一种转轴、转动结构及电机的制作方法

本申请涉及轴承，具体涉及一种转轴、转动结构及电机。

背景技术：

1、气浮轴承也叫气体轴承，是用空气作为润滑剂的滑动轴承。正常工作时，轴和轴承表面完全由气膜所隔开，凭借气膜中压力的变化来支承轴和外力负荷。由于空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而气浮轴承可用于高速机器、仪器及放射性装置中。气浮轴承的外圈上有空气的进出口孔，内圈上有喷嘴。转轴穿入后，与轴承内圈之间具有间隙，当气体通过喷嘴进入该间隙内就会形成支撑转轴的气膜，转轴通过气膜悬浮在轴承内进行转动。

2、该工作原理，导致在实际使用中，转轴与气浮轴承的同轴度需要高精度适配，若因转配误差、加工误差等，导致转轴相对于轴承略有偏斜，与轴承内圈之间的间隙不均，会造成气膜支撑力变小、气膜失稳、轴承磨损等问题，影响使用，甚至可能出现抱轴故障。

3、然，现有技术中，转轴、推力盘、轴承和轴承座都是分体式的，分体加工后，再进行装配而组合到一起，即轴承座内设置气体径向轴承，转轴穿入推力盘和气体径向轴承内，推力盘通常和转轴过盈配合，用于限制转轴在轴向上移动。则，转轴和气体径向轴承的同轴度受推力盘、轴承座等多个部件的加工精度和组装精度的影响(如径向轴承和轴承座相对于转轴轴线有所偏斜、推力盘有所偏斜、推力盘和转轴轴线的垂直度低等)，难以保证转轴和气浮轴承高同轴度的装配精度要求，导致转轴容易出现失稳现象。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种转轴和一种包括该转轴和气浮轴承的转动结构，通过结构改进，来提高转轴和气浮轴承的装配精度，旨在解决现有技术中转轴和气浮轴承高同轴度的装配需求不易于实现而导致转轴容易出现晃动、偏斜等失稳现象的问题。

2、本申请提供了一种转轴，包括主轴和推力轴筒，所述推力轴筒包括沿径向凸出于所述主轴的盘体部，所述推力轴筒与所述主轴一体成型或固定在所述主轴上，所述盘体部的靠近所述主轴中心区域的内盘面与所述主轴的轴线相垂直，并能用于和气浮轴承的端面相抵。

3、在一种可能的实施方式中，所述推力轴筒与所述主轴一体成型或套设并相焊接，或所述推力轴筒与所述主轴过盈配合地套设连接，并通过固定件或轴向限位结构固定在所述主轴上。

4、在一种可能的实施方式中，所述推力轴筒套设在所述主轴上，并包括所述盘体部和与所述盘体部相连的筒体部。

5、在一种可能的实施方式中，所述转轴还包括套设在所述主轴上的配合轴筒，所述配合轴筒和所述推力轴筒沿所述主轴的轴向排列，所述推力轴筒和所述配合轴筒的表面都设置有纹路，并分别用于设置在轴承位上。

6、在一种可能的实施方式中，所述推力轴筒和所述配合轴筒均套设在所述主轴上，并均与所述主轴过盈配合，且所述主轴上还设置有固定所述推力轴筒和所述配合轴筒的轴向限位结构。

7、在一种可能的实施方式中，所述轴向限位结构包括形成在所述主轴上的第一轴肩和第二轴肩，以及用于套设在所述主轴上的第一衬套和第二衬套，所述第一轴肩和所述第一衬套分别与所述推力轴筒的轴向两端相抵，所述第二轴肩和所述第二衬套分别与所述配合轴筒的轴向两端相抵，所述第一衬套和所述第二衬套均与所述主轴固定连接。

8、在一种可能的实施方式中，所述主轴包括第一轴体和第二轴体，所述第一轴体的轴向一端具有供永磁体嵌入的凹槽，所述第二轴体封堵所述凹槽的槽口并与所述第一轴体相连。

9、本申请一并提供了一种气浮轴承，包括用于置入轴承座内的轴承套；所述轴承套具有轴承部和沿径向凸出于所述轴承部的凸台，所述轴承部上开设有通气孔，所述凸台位于所述轴承部的一端，且在轴向上的远离所述轴承部的外台面与所述轴承部的轴线相垂直，并形成所述气浮轴承的端面。

10、本申请还提供了一种转动结构，包括轴承座、气浮轴承和转轴，所述气浮轴承为如上所述的气浮轴承，所述转轴为如上任一项所述的转轴，

11、其中，所述主轴用于穿入所述轴承套内，且所述推力轴筒的内盘面能用于和所述凸台的外台面相抵。

12、本申请还提供了一种电机，包括外壳、电机定子和如上所述的转动结构，所述电机定子套设在所述转轴上，所述转轴内设置有永磁体并与所述电机定子相对。

13、在一种可能的实施方式中，所述电机还包括套设在所述转轴上的推力片和盖板，所述推力片与所述推力轴筒的盘体部相抵，所述背板与所述推力片相抵并与所述轴承座固连。

14、根据本申请提供的转轴，其在转动结构中与气浮轴承配套使用，且转轴上设置了盘体部，二者一体成型或固定在一起，可以作为一个构件进行加工，能够保证盘体部的盘面与主轴轴线的垂直度，相当于保证了转轴和推力盘的加工精度和形位公差。装配时，当将转轴穿入气浮轴承内，使盘体部的内盘面与轴承轴向上的端面(端面指与轴承轴线垂直的端部的表面)贴合相抵，保证二者的平行度，即可保证转轴与气浮轴承的高同轴度。如此，保证转轴的加工精度，即可保证转轴和气浮轴承的装配精度，使转轴与轴承座的同轴度、转轴与轴承座的装配精度脱离关联，不受轴承座的装配影响，使得转轴在运转过程中，其与轴承内圈的间隙均匀稳定，气膜承载力稳定可靠，转轴不会产生偏斜和晃动等失稳现象，有效避免了转轴失稳带来的涡动干扰，提高了转动稳定性和可靠性。

15、进一步，本申请还提供的气浮轴承为具有凸台的轴套结构，通过一体式的加工成型，凸台的台面与轴承部轴线的垂直度高。在装配时，转轴上盘体部的盘面与轴承套上凸台的台面相抵，即可保证转轴与轴承的高同轴度的装配问题。即便轴承套随轴承座有所偏斜，受凸台外台面和盘体部内盘面的限制，转轴也会随轴承套同角度偏斜，始终保持与轴承套的高同轴度。

技术特征：

1.一种转轴，其特征在于，包括主轴(3)和推力轴筒(2)，所述推力轴筒(2)包括沿径向凸出于所述主轴(3)的盘体部(21)，所述推力轴筒(2)与所述主轴(3)一体成型或固定在所述主轴(3)上，所述盘体部(21)的靠近所述主轴(3)中心区域的内盘面与所述主轴(3)的轴线相垂直，并能用于和气浮轴承的端面相抵。

2.如权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述推力轴筒(2)与所述主轴(3)一体成型或套设并相焊接，或所述推力轴筒(2)与所述主轴(3)过盈配合地套设连接，并通过固定件或轴向限位结构固定在所述主轴(3)上。

3.如权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述推力轴筒(2)套设在所述主轴(3)上，并包括所述盘体部(21)和与所述盘体部(21)相连的筒体部。

4.如权利要求3所述的转轴，其特征在于，所述转轴(10)还包括套设在所述主轴(3)上的配合轴筒(6)，所述配合轴筒(6)和所述推力轴筒(2)沿所述主轴(3)的轴向排列，所述推力轴筒(2)和所述配合轴筒(6)的表面都设置有纹路，并分别用于设置在轴承位上。

5.如权利要求4所述的转轴，其特征在于，所述推力轴筒(2)和所述配合轴筒(6)均套设在所述主轴(3)上，并均与所述主轴(3)过盈配合，且所述主轴(3)上还设置有固定所述推力轴筒(2)和所述配合轴筒(6)的轴向限位结构。

6.如权利要求5所述的转轴，其特征在于，所述轴向限位结构包括形成在所述主轴(3)上的第一轴肩和第二轴肩，以及用于套设在所述主轴(3)上的第一衬套(1)和第二衬套(7)，所述第一轴肩和所述第一衬套(1)分别与所述推力轴筒(2)的轴向两端相抵，所述第二轴肩和所述第二衬套(7)分别与所述配合轴筒(6)的轴向两端相抵，所述第一衬套(1)和所述第二衬套(7)均与所述主轴(3)固定连接。

7.如权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述主轴(3)包括第一轴体(31)和第二轴体(32)，所述第一轴体(31)的轴向一端具有供永磁体(4)嵌入的凹槽，所述第二轴体(32)封堵所述凹槽的槽口并与所述第一轴体(31)相连。

8.一种转动结构，其特征在于，包括轴承座(9)、气浮轴承和转轴(10)，所述转轴(10)为权利要求1-7任一项所述的转轴(10)；

9.一种电机，其特征在于，包括外壳(11)、电机定子(12)和权利要求9所述的转动结构，所述电机定子(12)套设在所述转轴(10)上，所述转轴(10)内设置有永磁体(4)并与所述电机定子(12)相对。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机还包括套设在所述转轴(10)上的推力片(13)和盖板，所述推力片(13)与所述推力轴筒(2)的盘体部(21)相抵，所述背板(14)与所述推力片(13)相抵并与所述轴承座(9)固连。

技术总结
本申请提供了一种转轴、转动结构及电机。转轴包括主轴和推力轴筒，推力轴筒包括沿径向凸出于主轴的盘体部，盘体部的靠近主轴中心区域的内盘面与主轴的轴线相垂直。气浮轴承包括用于置入轴承座内的轴承套；轴承套具有轴承部和沿径向凸出于轴承部的凸台，轴承部上开设有通气孔，凸台位于轴承部的一端，且在轴向上的远离轴承部的外台面与轴承部的轴线相垂直。转动结构包括上述气浮轴承和转轴，且推力轴筒的内盘面能用于和凸台的外台面相抵。如此，保证轴承套和转轴的加工精度，即可保证转轴和气浮轴承的装配精度，使得转轴在运转过程中，其与轴承内圈的间隙均匀稳定，气膜承载力稳定可靠，转轴不会产生偏斜和晃动等失稳现象。

技术研发人员：马晓骎,张海洲
受保护的技术使用者：势加透博（重庆）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16