中部并将所述第一摩擦部与所述第二摩擦部连接起来的结构连接部，所述第一摩擦部的中心设有第一轴孔，所述第二摩擦部的中心设有第二轴孔，所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体，通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴，所述第一摩擦部的内径尺寸为d1，所述第二摩擦部的内径尺寸为d2，所述结构连接部的内径尺寸为d3，d1＝d2＜d3。

所述第一摩擦部和所述第二摩擦部采用改性耐磨高分子聚合物制成。

所述结构连接部采用金属或工程塑料制成。

所述高精度轴承的长径比≥5。

所述第一摩擦部与所述第二摩擦部的内径同心度≤0.005mm。

所述高精度轴承的内径尺寸公差≤0.01mm。

本发明的大长径比高精度轴承的制造方法所采用的技术方案是：所述大长径比高精度轴承包括位于两端的第一摩擦部、第二摩擦部，位于中部并将所述第一摩擦部与所述第二摩擦部连接起来的结构连接部，所述第一摩擦部的中心设有第一轴孔，所述第二摩擦部的中心设有第二轴孔，所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体，通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴，所述第一摩擦部的内径尺寸为d1，所述第二摩擦部的内径尺寸为d2，所述结构连接部的内径尺寸为d3，d1＝d2＜d3；大长径比高精度轴承的制造方法包括以下步骤：(A)分别预制所述第一摩擦部、所述第二摩擦部、所述结构连接部；(B)将所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体；(C)通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴。

所述第一摩擦部和所述第二摩擦部采用改性耐磨高分子聚合物制成。

所述结构连接部采用金属或工程塑料制成。

所述高精度轴承的长径比≥5。

所述第一摩擦部与所述第二摩擦部的内径同心度≤0.005mm。

所述高精度轴承的内径尺寸公差≤0.01mm。

本发明的水泵转子所采用的技术方案是：本发明的水泵转子包括转子本体，以及大长径比高精度轴承，所述大长径比高精度轴承包括位于两端的第一摩擦部、第二摩擦部，位于中部并将所述第一摩擦部与所述第二摩擦部连接起来的结构连接部，所述第一摩擦部的中心设有第一轴孔，所述第二摩擦部的中心设有第二轴孔，所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体，通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴，所述第一摩擦部的内径尺寸为d1，所述第二摩擦部的内径尺寸为d2，所述结构连接部的内径尺寸为d3，d1＝d2＜d3，所述大长径比高精度轴承加工成型后，所述转子本体通过注塑成型于所述大长径比高精度轴承的外围形成一体，所述水泵转子通过所述第一轴孔和所述第二轴孔与转轴相适配滑动连接。

所述第一摩擦部和所述第二摩擦部采用改性耐磨高分子聚合物制成。

所述结构连接部采用金属或工程塑料制成。

所述高精度轴承的长径比≥5。

所述第一摩擦部与所述第二摩擦部的内径同心度≤0.005mm。

所述高精度轴承的内径尺寸公差≤0.01mm。

本发明的水泵转子的制造方法所采用的技术方案是：所述水泵转子包括转子本体，以及大长径比高精度轴承，所述大长径比高精度轴承包括位于两端的第一摩擦部、第二摩擦部，位于中部并将所述第一摩擦部与所述第二摩擦部连接起来的结构连接部，所述第一摩擦部的中心设有第一轴孔，所述第二摩擦部的中心设有第二轴孔，所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体，通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴，所述第一摩擦部的内径尺寸为d1，所述第二摩擦部的内径尺寸为d2，所述结构连接部的内径尺寸为d3，d1＝d2＜d3，所述大长径比高精度轴承加工成型后，所述转子本体通过注塑成型于所述大长径比高精度轴承的外围形成一体，所述水泵转子通过所述第一轴孔和所述第二轴孔与转轴相适配滑动连接；水泵转子的制造方法包括以下步骤：(A)分别预制所述第一摩擦部、所述第二摩擦部、所述结构连接部；(B)将所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体；(C)通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴；(D)通过注塑使所述转子本体成型于所述高精度轴承的外围形成一体。

所述第一摩擦部和所述第二摩擦部采用改性耐磨高分子聚合物制成。

所述结构连接部采用金属或工程塑料制成。

所述高精度轴承的长径比≥5。

所述第一摩擦部与所述第二摩擦部的内径同心度≤0.005mm。

所述高精度轴承的内径尺寸公差≤0.01mm。

本发明的有益效果是：由于本发明的水泵转子包括转子本体，以及大长径比精度轴承，所述大长径比高精度轴承包括位于两端的第一摩擦部、第二摩擦部，位于中部并将所述第一摩擦部与所述第二摩擦部连接起来的结构连接部，所述第一摩擦部的中心设有第一轴孔，所述第二摩擦部的中心设有第二轴孔，所述第一摩擦部、所述第二摩擦部与所述结构连接部的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体，通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔和所述第二轴孔最终成型并保证二者同轴，所述第一摩擦部的内径尺寸为d1，所述第二摩擦部的内径尺寸为d2，所述结构连接部的内径尺寸为d3，d1＝d2＜d3，所述大长径比高精度轴承加工成型后，所述转子本体通过注塑成型于所述大长径比高精度轴承的外围形成一体，所述水泵转子通过所述第一轴孔和所述第二轴孔与转轴相适配滑动连接；本发明的所述大长径比高精度轴承沿轴向呈分段式，其两端为摩擦面，中间部位避空，因此摩擦力更小，有利于减轻轴承的磨损，对于处于液体中运行的状况，例如水泵或油泵中时，液体可以进入中部的所述结构连接部内壁与轴之间的避空空隙，不仅起到润滑作用，还可以通过液体导热，使得轴承的冷却性好，降低工作温度，避免热胀冷缩带来的变形；所述大长径比高精度轴承可制成任意的长度，其长径比甚至可大于20，解决了现有大长径比轴承的制造难题；所述结构连接部作为保证轴承整体结构强度与结构形状的结构支撑件，有效阻止了所述转子本体注塑过程中注塑压力带来的变形收缩的弊端，能够保证所述第一轴孔和所述第二轴孔的精度；另外，本发明的大长径比高精度轴承加工制造不复杂，易于保证精度，避免了公差过大带来的摆动磨损和轴承过早失效以及寿命缩短，可广泛用于要求长寿命的各种环境下的马达如水泵马达、汽车油泵电机等场所，故本发明的大长径比高精度轴承润滑性好、同轴度佳、长寿命，本发明的水泵转子同样具有上述优点。

附图说明

图1是一种现有的水泵转子的断面结构示意图；

图2是本发明实施例的水泵转子的断面结构示意图；

图3是本发明实施例的大长径比高精度轴承的断面结构示意图。

具体实施方式

如图2、图3所示，本实施例的水泵转子包括转子本体1、大长径比高精度轴承；其中，所述大长径比高精度轴承包括位于两端的第一摩擦部2、第二摩擦部3，位于中部并将所述第一摩擦部2与所述第二摩擦部3连接起来的结构连接部4，所述第一摩擦部2的中心设有第一轴孔22，所述第二摩擦部3的中心设有第二轴孔33，所述第一摩擦部2、所述第二摩擦部3与所述结构连接部4的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体，本实施例中其连接处呈阶梯状，通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔22和所述第二轴孔33最终成型并保证二者同轴，所述第一摩擦部2的内径尺寸为d1，所述第二摩擦部3的内径尺寸为d2，所述结构连接部4的内径尺寸为d3，d1＝d2＜d3，即位于中段的所述结构连接部4的内径尺寸略大，其比两端的所述第一摩擦部2及所述第二摩擦部3的内径多出的部分形成了环形柱状槽6，因此所述大长径比高精度轴承沿轴向呈分段式，其两端为摩擦面，中间部位避空，摩擦面小，因此摩擦力更小，有利于减轻轴承的磨损，对于处于液体中运行的状况，例如水泵或油泵中时，液体可以进入所述环形柱状槽6内，不仅起到润滑作用，还可以通过液体导热，使得轴承的冷却性好，降低工作温度，避免热胀冷缩带来的变形；本实施例中，所述大长径比高精度轴承的外壁呈圆柱状，即所述第一摩擦部2、所述第二摩擦部3、所述结构连接部4的外径尺寸一致，当然，所述大长径比高精度轴承的外形设计灵活，也可以其其他形状，如立柱状、鼓状、阶梯状等结构形状，以及其他可能的复杂形状；所述大长径比高精度轴承加工成型后，所述转子本体1通过注塑成型于所述大长径比高精度轴承的外围形成一体，所述水泵转子通过所述第一轴孔22和所述第二轴孔33与转轴相适配滑动连接；所述第一摩擦部2和所述第二摩擦部3采用改性耐磨高分子聚合物制成；所述结构连接部4采用金属或工程塑料制成，本实施例中，所述结构连接部4采用不锈钢制成，所述转子本体1采用工程塑料制成；本实施例中，所述大长径比高精度轴承的长度与所述转子本体1的长度相同，满足轴承同心度问题，解决转子运行中的抖动、噪音、磨损快等问题；所述高精度轴承的长径比≥5，本发明的大长径比高精度轴承其长径比可大于20，解决了现有大长径比轴承的制造难题；本发明的大长径比高精度轴承的精度可以达到如下参数：所述第一摩擦部2与所述第二摩擦部3的内径同心度≤0.005mm，所述大长径比高精度轴承的内径尺寸公差≤0.01mm，其精度高，运行稳定性优异，使用寿命长。

本实施例的大长径比高精度轴承的制造方法包括以下步骤：(A)分别预制所述第一摩擦部2、所述第二摩擦部3、所述结构连接部4；(B)将所述第一摩擦部2、所述第二摩擦部3与所述结构连接部4的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体；(C)通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔22和所述第二轴孔33最终成型并保证二者同轴。

本实施例的水泵转子的制造方法包括以下步骤：(A)分别预制所述第一摩擦部2、所述第二摩擦部3、所述结构连接部4；(B)将所述第一摩擦部2、所述第二摩擦部3与所述结构连接部4的两端分别通过过盈配合连接固定成为一体；(C)通过内圆磨削精密加工使所述第一轴孔22和所述第二轴孔33最终成型并保证二者同轴；(D)通过注塑使所述转子本体1成型于所述高精度轴承的外围形成一体。

本发明的大长径比高精度轴承，同时解决现有技术的同轴度与轴承变形两个问题，现有技术的成品率大约为85～90％，而采用本发明的技术方案，成品率可以达到99％以上。

本发明的所述大长径比高精度轴承沿轴向呈分段式，其两端为摩擦面，中间部位避空，因此摩擦力更小，有利于减轻轴承的磨损，对于处于液体中运行的状况，例如水泵或油泵中时，液体可以进入中部的所述结构连接部内壁与轴之间的避空空隙，不仅起到润滑作用，还可以通过液体导热，使得轴承的冷却性好，降低工作温度，避免热胀冷缩带来的变形；所述大长径比高精度轴承可制成任意的长度，其长径比甚至可大于20，解决了现有大长径比轴承的制造难题；所述结构连接部4作为保证轴承整体结构强度与结构形状的结构支撑件，有效阻止了所述转子本体1注塑过程中注塑压力带来的变形收缩的弊端，能够保证所述第一轴孔22和所述第二轴孔33的精度；本发明的所述大长径比高精度轴承可做出薄壁结构，并且适合注塑，解决大长径比的问题；另外，本发明的所述大长径比高精度轴承加工制造不复杂，易于保证精度，避免了公差过大带来的摆动磨损和轴承过早失效以及寿命缩短，可广泛用于要求长寿命的各种环境下的马达如水泵马达、汽车油泵电机等场所，因此本发明的大长径比高精度轴承润滑性好、同轴度佳、长寿命，本发明的水泵转子同样具有上述优点。

本发明可广泛应用于轴承及转子领域。