CN116696836A - 高洁净分子泵的混合轴承轴系结构及分子泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高洁净分子泵的混合轴承轴系结构及分子泵，包括内磁环支座、外磁环、内磁环、主轴转子组件、安全轴承以及轴承座；内磁环套设在内磁环支座上，外磁环的内周壁抵接在内磁环的外周壁上，内磁环位于外磁环和内磁环支座之间；外磁环设置在主轴转子组件一端的内孔中；安全轴承设置在内磁环支座的内孔中，安全轴承位于主轴转子组件内；轴承座安装在主轴转子组件另一端。本发明通过永磁轴承和机械轴承组合成为混合轴承轴系结构，具有结构简单、紧凑，轴系旋转精度高，可靠性高、寿命长等多种优点。

Description

高洁净分子泵的混合轴承轴系结构及分子泵

技术领域

本发明涉及真空获得设备技术领域，具体地，涉及一种高洁净分子泵的混合轴承轴系结构及分子泵。

背景技术

分子泵是一种高真空获得设备，其工作转速一般高达每分钟几万转，是一种高转速、高精度的设备，广泛应用于航空航天、半导体、新能源和科学研究等。由于高速转子动平衡后的残余不平衡及装配、制造、环境等多种因素，会造成分子泵在高速运转的过程中产生振动。在高速运转的情况下产生的振动加剧了轴承的磨损，导致其故障，其寿命大大降低。

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高洁净分子泵的混合轴承轴系结构及分子泵。

根据本发明提供的一种高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，包括内磁环支座、外磁环、内磁环、主轴转子组件、安全轴承以及轴承座；

所述内磁环套设在所述内磁环支座上，所述外磁环的内周壁抵接在所述内磁环的外周壁上，所述内磁环位于所述外磁环和所述内磁环支座之间；

所述外磁环设置在所述主轴转子组件一端的内孔中；所述安全轴承设置在所述内磁环支座的内孔中，所述安全轴承位于所述主轴转子组件内；所述轴承座安装在所述主轴转子组件另一端。

优选的，所述轴承座上设置有轴承和阻尼圈；

所述轴承安装在所述主轴转子组件另一端，所述轴承设置在所述轴承座的内孔中；所述轴承径向两端均设置有所述阻尼圈。

优选的，所述轴承座上设置有限位钢球和减振胶圈；

所述轴承轴向两端均设置有所述减振胶圈和所述限位钢球，所述限位钢球设置在所述减振胶圈上。

优选的，所述外磁环和所述内磁环均设置为一个或多个，所述外磁环和所述内磁环的数量相同；

当所述外磁环和所述内磁环均设置多个时，相邻两个所述外磁环的磁极方向相反，相邻两个所述内磁环的磁极方向相反，同一水平位置的所述外磁环和所述内磁环的磁极方向相同。

优选的，所述外磁环过盈安装在所述主轴转子组件内；

所述外磁环上方设置有压紧环，所述压紧环过盈安装在所述主轴转子组件内；所述内磁环上方设置有调节螺母。

优选的，所述安全轴承的外圈固定在所述内磁环支座的内孔中，所述安全轴承的内圈与所述主轴转子组件间隙配合。

优选的，所述轴承座上设置有限位螺钉和盖板；

所述限位螺钉和所述盖板位于所述轴承轴向两端；所述盖板安装在所述轴承座上方，所述限位螺钉安装在所述轴承座内；

所述轴承轴向两端的所述减振胶圈分别设置在所述限位螺钉和所述盖板上。

优选的，所述限位螺钉设置有环形凹槽，所述轴承轴向一端的所述减振胶圈设置在环形凹槽内；

所述盖板设置有环形凹槽，所述轴承轴向另一端的所述减振胶圈设置在环形凹槽内；

所述限位螺钉内设置有锁紧螺母，所述轴承通过所述锁紧螺母锁紧固定。

优选的，所述减振胶圈上设置有一个或多个安装孔，所述限位钢球设置在所述安装孔内。

本发明还提供一种分子泵，包括上述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明前级真空侧采用耐温高、转速高且寿命长的陶瓷球轴承，而高真空侧则使用灵活、抗压强的永磁径向轴承。坚固耐用的轴承材料让分子泵具备更高的可靠性；

2、本发明通过永磁轴承和机械轴承组合成为混合轴承轴系结构，由于永磁轴承无需任何润滑剂，放置在分子泵的高真空入口处，完全无油、高洁净且永磁轴承为非接触式轴承，具有良好的减振作用；

3、本发明在陶瓷球轴承轴向两侧均有良好的减振效果，大大延长了轴承的寿命，同时兼有限位作用，轴向位置精度更高；

4、本发明可以获得更洁净的真空以及良好的减振效果和轴向位置精度，具有结构简单、紧凑，轴系旋转精度高，可靠性高、寿命长等多种优点；

5、本发明通过在轴承两端设置有减振胶圈和限位钢球，径向设置有阻尼圈，在轴向上下2个方向和径向均有良好的减振效果又能保证位置精度。

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为本发明所提供的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构的结构示意图。

图中示出：

内磁环支座1 限位钢球9

调节螺母2 减振胶圈10

压紧环3 轴承11

外磁环4 阻尼圈12

内磁环5 锁紧螺母13

主轴转子组件6 限位螺钉14

安全轴承7 轴承座15

盖板8

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。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，包括内磁环支座1、外磁环4、内磁环5、主轴转子组件6、安全轴承7以及轴承座15，内磁环5套设在内磁环支座1上，外磁环4的内周壁抵接在内磁环5的外周壁上，内磁环5位于外磁环4和内磁环支座1之间，外磁环4设置在主轴转子组件6一端的内孔中，安全轴承7设置在内磁环支座1的内孔中，安全轴承7位于主轴转子组件6内，轴承座15安装在主轴转子组件6另一端。

外磁环4和内磁环5均设置为一个或多个，外磁环4和内磁环5的数量相同，当外磁环4和内磁环5均设置多个时，相邻两个外磁环4的磁极方向相反，相邻两个内磁环5的磁极方向相反，同一水平位置的外磁环4和内磁环5的磁极方向相同。

轴承座15上设置有轴承11和阻尼圈12，轴承11安装在主轴转子组件6另一端，轴承11设置在轴承座15的内孔中，轴承11径向两端均设置有阻尼圈12。

轴承座15上设置有限位钢球9和减振胶圈10，轴承11轴向两端均设置有减振胶圈10和限位钢球9，限位钢球9设置在减振胶圈10上。减振胶圈10上设置有一个或多个安装孔，限位钢球9设置在安装孔内。

轴承座15上设置有限位螺钉14和盖板8，限位螺钉14和盖板8位于轴承11轴向两端，盖板8安装在轴承座15上方，限位螺钉14安装在轴承座15内，轴承11轴向两端的减振胶圈10分别设置在限位螺钉14和盖板8上。限位螺钉14内设置有锁紧螺母13，轴承11通过锁紧螺母13锁紧固定。

限位螺钉14设置有环形凹槽，轴承11轴向一端的减振胶圈10设置在环形凹槽内，盖板8设置有环形凹槽，轴承11轴向另一端的减振胶圈10设置在环形凹槽内。

外磁环4过盈安装在主轴转子组件6内，外磁环4上方设置有压紧环3，压紧环3过盈安装在主轴转子组件6内；内磁环5上方设置有调节螺母2。

安全轴承7的外圈固定在内磁环支座1的内孔中，安全轴承7的内圈与主轴转子组件6间隙配合。

本实施例还提供一种分子泵，包括上述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1所示，本实施例提供一种高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，包括内磁环支座1、调节螺母2、压紧环3、外磁环4、内磁环5、主轴转子组件6、安全轴承7、盖板8、限位钢球9、减振胶圈10、轴承11、阻尼圈12、锁紧螺母13、限位螺钉14和轴承座15。

外磁环4和内磁环5由一个或若干个组成一对永磁轴承，外磁环4设置在主轴转子组件6一端的内孔中，内磁环5套在内磁环支座1上；安全轴承7设置在内磁环支座1的内孔中；轴承11轴向两端均设置有减振胶圈10和限位钢球9，径向设置有阻尼圈12；减振胶圈10上设置有一个或多个安装孔，限位钢球9设置在安装孔内。

外磁环4和内磁环5数量相同，轴向充磁，相邻2个外磁环4的磁极方向相反，相邻2个内磁环5的磁极方向相反，同一水平位置的2个外磁环4和内磁环5的磁极方向相同。外磁环4过盈安装在主轴转子组件6内，在外磁环4上方设置有压紧环3，压紧环3过盈安装在主轴转子组件6内，内磁环5上方设置有调节螺母2。

安全轴承7通过其外圈固定在内磁环支座1的内孔中，安全轴承7的内圈与主轴转子组件6为间隙配合。

减振胶圈10和限位钢球9各有2组，分别位于轴承11轴向位置的两端。盖板8设置有环形凹槽，减振胶圈10设置在环形凹槽内。限位螺钉14设置有环形凹槽，减振胶圈10设置在环形凹槽内。限位螺钉14安装在轴承座15内。

轴承11精密安装在主轴转子组件6上，另外一端通过锁紧螺母13进行锁紧固定。

进一步的，内磁环5和外磁环4材料采用杉钴，强度和耐温高，具有良好的机械加工性能，结构精度稳定性高，精度均超过0.01mm。

进一步的，安全轴承7采用高渗氮不锈钢套圈配陶瓷球满球，不带保持架，深沟球，可以承受更大的冲击力，保护转子。

进一步的，限位钢球9采用GCr15制成，强度高且防锈；

进一步的，盖板8和限位螺钉14采用灰口铸铁并经调质、镀镍处理，具有高阻尼、吸振效果好和防锈等优良性能。

进一步的，轴承座15采用高强度7系航空铝合金，采用多道加工工序，并进行时效处理，保证其残余应力小，结构精度稳定性高，精度均超过0.01mm。

本发明通过永磁轴承和机械轴承组合成为混合轴承轴系结构，具有结构简单、紧凑，轴系旋转精度高，可靠性高、寿命长等多种优点。

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。

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。

Claims (10)

1.一种高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，包括内磁环支座(1)、外磁环(4)、内磁环(5)、主轴转子组件(6)、安全轴承(7)以及轴承座(15)；

所述内磁环(5)套设在所述内磁环支座(1)上，所述外磁环(4)的内周壁抵接在所述内磁环(5)的外周壁上，所述内磁环(5)位于所述外磁环(4)和所述内磁环支座(1)之间；

所述外磁环(4)设置在所述主轴转子组件(6)一端的内孔中；所述安全轴承(7)设置在所述内磁环支座(1)的内孔中，所述安全轴承(7)位于所述主轴转子组件(6)内；所述轴承座(15)安装在所述主轴转子组件(6)另一端。

2.根据权利要求1所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述轴承座(15)上设置有轴承(11)和阻尼圈(12)；

所述轴承(11)安装在所述主轴转子组件(6)另一端，所述轴承(11)设置在所述轴承座(15)的内孔中；所述轴承(11)径向两端均设置有所述阻尼圈(12)。

3.根据权利要求2所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述轴承座(15)上设置有限位钢球(9)和减振胶圈(10)；

所述轴承(11)轴向两端均设置有所述减振胶圈(10)和所述限位钢球(9)，所述限位钢球(9)设置在所述减振胶圈(10)上。

4.根据权利要求1所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述外磁环(4)和所述内磁环(5)均设置为一个或多个，所述外磁环(4)和所述内磁环(5)的数量相同；

当所述外磁环(4)和所述内磁环(5)均设置多个时，相邻两个所述外磁环(4)的磁极方向相反，相邻两个所述内磁环(5)的磁极方向相反，同一水平位置的所述外磁环(4)和所述内磁环(5)的磁极方向相同。

5.根据权利要求1所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述外磁环(4)过盈安装在所述主轴转子组件(6)内；

所述外磁环(4)上方设置有压紧环(3)，所述压紧环(3)过盈安装在所述主轴转子组件(6)内；所述内磁环(5)上方设置有调节螺母(2)。

6.根据权利要求1所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述安全轴承(7)的外圈固定在所述内磁环支座(1)的内孔中，所述安全轴承(7)的内圈与所述主轴转子组件(6)间隙配合。

7.根据权利要求3所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述轴承座(15)上设置有限位螺钉(14)和盖板(8)；

所述限位螺钉(14)和所述盖板(8)位于所述轴承(11)轴向两端；所述盖板(8)安装在所述轴承座(15)上方，所述限位螺钉(14)安装在所述轴承座(15)内；

所述轴承(11)轴向两端的所述减振胶圈(10)分别设置在所述限位螺钉(14)和所述盖板(8)上。

8.根据权利要求7所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述限位螺钉(14)设置有环形凹槽，所述轴承(11)轴向一端的所述减振胶圈(10)设置在环形凹槽内；

所述盖板(8)设置有环形凹槽，所述轴承(11)轴向另一端的所述减振胶圈(10)设置在环形凹槽内；

所述限位螺钉(14)内设置有锁紧螺母(13)，所述轴承(11)通过所述锁紧螺母(13)锁紧固定。

9.根据权利要求3所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构，其特征在于，所述减振胶圈(10)上设置有一个或多个安装孔，所述限位钢球(9)设置在所述安装孔内。

10.一种分子泵，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的高洁净分子泵的混合轴承轴系结构。