脂润滑分子泵轴承保护结构、其制造方法及脂润滑分子泵

摘要

本发明提供一种脂润滑分子泵轴承保护结构、其制造方法及脂润滑分子泵，所述脂润滑分子泵包括轴承、电机和主轴，所述保护结构包括底座，所述底座内部具有空腔，其所述底座上开设有：第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和吹扫孔，第一安装孔适于安装所述轴承，第二安装孔适于所述主轴穿过并与所述主轴之间形成空隙，所述第三安装孔适于安装所述电机，使主轴通过空腔与电机的转子连接，吹扫孔与所述空腔连通，适于向所述空腔内吹入吹扫气体。吹扫气流通过空腔和第二安装孔与主轴的空隙吹向轴承，将粉尘或腐蚀性气体吹离轴承，从而对轴承进行保护，避免粉尘或腐蚀性气体侵蚀轴承，保证轴承运作的稳定性。

权利要求

1.一种脂润滑分子泵轴承保护结构，所述脂润滑分子泵包括轴承、电机(2)和主轴(3)，其特征在于，所述保护结构包括底座(1)，所述底座(1)内部具有空腔(11)，所述底座(1)上开设有：第一安装孔(12)，适于安装所述轴承；

第二安装孔(13)，将所述第一安装孔(12)与所述空腔(11)连通，并与所述第一安装孔(12)同轴设置，适于所述主轴(3)穿过并与所述主轴(3)之间形成空隙；

第三安装孔(14)，设置在所述空腔(11)远离所述第一安装孔(12)的一侧，并与所述第一安装孔(12)同轴设置，所述第三安装孔(14)适于安装所述电机(2)，且所述第三安装孔(14)与所述空腔(11)连通，使主轴(3)通过空腔(11)与电机(2)的转子连接；

吹扫孔(6)，与所述空腔(11)连通，适于向所述空腔(11)内吹入吹扫气体，其包括直孔部(63)、收缩孔部(62)和敞孔部(64)，所收缩孔部(62)连接在所述直孔部(63)远离所述空腔(11)的一侧，所述收缩孔部(62)位为随着远离所述直孔部(63)直径逐渐增大的锥孔，在所述底座(1)的外壁上形成直径大于所述直孔部(63)直径的进气口；所述敞孔部(64)连接在所述直孔部(63)靠近所述空腔(11)的一侧，所述敞孔部(64)也为随着远离所述直孔部(63)直径逐渐增大的锥孔，在所述空腔(11)内形成直径大于所述直孔部(63)的出气口。

2.根据权利要求1所述的轴承保护结构，其特征在于，所述收缩孔部(62)的锥度大于所述敞孔部(64)的锥度，收缩孔部(62)的长度小于敞孔部(64)的长度。

3.根据权利要求2所述的轴承保护结构，其特征在于，所述吹扫孔(6)还包括预设孔部(61)，所述预设孔部(61)为内径与所述进气口直径相同的直孔，其连接在所述敞孔部(64)远离所述直孔部(63)的一侧并与外界连通。

4.根据权利要求1所述的轴承保护结构，其特征在于，所述第一安装孔(12)的孔底设有向所述第二安装孔(13)一侧凹陷形成的凹槽，所述凹槽与所述第一安装孔(12)之间形成限位台阶，所述限位台阶适于抵接所述轴承的外圈。

5.根据权利要求1－4中任一项所述的轴承保护结构，其特征在于，所述吹扫孔(6)靠近空腔(11)的一端向所述第三安装孔(14)的方向倾斜设置；

和/或，所述吹扫孔(6)的轴线在垂直于所述第一安装孔(12)轴线的平面上的投影线，与所述第一安装孔(12)的径向方向存在预设夹角。

6.一种对权利要求5所述的轴承保护结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在底座(1)外壁上预设与所需开设的吹扫孔(6)轴线垂直的钻孔台(7)；

基于所需开设的吹扫孔(6)轴线，在所述钻孔台(7)的端面设置钻孔点；

基于所述钻孔点，由所述钻孔台(7)的端面向所述空腔(11)一侧钻出与空腔(11)连通且内径与所述直孔部(63)内径相同的定位孔；

在所述钻孔台(7)的端面对所述定位孔进行扩孔，形成预设孔部(61)；

在所述预设孔部(61)的孔底对所述定位孔进行扩孔，形成所述收缩孔部(62)；

对所述定位孔靠近空腔(11)的一端进行扩孔，形成所述敞孔部(64)，同时在所述敞孔部(64)和所述收缩孔部(62)之间形成所述直孔部(63)。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，预设的所述钻孔台(7)为直径与所需开设吹扫孔(6)轴线重合的圆台，所述钻孔点为所述钻孔台(7)端面的圆心。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述对定位孔靠近空腔(11)的一端进行扩孔形成所述敞孔部(64)的方法包括：利用多个锥度相同、长度不同的锥形扩孔器，由小至大依次通过空腔(11)对所述定位孔进行分段多次扩孔，扩孔到预设深度后形成所述敞孔部(64)。

9.一种脂润滑分子泵，其特征在于，包括权利要求1－5中任一项所述的脂润滑分子泵轴承保护结构。

说明书

脂润滑分子泵轴承保护结构、其制造方法及脂润滑分子泵

技术领域

[0001] 本发明涉及脂润滑分子泵的技术领域，具体涉及一种脂润滑分子泵轴承保护结构、其制造方法及脂润滑分子泵。

背景技术

[0002] 分子泵是一种常用的真空获得设备，其内部成型有腔室，在腔室中安装有高转速电机，工作时高速旋转的转子将腔室内的气体分子压缩，并使之获得定向速度至排气口排出，近年来分子泵大批量的应用于工业领域。

[0003] 脂润滑分子泵作为一种高速旋转的动量传输型真空泵，其稳定高速的旋转运作取决于轴承的稳定性，据统计脂润滑分子泵本身的故障中大约有60％的故障都与分子泵轴承有关，因此轴承的可靠性也是关系分子泵可靠性的关键。在分子泵运行过程中，若腔室内被抽出的介质当中含有腐蚀性的气体或者工艺过程中会产生粉尘，轴承的寿命将会受到极大折损，导致分子泵运转噪音大，运行参数异常，运行故障甚至于碎泵。

[0004] 目前，仅能通过使用耐腐蚀润滑脂轴承来改善腐蚀性气体对轴承的影响，但仍然无法改善粉尘问题，而且耐腐蚀润滑脂的高精密轴承还会对分子泵动平衡生产工艺产生影响。另外，若采用吹扫装置对粉尘进行吹扫，需要依赖昂贵的高精度流量计和流量阀等多个仪器组合，不仅不便于分子泵的运作，还会提高分子泵的造价成本。

发明内容

[0005] 因此，为了减少进入轴承内的粉尘，对轴承以及分子泵进行保护，本发明提供脂润滑分子泵轴承保护结构、其制造方法及脂润滑分子泵。

[0006] 第一方面，本发明提供一种脂润滑分子泵轴承保护结构，所述脂润滑分子泵包括轴承、电机和主轴，所述保护结构包括底座，所述底座内部具有空腔，其所述底座上开设有：

[0007] 第一安装孔，适于安装所述轴承；

[0008] 第二安装孔，将所述第一安装孔与所述空腔连通，并与所述第一安装孔同轴设置，适于所述主轴穿过并与所述主轴之间形成空隙；

[0009] 第三安装孔，设置在所述空腔远离所述第一安装孔的一侧，并与所述第一安装孔同轴设置，所述第三安装孔适于安装所述电机，且所述第三安装孔与所述空腔连通，使主轴通过空腔与电机的转子连接；

[0010] 吹扫孔，与所述空腔连通，适于向所述空腔内吹入吹扫气体。

[0011] 可选地，所述吹扫孔包括：

[0012] 直孔部；

[0013] 收缩孔部，连接在所述直孔部远离所述空腔的一侧，所述收缩孔部位为随着远离所述直孔部直径逐渐增大的锥孔，在所述底座的外壁上形成直径大于所述直孔部直径的进气口；

[0014] 敞孔部，连接在所述直孔部靠近所述空腔的一侧，所述敞孔部也为随着远离所述直孔部直径逐渐增大的锥孔，在所述空腔内形成直径大于所述直孔部的出气口。

[0015] 可选地，所述收缩孔部的锥度大于所述敞孔部的锥度，所述收缩孔部的长度小于所述敞孔部的长度。

[0016] 可选地，所述吹扫孔还包括预设孔部，所述预设孔部为内径与所述进气口直径相同的直孔，其连接在所述敞孔部远离所述直孔部的一侧并与所述外界连通。

[0017] 可选地，所述第一安装孔的孔底设有向所述第二安装孔一侧凹陷形成的凹槽，所述凹槽与所述第一安装孔之间形成限位台阶，所述限位台阶适于抵接所述轴承的外圈。

[0018] 可选地，所述吹扫孔靠近空腔的一端向所述第三安装孔的方向倾斜设置；和/或，所述吹扫孔的轴线在垂直于所述第一安装孔轴线的平面上的投影线，与所述第一安装孔的径向方向存在预设夹角。

[0019] 第二方面，本发明提供一种脂润滑分子泵轴承保护结构的制造方法，其包括以下步骤：

[0020] 在底座外壁上预设与所需开设的吹扫孔轴线垂直的钻孔台；

[0021] 基于所需开设的吹扫孔轴线，在所述钻孔台的端面设置钻孔点；

[0022] 基于所述钻孔点，由所述钻孔台的端面向所述空腔一侧钻出与空腔连通且内径与所述直孔部内径相同的定位孔；

[0023] 在所述钻孔台的端面对所述定位孔进行扩孔，形成所述预设孔部；

[0024] 在所述预设孔部的孔底对所述定位孔进行扩孔，形成所述收缩孔部；

[0025] 对所述定位孔靠近空腔的一端进行扩孔，形成所述敞孔部，同时在所述敞孔部和所述收缩孔部之间形成所述直孔部。

[0026] 可选地，预设的所述钻孔台为直径与所需开设吹扫孔轴线重合的圆台，所述钻孔点为所述钻孔台端面的圆心。

[0027] 可选地，所述对定位孔靠近空腔的一端进行扩孔形成所述敞孔部的方法包括：利用多个锥度相同、长度不同的锥形扩孔器，由小至大依次通过空腔对所述定位孔进行分段多次扩孔，扩孔到预设深度后形成所述敞孔部。

[0028] 第三方面，本发明还提供一种脂润滑分子泵，其包括上述任意一种实施方式中的轴承保护结构。

[0029] 本发明技术方案，具有如下优点：

[0030] 1.本发明提供的轴承保护结构，利用底座上开设的吹扫孔，在分子泵运作过程中，利用吹扫孔向空腔内送入吹扫气体，吹扫气体经过第二安装孔和主轴之间的空隙吹向轴承一侧，将粉尘或腐蚀性气体吹离轴承，避免对轴承的运作产生影响，同时吹扫气体还能够对轴承进行冷却，从而对轴承进行保护，使轴承的运作平稳，提高分子泵运作的稳定性。

[0031] 2.本发明提供的轴承保护结构，吹扫孔由收缩孔部、直孔部和敞孔部组成，在文丘里管的特性下，能够有效克服空气粉尘对吹扫孔的侵蚀和堵塞，还能通过调整吹扫孔外侧的气体压强来精确控制进入吹扫孔内侧的流量。

[0032] 3.本发明提供的分子泵轴承保护结构，倾斜设置的吹扫孔可使吹扫气流进入空气时，避免产生湍流而对底座、电机的转子等部件产生气蚀，还能够令吹扫气流呈螺旋状向轴承一侧流动，加强对轴承的吹扫效果。

[0033] 4.本发明提供的轴承保护结构的制造方法，通过设置钻孔台的方式，可准确的在钻孔台的端面定位吹扫孔的轴线位置；同时，通过先加工定位孔，再对定位孔进行扩孔的方式依次形成预设孔部、收缩孔部和敞孔部，一次成型率高，同轴度较好，具有开孔成本低、操作难度小的优点。

[0034] 5.本发明提供的脂润滑分子泵，通过设置轴承保护结构，可避免粉尘或腐蚀性气体侵蚀轴承，令轴承运转的更加平稳，确保分子泵运转过程中的性能稳定，使用寿命较长。

附图说明

[0035] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0036] 图1为本发明中轴承保护结构与电机、轴承和主轴连接关系的局部剖视图；

[0037] 图2为本发明中轴承保护结构的吹扫孔轴线倾斜设置的局部剖视图；

[0038] 图3为本发明中轴承保护结构制造方法的流程示意图。

[0039] 附图标记说明：1、底座；11、空腔；12、第一安装孔；13、第二安装孔；14、第三安装孔；15、凹槽；2、电机；3、主轴；4、涡轮转子；5、转子叶齿；6、吹扫孔；61、预设孔部；62、收缩孔部；63、直孔部；64、敞孔部；7、钻孔台。

具体实施方式

[0040] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0041] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0042] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0043] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0044] 实施例1

[0045] 本实施例提供一种脂润滑分子泵轴承保护结构，脂润滑分子泵包括轴承、电机2和主轴3，参照图1和图2，轴承保护结构包括底座1，底座1内部具有空腔11，且底座1上开设有第一安装孔12、第二安装孔13、第三安装孔14以及吹扫孔6。

[0046] 其中，第一安装孔12、第二安装孔13和第三安装孔14同轴设置，第一安装孔12位于底座1的一端，第二安装孔13将第一安装孔12与空腔11连通，第二安装孔13的内径小于第一安装孔12的内径并大于主轴3的直径，第三安装孔14位于底座1的另一端，第三安装孔14与空腔11连通。第一安装孔12内用于嵌入固定轴承，第二安装孔13内用于令主轴3穿过，并与主轴3之间形成空隙，第三安装孔14内适于嵌入固定电机2，令电机2的转子伸入空腔11内与主轴3连接。吹扫孔6设置在空腔11一侧，并与空腔11连通，吹扫孔6用于外接吹起管道，向空腔11内吹入吹扫气体。第一安装孔12的孔底还开设有向第二安装孔13一侧凹陷形成的凹槽15，凹槽15与第一安装孔12之间形成限位台阶，轴承的外圈抵接在限位台阶上，令气体能够通过第二安装孔13进入凹槽15内，并通过凹槽15吹向轴承的滚子处。

[0047] 上述的轴承保护结构，在分子泵运作过程中，吹扫气体通过吹扫孔6进入空腔11，并穿过主轴3和第二安装孔13之间的空隙吹向轴承一侧，将粉尘以及腐蚀性气体吹离轴承，从而避免粉尘和腐蚀性气体与轴承接触，对轴承起到保护作用，同时，吹扫气体经过轴承时，还能够对轴承起到散热的作用，令轴承能够更平稳的转动，延长轴承使用寿命，提高分子泵运作过程中的稳定性。

[0048] 具体地，吹扫孔6包括由底座1外侧向空腔11内侧方向依次设置的预设孔部61、收缩孔部62、直孔部63和敞孔部64，预设孔部61、收缩孔部62、直孔部63和敞孔部64同轴设置，收缩孔部62和敞孔部64均为锥孔，收缩孔部62随着远离直孔部63内径逐渐增大，在底座1的外壁上形成直径大于直孔部63内径的进气口；敞孔部64的内径同样随着远离直孔部63逐渐增大，在空腔11的内壁上形成直径大于直孔部63内径的出气口。预设孔部61连接在收缩孔部62远离直孔部63的一侧，预设孔部61为内径与进气口直径相同的直孔，便于与外接的进气管道连接。

[0049] 如此设置，在利用文丘里管的特性下，气流先经过收缩孔部62的收缩，再利通过敞孔部64的扩大，可避免空气粉尘对吹扫孔6的侵蚀堵塞，并且能够通过调整吹扫孔6外侧的气流压强，来精确控制进入吹扫孔6内侧的流量，能够更好对的轴承进行清扫。

[0050] 并且，出气口的流量靠直孔部63的内径和进气口的直径关系以及两端的压强决定，能够通过控制吹扫气流在进入吹扫孔6时的压强来精准控制进入空腔内的吹扫气流的流量。收缩孔部62和敞孔部64的长度不做限制，可以根据底座1的壁厚、直孔部63内径以及所需进入空腔11内部的吹扫气流流量进行适应性设置。在本实施例中，收缩孔部62和敞孔部64的锥度为8°～15°，并且收缩孔部62的锥度大于敞孔部64的锥度，收缩孔部62的长度小于敞孔部64的长度。

[0051] 吹扫孔6靠近空腔11的一端向第三安装孔14一侧倾斜设置，避免进入空腔11的气流产生湍流而对底座1、电机2的转子和主轴3等部件产生气蚀。并且，吹扫孔6的轴线在垂直于第一安装孔12轴线的平面上的投影线，与第一安装孔12的径向形成预设夹角，能够令进入空腔11的气流绕第一安装孔12的轴线转动，形成螺旋气流向轴承一侧移动，提高对轴承的吹扫效果，即有强有力的清洗效果，又能确保清洗全面。

[0052] 另外，底座1的形状不做限制，在本实施例中，底座1呈圆筒状结构，从而在其内侧形成圆柱状的空腔11，并且，第一安装孔12、第二安装孔13和第三安装孔14均与空腔11同轴设置。

[0053] 实施例2

[0054] 本实施例提供一种轴承保护结构的制造方法，参照图3，制造方法包括如下步骤：

[0055] 步骤一，在底座1外壁上预设与所需开设的吹扫孔6轴线垂直的钻孔台7。

[0056] 其中，钻孔台7为凸出底座1外壁上的凸台，钻孔台7可以在铸造底座1或机床切削底座1时成型，钻孔台7的形状可以是任意的，保证钻孔台7的端面与所需开设吹扫孔6的轴线垂直即可。在本实施例中，钻孔台7为轴线与所需开设的吹扫孔6轴线重合的圆形凸台。

[0057] 步骤二，基于所需开设的吹扫孔6轴线，在钻孔台7的端面设置钻孔点。

[0058] 所述钻孔点为吹扫孔6轴线与钻孔台7端面的交点，以对后续的钻孔进行定位，保证钻出的吹扫孔6轴线位置精度较高，其可通过钉子或凿子等物体配合锤子在钻孔台7的断面上打击形成。在本实施例中，钻孔点为钻孔台7的端面的圆心。

[0059] 步骤三，基于钻孔点，由钻孔台7的端面向空腔11一侧钻出与空腔11连通且内径与直孔部63内径相同的定位孔。

[0060] 钻孔过程中采用常规的钻机，令钻头先对齐所述钻孔点，再进行钻孔加工，可保证钻出的定位孔轴线与预设的吹扫孔6轴线位置重合度较高。并且，在钻孔前，将底座1利用虎钳或特殊夹角进行固定，可以令钻孔台7的端面水平朝上，与钻机的钻头垂直，此时钻孔的效果最佳。也可以根据底座1结构令钻孔台7的端面朝向其他方向，能够与钻头垂直接触即可。

[0061] 步骤四，在钻孔台7的端面对定位孔进行扩孔，形成预设孔部61。

[0062] 在加工完成定位孔后，从直孔内移除钻头，并更换对应直径大小的盘状扩孔器，利用钻出的定位孔进行定位，对钻孔台7的端面进行扩孔加工，以此在钻孔台7上形成预设孔部61，保证预设孔部61的轴线与定位孔的轴线重合。

[0063] 步骤五，在预设孔部61的孔底对直孔进行扩孔，形成收缩孔部62。

[0064] 对预设孔部61加工完成后，根据收缩孔部62的锥度，选择对应锥度的锥形扩孔器，同样利用定位孔进行定位，并由预设孔部61的孔底开设对定位孔继续扩孔，扩孔至对应深度后，形成收缩孔部62，以保证收缩孔部62与定位孔轴线重合。

[0065] 步骤六，对直孔靠近空腔11的一端进行扩孔，形成敞孔部64，同时在敞孔部64和收缩孔部62之间形成直孔部63。

[0066] 其中，将敞孔部64加工至预设的深度后，留存于收缩孔部62和敞孔部64之间的定位孔部即为所述直孔部63。对于敞孔部64的加工可利用手钻安装锥形扩孔器，并使锥形扩孔器从第三安装孔14伸入空腔11内与定位孔接触。

[0067] 并且，在加工敞孔部64的过程中，利用多个锥度相同、长度不同的锥形扩孔器，由小至大依次对定位孔进行分段多次扩孔。以对较长的敞孔部64进行分段多次加工，能够保证加工质量，并且能够在每一次扩孔过程中调整轴线位置，避免因锥形扩孔器从第三安装孔14伸入空腔11内与定位孔接触，因位置不便导致的位置偏差，保证敞孔部64的轴线与定位孔的轴线重合度较高。

[0068] 通过上述制造方法可简单快速的得到异形的吹扫孔6，通过钻孔台7的设置能够更准确的对吹扫孔6的轴线位置进行定位，并且预设孔部61、敞孔部64和收缩孔部62均通过已经开设好的定位孔为基础进行扩孔得到，一次成型率高，相比使用精密机床加工异形的吹扫孔6，具有开孔成本低、操作难度小的优点。

[0069] 另外，在对吹扫孔6加工完毕后，还可根据需要将突出的钻孔台7进行打磨，确保底座1的外面表面完整，便于客户的安装使用。

[0070] 实施例3

[0071] 本实施例提供一种脂润滑分子泵，其包括：电机2、主轴3、轴承、涡轮转子4、转子叶齿5以及上述中的轴承保护结构。

[0072] 其中，电机2嵌入安装在第三安装孔14内，且电机2的转子伸入空腔11内，轴承嵌入固定在第一安装孔12内，并抵接在限位台阶上，主轴3穿设固定在轴承内，且主轴3的一端穿过第二安装孔13进入空气内与电机2的转子连接固定。主轴3的另一端与涡轮转子4固定连接，以使涡轮转子4与底座1可相对转动，转子叶齿5设有若干个，并间隔固定在涡轮转子4上，用于将密封环境中的空气抽入底座1内，再经由底座1导入排放管道内排出，实现对密封环境抽真空的目的。

[0073] 通过利用轴承保护结构，利用吹扫孔6向空腔11内送入吹扫气体，吹扫气体向轴承一侧流动，将粉尘或腐蚀性气体吹离轴承，并吹向涡轮转子4一侧，利用涡轮转子4抽真空时将粉尘或腐蚀性气体排出底座1，以此避免粉尘和腐蚀性气体侵入到轴承中，对轴承进行保护，延长轴承的使用寿命，提高整个脂润滑分子泵的运作稳定性。

[0074] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。