一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵的葉輪固定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸端固定方法，特別涉及一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵的葉輪固定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微通道液冷技術(shù)、微流控技術(shù)、特種泵送技術(shù)的發(fā)展，微型機(jī)械泵作為其流體系統(tǒng)的動(dòng)力源擁有廣泛的應(yīng)用空間及前景。其中，微型葉輪是微型機(jī)械泵的水力部件，將電機(jī)輸出的軸功轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的動(dòng)能和壓力能，其軸端固定結(jié)構(gòu)關(guān)系到安裝工藝復(fù)雜性和整泵運(yùn)行可靠性。
[0003]微型軸端固定結(jié)構(gòu)存在諸多特殊性，以本專(zhuān)利所述的微型機(jī)械泵為例，電機(jī)輸出軸直徑僅有2_。其結(jié)構(gòu)尺度微小使得加工難度倍增，其操作空間狹小使得裝配工藝復(fù)雜化，同時(shí)其運(yùn)行工況復(fù)雜、負(fù)荷多變要求固定結(jié)構(gòu)牢靠。
[0004]目前軸端固定結(jié)構(gòu)的主要形式介紹如下:1、軸端壓板固定，常配合螺紋與階梯軸使用。該工藝結(jié)構(gòu)在常規(guī)軸端聯(lián)接中較為常見(jiàn)。如CN201723543U所述實(shí)用新型，然而當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸減小時(shí)會(huì)帶來(lái)3個(gè)不利因素:首先，壓板處于葉輪進(jìn)口部位，過(guò)大的壓板將造成葉道阻塞影響水力效率；其次，小尺寸工件加工及裝配復(fù)雜性高。2、葉輪-輸出軸粘接。該工藝在微小尺寸軸聯(lián)方式中較為常見(jiàn)，具有操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，CPU散熱風(fēng)扇的葉輪安裝多采用這種方式。然而缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，即長(zhǎng)期使用可靠性無(wú)法保證，在復(fù)合負(fù)荷的工況條件下易脫膠，造成高速零件脫落產(chǎn)生永久性損傷。3、過(guò)盈配合。該工藝同樣存在局限性:微型工件配合中零件的過(guò)盈量普遍在0.0lmm量級(jí)，過(guò)盈量過(guò)小易造成負(fù)載脫落，過(guò)大則可能造成裝配應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致工件損壞。入此高精度的配合公差對(duì)工件的加工以及裝配工藝提出了嚴(yán)苛的要求，降低了生產(chǎn)成品率，增加了生產(chǎn)成本。
[0005]專(zhuān)利CN201410426855公開(kāi)了一種特殊的葉輪固定方式，通過(guò)將葉輪輪轂固定于微型軸承的內(nèi)圈實(shí)現(xiàn)葉輪精確軸向定位的功能。然而該發(fā)明存在兩個(gè)主要制約:其一是制式的微型軸承徑向尺寸存在約束，受加工工藝水平的限制內(nèi)圈直徑無(wú)法無(wú)限制縮小；其二，增設(shè)的微型軸承增加了制造成本，且通常的，微型軸承尺寸越小其制造成本越高。
[0006]綜上所述的常見(jiàn)軸端固定形式應(yīng)用于微型軸端固定上將會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，加工精度提升，裝配難度提升，結(jié)構(gòu)可靠性低等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有微型軸端固定方式的不足，本發(fā)明提出的一種葉輪固定結(jié)構(gòu)及實(shí)施方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能適應(yīng)變負(fù)荷工況，提高微型機(jī)械泵的可靠性。
[0008]一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵的葉輪固定結(jié)構(gòu)，包括葉輪(3)、電機(jī)軸(5)、前蓋(2)，葉輪
(3)包括葉片(3a)和輪轂(3b)，其特征在于葉輪輪轂(3b)連接孔(3d)靠葉片(3a) —端擴(kuò)大為階梯孔(3c)，電機(jī)軸(5)輸出端開(kāi)設(shè)有2個(gè)軸對(duì)稱(chēng)分布并垂直于電機(jī)軸向的槽道(5a)，裝配時(shí)，槽道(5a)完全置于階梯孔(3c)內(nèi)，在階梯孔(3c)與槽道(5a)合圍的空間內(nèi)注有填充料(4)，該填充料(4)具有可流動(dòng)和可固化特性。填充料固化形成輪轂-電機(jī)軸咬合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)小空間內(nèi)葉輪固定于電機(jī)軸上的目的。
[0009]相應(yīng)地，實(shí)施上述固定結(jié)構(gòu)的方法，按以下根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪固定結(jié)構(gòu)，其特征在于包括如下步驟:
[0010]S1、電機(jī)軸(5)穿入葉輪輪轂(3b)后，電機(jī)軸上槽道(5a)完全處于輪轂(3b) —端的階梯孔(3c)內(nèi)；
[0011]S2、將調(diào)整墊片置放于葉片(3a)與前蓋(2)之間，且三者保持緊靠，通過(guò)使用不同厚度的調(diào)整墊片，調(diào)整葉輪(3)的軸向位置至預(yù)定區(qū)間；
[0012]S3、使用計(jì)量泵將填充料(4)通過(guò)針頭點(diǎn)注入階梯孔(3c)內(nèi)，將葉輪-電機(jī)軸配合工件置入真空環(huán)境抽取氣泡，保證填充料(4)充分填充間隙；
[0013]S4、待填充料(4)固化后，抽出調(diào)整墊片，完成了葉輪(3)的定位安裝。
[0014]本發(fā)明所涉及的填充料(4)取材廣泛，依據(jù)具體機(jī)械泵工質(zhì)、工質(zhì)工作溫度、負(fù)載情況挑選不同材質(zhì)，例如錫鉛焊膏，環(huán)氧樹(shù)脂等。
[0015]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
[0016]1、零件改動(dòng)量小。只需在葉輪輪轂上開(kāi)孔以及在電機(jī)輸出軸上開(kāi)槽。
[0017]2、軸向定位調(diào)整方便。在填充料填充之前，葉輪可在輸出軸端的任意位置停留，且便于在微型受限空間內(nèi)操作實(shí)現(xiàn)。
[0018]3、結(jié)構(gòu)牢靠。填充料固化后在輪轂與電機(jī)軸間充當(dāng)“榫鉚”結(jié)構(gòu)，使二者緊密咬合，相比單純的輪轂-電機(jī)粘接工藝只能依靠膠水的剪切粘合力，輪轂-電機(jī)軸咬合工藝結(jié)構(gòu)還具備拉應(yīng)力等復(fù)合應(yīng)力，能夠?qū)⑷~輪的載荷分散開(kāi)來(lái)，從而擁有更高的固定強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的整泵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的工藝結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2a為電機(jī)軸輸出段主視圖，圖2b為電機(jī)軸輸出段俯視圖，圖2c為葉輪輪轂剖視圖，圖2d為輪轂-電機(jī)軸咬合工藝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的工藝操作三維剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，葉輪3固定在電機(jī)軸5上，葉輪3上的葉片3a置放于壓水室中。前蓋2 —側(cè)端面與電機(jī)I緊靠且二者同心。電機(jī)軸5輸出軸段開(kāi)設(shè)有兩道方形直槽5a，方形直槽5a的開(kāi)設(shè)方向與電機(jī)軸向垂直。葉輪輪轂3b —端開(kāi)設(shè)有填料階梯孔3c，階梯孔直徑較軸孔孔徑略大。
[0024]圖2對(duì)本發(fā)明固定結(jié)構(gòu)做了更詳細(xì)的描述。如圖2b所示電機(jī)軸5輸出軸段加工有D形扁位用以與葉輪3的D形輪轂連接孔3d配合，二者采用過(guò)渡配合達(dá)到周向定位及扭矩傳遞的目的。如圖2d所示，填充料4填充并固化在階梯孔3c與方形直槽5a合圍的空間內(nèi)，形成輪轂-電機(jī)軸咬合結(jié)構(gòu)。
[0025]如圖3所示，在葉輪定位安裝的過(guò)程中，電機(jī)軸5穿入葉輪輪轂3b后，電機(jī)軸方形直槽5a完全處于輪轂3b —端的階梯孔3c內(nèi)。將調(diào)整墊片置放于葉片3a與前蓋2之間，且三者保持緊靠，通過(guò)使用不同厚度的調(diào)整墊片，即可調(diào)整葉輪的軸向位置。本例以環(huán)氧樹(shù)脂為例，使用計(jì)量泵將環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)針頭點(diǎn)涂于階梯孔3c內(nèi)，將葉輪-電機(jī)軸配合工件置入真空環(huán)境抽取氣泡，保證環(huán)氧樹(shù)脂充分填充間隙，加工固化即完成葉輪-電機(jī)軸的固定。最后，抽出調(diào)整墊片即完成了葉輪的定位安裝。
[0026]本發(fā)明涉及一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸端固定方法。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵的葉輪固定結(jié)構(gòu)，包括葉輪(3)、電機(jī)軸(5)、前蓋(2)，葉輪(3)包括葉片(3a)和輪轂(3b)，其特征在于葉輪輪轂(3b)連接孔(3d)靠葉片(3a) —端擴(kuò)大為階梯孔(3c)，電機(jī)軸(5)輸出端開(kāi)設(shè)有2個(gè)軸對(duì)稱(chēng)分布并垂直于電機(jī)軸向的槽道(5a)，裝配時(shí)，槽道(5a)完全置于階梯孔(3c)內(nèi)，在階梯孔(3c)與槽道(5a)合圍的空間內(nèi)注有填充料(4)，該填充料(4)具有可流動(dòng)和可固化特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪固定結(jié)構(gòu)，其特征在于填充料(4)可以但不限于是錫鉛焊膏或環(huán)氧樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪固定結(jié)構(gòu)，其特征在于電機(jī)軸(5)輸出軸段加工有橫截面為D形的扁位，輪轂連接孔(3d)加工成與所述扁位相應(yīng)的D形軸孔，二者采用過(guò)渡配合達(dá)到周向定位及扭矩傳遞的目的。
4.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述葉輪固定結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于包括如下步驟: 51、電機(jī)軸(5)穿入葉輪輪轂(3b)后，電機(jī)軸上槽道(5a)完全處于輪轂(3b)—端的階梯孔(3c)內(nèi)； 52、將調(diào)整墊片置放于葉片(3a)與前蓋(2)之間，且三者保持緊靠，通過(guò)使用不同厚度的調(diào)整墊片，調(diào)整葉輪(3)的軸向位置至預(yù)定區(qū)間； 53、使用計(jì)量泵將填充料(4)通過(guò)針頭點(diǎn)注入階梯孔(3c)內(nèi)，將葉輪-電機(jī)軸配合工件置入真空環(huán)境抽取氣泡，保證填充料(4)充分填充間隙； 54、待填充料(4)固化后，抽出調(diào)整墊片，完成了葉輪(3)的定位安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉輪固定方法，其特征在于填充料是錫鉛焊膏或環(huán)氧樹(shù)脂。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵的葉輪固定方法，主要應(yīng)用于諸如微型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵及其它微型軸端固定場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)主要包括：葉輪、電機(jī)軸、填充料。葉輪包括葉片和輪轂并固定在電機(jī)軸端，葉輪輪轂一端開(kāi)設(shè)有填料階梯孔，電機(jī)軸插入葉輪輪轂一側(cè)的軸段開(kāi)設(shè)有槽道，槽道的開(kāi)設(shè)方向與軸向垂直。電機(jī)軸穿過(guò)葉輪輪轂后，電機(jī)軸槽道完全處于輪轂一端的填料階梯孔內(nèi)，填充料填充并固化在填料階梯孔與槽道合圍的空間內(nèi)，從而形成輪轂-電機(jī)軸咬合結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)小空間內(nèi)葉輪固定于電機(jī)軸上的目的。輪轂-電機(jī)軸咬合工藝結(jié)構(gòu)相比單純的輪轂-電機(jī)軸粘接工藝擁有更高的固定強(qiáng)度。
【IPC分類(lèi)】F04D29-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104806562
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510162929
【發(fā)明人】羅小兵, 段斌, 羅明清, 郭庭輝
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日