一种氢气循环泵轴承结构制造技术

本发明专利技术提供一种应用于新能源汽车技术领域的氢气循环泵轴承结构，所述的氢气循环泵轴承结构的从动轴(4)一端和轴承板(2)之间设置第一轴承(7)、第一油封(8)、第一气封(9)，从动轴(4)另一端和壳体后端(5)之间设置第二气封(10)、第二轴承(11)，主动轴(6)一端和轴承板(2)之间设置第三轴承(13)、第三油封(14)、第三气封(15)，主动轴(6)另一端和壳体后端(5)之间设置第四气封(16)、第四轴承(17)，本发明专利技术所述的氢气循环泵轴承结构，结构简单，在氢气循环泵工作过程中，有效释放轴向力，增加氢气循环泵的容积效率，减少泄漏量，防止轴承生锈，提高氢气循环泵工作性能和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气循环泵轴承结构
本专利技术属于新能源汽车
，更具体地说，是涉及一种氢气循环泵轴承结构。
技术介绍
随着传统化石能源的逐渐枯竭，以及人类社会对环境问题的日益重视，汽车动力新能源化势在必行。由于氢能源可再生、分布广、反应生成水、燃料电池效率高等特点，燃料电池被视为汽车新能源化的终极方案。氢气进入燃料电池后与氧气反应生产水，同时产生热量和电能。然而，现阶段电堆内部的氢气不能完全反应消耗完，若将其直接排进大气，不仅造成能源浪费，影响经济性以及整车的续航里程，还将对大气造成污染，甚至发生危险。针对上述问题，目前主要采用死端模式和循环方式。氢气循环泵作为燃料电池动力系统中氢气循环子系统的关键部件，主要分为罗茨式、爪式、离心式、旋涡式等类型。罗茨式氢气循环泵得益于其出色的破冰能力、低压比时较高的效率、体积适中等特点，使其在燃料电池领域得到广泛应用。氢气循环泵工作原理为：由电机通过传动轴传递扭矩给氢气循环泵的主动转子轴，主动转子轴连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，组成同步齿轮，同步齿轮将扭矩进一步传递给氢气循环泵的从动转子轴，主动罗茨转子与从动罗茨转子同步旋转，将氢气泵送至燃料电池中。氢气循环泵的传动轴需要在其两端设计油封、气封，为了便于安装，传动轴直径呈阶梯变化。由于传动轴各处的直径不一样，导致传动轴两端的气封规格无法做到一致，增加使用成本，也不方便于实际安装。现有氢气循环泵转子支撑方式通常采用轴承支撑，齿轮侧轴承以及转子侧轴承均采用内外圈过盈装配，导致氢气循环泵无法拆装维护。同时氢气循环泵运转时转子会产生轴向膨胀，由于轴承内外圈均是过盈，导致转子轴向膨胀力无法释放，影响轴承使用寿命。同时轴承使用环境为高温高湿环境，轴承表面会产生锈蚀，影响轴承寿命。综上，现有技术中的主要问题是：1、现有齿轮侧球轴承和转子球侧轴承内外圈过盈装配，氢气循环泵运转时无法消除转子轴向膨胀问题；2、轴承高温高湿环境生锈问题；3、现有专利方案转子无法拆卸反复使用问题；4、无法弥补加工、装配误差问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，在氢气循环泵工作过程中，释放轴向力，增加氢气循环泵的容积效率，减少泄漏量，防止轴承生锈，同时将轴承内圈与轴之间设为间隙配合，并进行有效限位，避免轴承内圈发生轴向串动而与轴承外圈产生错位，以至于加剧轴承磨损问题出现，从而有效提高氢气循环泵工作性能和使用寿命，适用范围广泛的氢气循环泵轴承结构。要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术为一种氢气循环泵轴承结构，包括壳体，壳体前端安装轴承板和前端盖，从动轴一端穿过轴承板，从动轴另一端穿过壳体的壳体后端，主动轴一端穿过轴承板，主动轴另一端穿过壳体的壳体后端，所述的从动轴一端和轴承板之间设置第一轴承、第一油封、第一气封，从动轴另一端和壳体后端之间设置第二气封、第二轴承，第二气封和从动轴之间设置轴套Ⅰ，所述的主动轴一端和轴承板之间设置第三轴承、第三油封、第三气封，主动轴另一端和壳体后端之间设置第四气封、第四轴承，第四气封和主动轴之间设置轴套Ⅱ，第二轴承和从动轴之间设置弹性体，第四轴承和主动轴之间设置弹性体。所述的轴套Ⅰ的外径与从动轴的第一气封安装位的直径尺寸相同，轴套Ⅱ的外径与主动轴的轴套Ⅱ安装位的直径尺寸相同，轴套Ⅰ与第三气封安装位之间设置弹性体，轴套Ⅰ和轴套Ⅰ安装位之间设置两个(不限于具体数字)弹性体，轴套Ⅱ和轴套Ⅱ安装位之间设置两个(不限于具体数字)弹性体，轴套Ⅰ与从动轴之间间隙配合，轴套Ⅱ与主动轴之间间隙配合。所述的氢气循环泵轴承结构的第一轴承为双列球轴承，第一轴承外圈与轴承板过盈配合，第一轴承内圈与从动轴过盈配合，第二轴承为单列球轴承，第二轴承外圈与壳体后端过盈配合，第二轴承内圈与从动轴间隙配合，从动轴和第二轴承之间装入弹性体Ⅰ。所述的氢气循环泵轴承结构的第三轴承为双列球轴承，第三轴承外圈与轴承板过盈配合，第三轴承内圈与主动轴过盈配合，第四轴承为单列球轴承，第四轴承外圈与壳体后端过盈配合，第四轴承内圈与主动轴间隙配合，主动轴和第四轴承之间装入弹性体Ⅱ。所述的氢气循环泵轴承结构还包括塞尺垫片(塞尺垫圈)和闷盖，从动轴上和主动轴上分别套装塞尺垫片，套装在从动轴上的塞尺垫片位于轴套Ⅰ和第二轴承之间，套装在主动轴上的塞尺垫片位于轴套Ⅱ和第四轴承之间。所述的氢气循环泵运转时，弹性体Ⅰ设置为能够带动第二轴承和从动轴保持同步运转的结构，弹性体Ⅱ设置为能够带动第四轴承和主动轴保持同步运转的结构。所述的前端盖和轴承板之间布置齿轮的腔体为齿轮侧，轴承盖与壳体之间布置转子的腔体为转子侧。所述的氢气循环泵轴承结构的从动轴上的第一油封设置在第一轴承和第一气封之间位置，第一油封靠近齿轮侧，第一气封靠近转子侧，所述的主动轴上的第三油封设置在第三轴承和第三气封之间位置，第三油封靠近齿轮侧，第三气封靠近转子侧。所述的主动轴通过花键与电机连接，主动轴上的主动齿轮与从动轴上的从动齿轮啮合连接。所述的螺栓依次穿过前端盖、轴承板与壳体前端的螺纹孔连接，固定连接前端盖、轴承板与壳体。采用本专利技术的技术方案，能得到以下的有益效果：本专利技术所述的氢气循环泵轴承结构，对氢气循环泵的结构进行改进，第一轴承用于连接从动轴一端和轴承板，第二轴承用于连接从动轴另一端和壳体后端，第三轴承用于连接主动轴一端和轴承板，第四轴承用于连接主动轴另一端和壳体后端，这样，实现主动轴和从动轴的可靠支撑，保障转子能够可靠实现工作。更为重要的是，通过轴承的设置，两侧的轴承都采用球轴承的装配方式。齿轮侧的轴承采用内外、圈过盈装配方式。转子侧同样采用球轴承，转子侧的轴承外圈过盈压装到壳体上，内圈采弹性体的方式进行装配，运转时弹性体通过过盈量带动轴承内圈和外圈同步运转即保证转子可以拆卸，同时转子存在轴向力时，可以向转子侧轴承轴向膨胀，释放轴向力。油封和气封的设置，用于实现氢气循环泵的气密要求，齿轮箱需要密封润滑油，因此，需要防止润滑油进入转子位置，同时，需要防止转子侧氢气进入齿轮箱，因此靠近齿轮侧位置布置了油封，靠近转子侧布置了气封。本专利技术所述的氢气循环泵轴承结构，在氢气循环泵工作过程中，有效释放轴向力，增加氢气循环泵的容积效率，减少泄漏量，防止轴承生锈，同时将轴承内圈与轴之间设为间隙配合，并进行有效限位，避免轴承内圈发生轴向串动而与轴承外圈产生错位，以至于加剧轴承磨损问题出现，从而有效提高氢气循环泵工作性能和使用寿命，适用范围广泛。附图说明下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：图1为本专利技术所述的氢气循环泵轴承结构的结构示意图；图2为本专利技术所述的氢气循环泵轴承结构的轴套Ⅰ的安装结构示意图；图3为本专利技术所述的氢气循环泵轴承结构的轴套Ⅰ的结构示意图；图4为本专利技术所述的氢气循环泵轴承结构的塞尺垫片的结构示意图；附图中标记为：1、壳体；2、轴承板；3、前端盖；4、从动轴；5、壳体后端；6、主动轴；7、第一轴承；8、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气循环泵轴承结构，其特征在于：包括壳体(1)，壳体(1)前端安装轴承板(2)和前端盖(3)，从动轴(4)一端穿过轴承板(2)，从动轴(4)另一端穿过壳体(1)的壳体后端(5)，主动轴(6)一端穿过轴承板(2)，主动轴(6)另一端穿过壳体(1)的壳体后端(5)，所述的从动轴(4)一端和轴承板(2)之间设置第一轴承(7)、第一油封(8)、第一气封(9)，从动轴(4)另一端和壳体后端(5)之间设置第二气封(10)、第二轴承(11)，第二气封(10)和从动轴(4)之间设置轴套Ⅰ(12)，所述的轴套Ⅰ(12)与从动轴(4)之间设置弹性体，所述的主动轴(6)一端和轴承板(2)之间设置第三轴承(13)、第三油封(14)、第三气封(15)，主动轴(6)另一端和壳体后端(5)之间设置第四气封(16)、第四轴承(17)，第四气封(16)和主动轴(6)之间设置轴套Ⅱ(18)，所述轴套Ⅱ(18)与主动轴(6)之间设置弹性体，第二轴承(11)和从动轴(4)之间设置弹性体，第四轴承(17)和主动轴(6)之间设置弹性体。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢气循环泵轴承结构，其特征在于：包括壳体(1)，壳体(1)前端安装轴承板(2)和前端盖(3)，从动轴(4)一端穿过轴承板(2)，从动轴(4)另一端穿过壳体(1)的壳体后端(5)，主动轴(6)一端穿过轴承板(2)，主动轴(6)另一端穿过壳体(1)的壳体后端(5)，所述的从动轴(4)一端和轴承板(2)之间设置第一轴承(7)、第一油封(8)、第一气封(9)，从动轴(4)另一端和壳体后端(5)之间设置第二气封(10)、第二轴承(11)，第二气封(10)和从动轴(4)之间设置轴套Ⅰ(12)，所述的轴套Ⅰ(12)与从动轴(4)之间设置弹性体，所述的主动轴(6)一端和轴承板(2)之间设置第三轴承(13)、第三油封(14)、第三气封(15)，主动轴(6)另一端和壳体后端(5)之间设置第四气封(16)、第四轴承(17)，第四气封(16)和主动轴(6)之间设置轴套Ⅱ(18)，所述轴套Ⅱ(18)与主动轴(6)之间设置弹性体，第二轴承(11)和从动轴(4)之间设置弹性体，第四轴承(17)和主动轴(6)之间设置弹性体。


2.根据权利要求1所述的氢气循环泵轴承结构，其特征在于：所述的轴套Ⅰ(12)的外径与从动轴(4)的第一气封(9)安装位的直径尺寸相同，轴套Ⅱ(18)的外径与主动轴(6)的第三气封(15)安装位的直径尺寸相同，轴套Ⅰ(12)与轴套Ⅰ安装位之间设置弹性体，轴套Ⅱ(18)和轴套Ⅱ安装位之间设置弹性体，轴套Ⅰ(12)与从动轴(4)之间间隙配合，轴套Ⅱ(18)与主动轴(6)之间间隙配合。


3.根据权利要求2所述的氢气循环泵轴承结构，其特征在于：所述的氢气循环泵轴承结构的第一轴承(7)为双列球轴承，第一轴承(7)外圈与轴承板(2)过盈配合，第一轴承(7)内圈与从动轴(4)过盈配合，第二轴承(11)为单列球轴承，第二轴承(11)外圈与壳体后端(5)过盈配合，第二轴承(11)内圈与从动轴(4)间隙配合，从动轴(4)和第二轴承(11)之间装入弹性体Ⅰ。


4.根据权利要求3所述的氢气循环泵轴承结构，其特征在于：所述的氢气循环泵轴承结构的第三轴承(13)为双列球轴承，第三轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁威威，范礼，姜倩，李后良，王猛，施法佳，
申请(专利权)人：杰锋汽车动力系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34