阅读说明：本技术 分子泵轴承结构 (Molecular pump bearing structure ) 是由 宁远涛 黄涛 张延顺 景加荣 黄佳荣 吴晓鹏 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种分子泵轴承结构,包括纵向弹簧、弹簧压盖、减振环、轴承座、侧向弹簧圈、吸能胶圈、紧固件、底部压盖、轴承以及主轴；轴承座内部设置有轴承安装腔,轴承设置于轴承安装腔内并能够相对轴承安装腔轴向运动,轴承外圈与轴承安装腔的内壁间隙配合,轴承内圈通过紧固件固定于主轴上,主轴通过轴承支撑在轴承座上；轴承外圈过盈套设于减震环内,减振环套设于侧向弹簧圈与吸能胶圈连接形成的散热胶圈内,散热胶圈与轴承安装腔内壁连接；所述轴承座的一端与底部压盖匹配连接,轴承座的另一端设置有弹簧压盖,弹簧压盖与减振环的端面之间设置有一个或多个纵向弹簧。本发明可明显减小轴承振动,有效的帮助轴承散热,从而延长轴承寿命。(The invention provides a molecular pump bearing structure which comprises a longitudinal spring, a spring gland, a vibration damping ring, a bearing seat, a lateral spring ring, an energy absorption rubber ring, a fastener, a bottom gland, a bearing and a main shaft, wherein the longitudinal spring is arranged on the bearing seat; a bearing installation cavity is arranged in the bearing seat, the bearing is arranged in the bearing installation cavity and can axially move relative to the bearing installation cavity, the outer ring of the bearing is in clearance fit with the inner wall of the bearing installation cavity, the inner ring of the bearing is fixed on the main shaft through a fastening piece, and the main shaft is supported on the bearing seat through the bearing; the bearing outer ring is sleeved in the damping ring in an interference manner, the damping ring is sleeved in a heat dissipation rubber ring formed by connecting the lateral spring ring and the energy absorption rubber ring, and the heat dissipation rubber ring is connected with the inner wall of the bearing installation cavity; one end of the bearing seat is connected with the bottom gland in a matching mode, the other end of the bearing seat is provided with a spring gland, and one or more longitudinal springs are arranged between the spring gland and the end face of the vibration damping ring. The invention can obviously reduce the vibration of the bearing and effectively help the bearing to dissipate heat, thereby prolonging the service life of the bearing.)

分子泵轴承结构

技术领域

本发明涉及真空设备领域，具体地，涉及一种分子泵轴承结构，尤其是一种分子泵轴承长寿命结构。

背景技术

分子泵作为真空获得设备，转子工作转速一般高达每分钟几万转，高转速下转子的不平衡质量会引起转子的弯曲振动和扭转振动等，这种振动最终传递在分子泵轴承上，影响其性能，导致寿命降低。主轴两端的轴承在高速运转的情况下会因为摩擦产生巨大的热量，这些热量若不及时散出，会造成急剧的温升，超过轴承正常使用温度范围后，造成润滑脂变性，导致轴承故障，或长期在偏高温度下工作，导致寿命降低。

一般采用弹性材料进行减振来提高分子泵轴承的寿命。北京中科科仪技术发展有限责任公司专利公开号为CN201461516U的中国专利文献公开了一种分子泵轴承座，包括轴承座本体，其中，所述轴承座本体上设有与轴承外圈相配合的内腔，所述轴承座本体上还设有与所述轴承座本体的内腔壁和所述轴承外圈之间的间隙相通的注脂孔。该技术方案通过减振胶圈进行减振以提高分子泵轴承座的使用寿命，但减振胶圈侧向隔振时导热性能不足，无法及时将轴承上的热量散去。

北京中科科仪技术发展有限责任公司专利公开号为CN103470539B的中国专利文献公开了一种滚动轴承的减振和散热装置，所述的减振和散热装置包括轴承座、轴承压盖、转轴、减振橡胶圈、波浪弹簧、滚动轴承；其连接关系是，所述的轴承座和轴承压盖中嵌入安装有减振橡胶圈；滚动轴承安装在转轴上，转轴通过滚动轴承支承在轴承座中；滚动轴承侧面与轴承座的间隙中设置有波浪弹簧，滚动轴承上下端面与轴承座和轴承压盖中的减振橡胶圈接触；轴承压盖在轴承座的上方，压紧滚动轴承。该技术方案通过铍青铜材料的波浪弹簧减少滚动轴承的振动冲击，铍青铜材料的波浪弹簧虽然导热率好，但由于铍青铜材料刚度过大，吸能效果有限，轴承振动超过一定频率后，甚至会增大振动。

此外，以上两个专利还存在以下三点不足：

(1)采用的弹簧均为薄壁空心结构，应力集中点多，稳定性差，抗冲击能力弱，容易产生塑性变形，造成破坏；

(2)未设温度传感器闭环检测，一旦发生损坏，不可修复；

(3)未设冷却水路降温结构，超过一定转速后，轴承热量不能及时散出，影响寿命。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种分子泵轴承结构。

根据本发明提供的分子泵轴承结构，包括纵向弹簧、弹簧压盖、减振环、轴承座、侧向弹簧圈、吸能胶圈、紧固件、底部压盖、轴承以及主轴；

所述轴承座内部设置有轴承安装腔，轴承设置于轴承安装腔内并能够相对轴承安装腔轴向运动，轴承外圈与轴承安装腔的内壁间隙配合，轴承内圈通过紧固件固定于主轴上，主轴通过轴承支撑在轴承座上；

所述轴承外圈过盈套设于减震环内,减振环套设于侧向弹簧圈与吸能胶圈连接形成的散热胶圈内，散热胶圈与轴承安装腔内壁连接；

所述轴承座的一端与底部压盖匹配连接，轴承座的另一端设置有弹簧压盖，弹簧压盖与减振环的端面之间设置有一个或多个纵向弹簧。

优选地，所述侧向弹簧圈的横截面为锯齿波浪形，吸能胶圈为环形，吸能胶圈环形的内圈和外圈之间设置有与侧向弹簧圈形状相对应的凹槽，所述侧向弹簧圈设置在吸能胶圈的凹槽内，吸能胶圈的与侧向弹簧圈波峰和波谷形状连接处的厚度不影响侧向弹簧的弹性性能。

优选地，所述侧向弹簧圈的横截面为锯齿波浪形，所述锯齿波浪形的波峰和波谷处为平面；

所述吸能胶圈包括多个外圈弧形块和内圈弧形块，所述外圈弧形块一端为弧形，另一端为与侧向弹簧圈外圈形状匹配的单个锯齿波浪形；所述内圈弧形块一端为弧形，另一端为与侧向弹簧圈内圈形状匹配的单个锯齿波浪形；

所述多个外圈弧形块将侧向弹簧圈外圈的锯齿波浪形缺口一一填充并通过胶接连接，所述多个内圈弧形块将侧向弹簧圈内圈的锯齿波浪形缺口一一填充并通过胶接连接，通过外圈弧形块和内圈弧形块将侧向弹簧内外圈填充形成环形的散热胶圈，其中侧向弹簧圈锯齿波浪形的波峰和波谷处的平面未被填充，所述侧向弹簧圈锯齿波浪形的波峰和波谷处的平面分别为散热胶圈的外圈和内圈的一部分。

优选地，所述侧向弹簧圈采用锡铜材料制成。

优选地，所述纵向弹簧为锡铜所制的螺旋弹簧；多个纵向弹簧均匀分布于减振环的端面上。

优选地，所述减振环和/或弹簧压盖上设置有温度传感器，当减振环和弹簧压盖的温度超过温度传感器的预设温度上限时，温度传感器报警。

优选地，所述轴承座内部还设计有冷却水结构，所述冷却水结构包括冷却水道，所述冷却水道沿轴承安装腔的内壁周向设置，所述冷却水道上设置进水口和出水口。

优选地，所述冷却水结构还包括挡水条，所述挡水条将冷却水道密封。

优选地，所述挡水条和轴承座采用不锈钢材料，挡水条焊接于轴承座内部。

优选地，所述轴承座与底部压盖之间设置有密封圈。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的分子泵轴承结构，侧向弹簧圈采用刚性适中和导热性能优良的锡铜弹性材料，保证其和橡胶材料组合后，能同时兼顾减振、导热和稳定性。

2、本发明提供的分子泵轴承结构，采用纵向弹簧置于弹簧压盖和减振环中间，给予轴承一定的预紧力，进一步增强导热能力，并通过内摩擦吸能消除一定的振动。

3、本发明提供的分子泵轴承结构设有温度传感器闭环检测，设置温度上限报警，可及时提醒维护，进一步增加轴承寿命；

4、本发明提供的分子泵轴承结构设有冷却水路降温结构，即使超过一定转速后，轴承热量也能及时散出，不影响轴承的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为侧向锯齿形弹簧的主视图。

图3为侧向锯齿形弹簧立体结构示意图。

图4为侧向弹簧和吸能胶圈组合后的主视图。

图5为侧向弹簧和吸能胶圈组合后的立体结构示意图。

图6为轴承座上水路示意图。

图中示出：

1-纵向弹簧 6-吸能胶圈 10-挡水条

2-弹簧压盖 7-紧固件 11-轴承

3-减振环 8-底部压盖 12-主轴

4-轴承座 9-密封圈 13-温度传感器

5-侧向弹簧圈

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

本发明提供的一种分子泵轴承结构，轴承外侧向采用锯齿弹簧和橡胶材料组合的方式，轴向用四个螺旋弹簧，设置温度传感器闭环检测，设置冷却水路降温，降低了轴承径向和轴向振动，增强了内部轴承的散热能力，大大延长了轴承的使用寿命。

根据本发明提供的分子泵轴承结构，包括纵向弹簧1、弹簧压盖2、减振环3、轴承座4、侧向弹簧圈5、吸能胶圈6、紧固件7、底部压盖8、轴承11以及主轴12；所述轴承座4内部设置有轴承安装腔，轴承11设置于轴承安装腔内并能够相对轴承安装腔轴向运动，轴承11外圈与轴承安装腔的内壁间隙配合，轴承11内圈通过紧固件7固定于主轴12上，主轴12通过轴承11支撑在轴承座4上；所述轴承11外圈过盈套设于减震环3内,减振环3套设于侧向弹簧圈5与吸能胶圈6连接形成的散热胶圈内，散热胶圈与轴承安装腔内壁连接；所述轴承座4的一端与底部压盖8匹配连接，轴承座4的另一端设置有弹簧压盖2，弹簧压盖2与减振环3的端面之间设置有一个或多个纵向弹簧1。

所述侧向弹簧圈5的横截面为锯齿波浪形，吸能胶圈6为环形，吸能胶圈6环形的内圈和外圈之间设置有与侧向弹簧圈5形状相对应的凹槽，所述侧向弹簧圈5设置在吸能胶圈6的凹槽内，吸能胶圈6的与侧向弹簧圈5波峰和波谷形状连接处的厚度不影响侧向弹簧5的弹性性能，优选地，所述吸能胶圈6的与侧向弹簧圈5波峰和波谷形状连接处的厚度小于2mm。或者，所述侧向弹簧圈5的横截面为锯齿波浪形，所述锯齿波浪形的波峰和波谷处为平面；所述吸能胶圈6包括多个外圈弧形块和内圈弧形块，所述外圈弧形块一端为弧形，另一端为与侧向弹簧圈5外圈形状匹配的单个锯齿波浪形；所述内圈弧形块一端为弧形，另一端为与侧向弹簧圈5内圈形状匹配的单个锯齿波浪形；所述多个外圈弧形块将侧向弹簧圈5外圈的锯齿波浪形缺口一一填充并通过胶接连接，所述多个内圈弧形块将侧向弹簧圈5内圈的锯齿波浪形缺口一一填充并通过胶接连接，通过外圈弧形块和内圈弧形块将侧向弹簧5内外圈填充形成环形的散热胶圈，其中侧向弹簧圈5锯齿波浪形的波峰和波谷处的平面未被填充，所述侧向弹簧圈5锯齿波浪形的波峰和波谷处的平面分别为散热胶圈的外圈和内圈的一部分。所述侧向弹簧圈5采用锡铜材料制成。

分子泵工作时，电机带动主轴12和轴承11内圈高速旋转，轴承11滚珠和内外圈摩擦产生大量的热，同时由于不平衡量的存在，轴承11承受一定程度的振动，影响轴承11的寿命。本发明中采用侧向弹簧圈5和吸能胶圈6组合的方式消除轴承11径向的大量振动能和高速旋转产生的热能，侧向弹簧圈5采用优质锡铜弹簧材料，具有优良的弹性和导热属性。侧向弹簧圈5结构设计为锯齿状，同时与减振环3和轴承座4紧密接触，有效帮助轴承11散热，设计吸能胶圈6与侧向弹簧圈5连接，填满侧向弹簧圈5锯齿波浪状的空隙，利用吸能胶圈6粘弹性材料的属性起到限位和吸能的效果；在弹簧压盖2与减振环3的端面之间设置一个或多个纵向弹簧1，给予轴承11一定的预紧力，并通过内摩擦吸能消除一定的振动。优选地，所述紧固件7为锁紧螺钉。优选地，弹簧压盖2用螺钉紧固在轴承座4上。

所述纵向弹簧4为锡铜所制的螺旋弹簧；多个纵向弹簧4均匀分布于减振环3的端面上。所述减振环3和/或弹簧压盖2上设置有温度传感器13，当减振环3和弹簧压盖2的温度超过温度传感器13的预设温度上限时，温度传感器13报警。在减振环3和/或弹簧压盖2上安装温度传感器13，设置温度上限报警，可及时提醒维护，进一步增加轴承11寿命。优选地，所述温度传感器13采用硅橡胶粘接在减振环3和/或弹簧压盖2上。

所述轴承座4内部还设计有冷却水结构，所述冷却水结构包括冷却水道，所述冷却水道沿轴承安装腔的内壁周向设置，所述冷却水道上设置进水口和出水口。所述冷却水结构还包括挡水条10，所述挡水条10将冷却水道密封。所述挡水条10和轴承座4采用不锈钢材料，挡水条10焊接于轴承座4内部。所述轴承座4与底部压盖8之间设置有密封圈9。本发明在轴承座4内设计冷却水结构，有效实现降温，当轴承11超过一定转速后，轴承热量得以及时散出，从而延长轴承寿命。所述挡水条10能够防止冷却水道中的冷却水泄露，底部压盖8能够防止轴承底座4内部的部件脱落。通过上述结构，可明显减小轴承11振动，有效的帮助轴承11散热，从而延长轴承11寿命，增加分子泵使用周期。

优选地，所述减振环3采用H59高强度高导热T2紫铜，导热系数达到386.4w/(m.k)，减振环3内圆柱面采用磨削加工，光洁度优于0.4，和轴承11过盈配合，单边过盈量0.01mm～0.02mm；所述主轴12采用高强度38CrMoAl，粗加工后进行调质处理，最后在进行精加工和精磨；锁紧螺母7采用高强度H59黄铜，与主轴12连接的螺纹采用M10细牙螺纹，保证结构稳定性；所述纵向弹簧1的数量为4个，纵向弹簧1采用弹性和导热性良好的锡铜所制的螺旋弹簧，置于弹簧压盖2和减振环3中间，外圈定位，纵向弹簧1刚度4N/mm，能够给予轴承11一定的预紧力，导热效果好，并通过内摩擦吸能消除一定的振动。所述侧向弹簧圈5采用弹性和导热性良好的锡铜材料，横截面结构是0.5mm锯齿波浪形，同时与减振环3和轴承座4紧密接触，导热效果好，吸能胶圈6设计为锯齿缺口形状，与侧向弹簧圈5胶接，填满侧向弹簧圈5锯齿状的空隙，利用粘弹性材料的属性起到限位和吸能的作用。所述的轴承座4内部设计有冷却水路，利用挡水条10焊接保证***露，轴承座4和挡水条10均采用易于焊接的304不锈钢材料。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。