CN101677202A - 一种高速感应电动旋转机械用转子支承及该旋转机械 - Google Patents

Abstract

一种根据本发明的用于高速感应电动旋转机械的转子支承，包括：转子两侧对置的双列半浮动式滚动轴承、轴承座、水套盖、挡块以及其它附件。每列半浮动式滚动轴承的浮动套内安装两只角接触球轴承；浮动套的外圆两端部上嵌有O形橡胶密封圈，与浮动套一齐嵌入具有一定配合间隙的轴承座孔内，利用轴承座上设置的挡块限制浮动套转动，使浮动套处于半浮动状态；轴承座与水套盖组成转子支承的冷却水套。当采用本发明的转子支承的高速感应电动旋转机械安装于车辆上以60000r/min以上的高速运转时，由于半浮动式滚动轴承的弹性支承和支承间的压力油膜阻尼减振，系统运行稳定可靠。

Description

一种高速感应电动旋转机械用转子支承及该旋转机械

技术领域

本发明涉及一种用于高速感应电动旋转机械的转子支承，特别涉及用于安装在交通运输工具——车辆等上的由大容量高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机等的转子支承，其中转子以例如不小于每分钟数万转的高速旋转。

背景技术

大功率、高转速的高速感应电动机(20kw，60000/min以上)设计的主要技术问题之一就是轴承设计。目前，对这种大功率、高转速的电机轴承设计一般都考虑采用电磁轴承与滚动轴承混合支承的主动型磁力轴承支承方式，但这种磁力轴承的电控和制造复杂，价格昂贵、可靠性较低，目前还不能商品化；液体滑动轴承因电机高速旋转时的摩擦损失较大和空气滑动轴承的承载力小等原因也受到一定程度的使用限制。

本发明提供了一种适用于安装在交通运输工具上的由高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机等应用的转子支承，对系统可靠运行起到了至关重要的作用。

发明内容

发明采用的技术方案是在高速感应电动旋转机械的转子两侧，对称布置双列半浮动式滚动轴承。其主要设计思想是，由于高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机运转时的外载荷均匀，且对转子系的运转精度要求不是很高，采用陶瓷球角接触球轴承可以满足20kW左右、60000r/min以上的高速感应电动机运转条件要求；另一方面，由于安装于交通运输工具上的高速感应电机驱动的空气制冷机、空气压缩机工作中无法避免振动，以及转子长时间工作的各种原因，动平衡精度有可能有所破坏，为保证电机轴承具有长的工作寿命，除了要求转子在初始就具有一定的动平衡精度外，更为重要的是使轴承要能够吸收振动能量，以保证轴承可靠地工作。为此，利用采用陶瓷球角接触球轴承的半浮动式滚动轴承与轴承座孔间的配合间隙和其中的压力油膜，形成弹性支承和油膜减振器来吸收振动能量是本发明的根本所在。

本发明的有益效果是，由于半浮动式滚动轴承的弹性支承和支承间的压力油膜阻尼减振，当高速感应电动旋转机械的转子在60000r/min以上运转时，系统运行稳定可靠。

附图说明

图1是一种包括本发明的转子支承的高速感应电动旋转机械的空气制冷机的实施例主视图。

图2是本发明的转子支承的主视图。

图3是图2中的半浮动式滚动轴承的主视图。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的具体实施例。图1表示为一种空气制冷机1的主视图，该制冷机1由一台包括本发明的转子支承7的电动机直接驱动。图1中，空气制冷机1在其中部包括一台电动机4。电动机4包括转子2和定子3。钎焊有散热翅片10的定子外套9与本体8组成定子3的冷却水套。转子2两侧对置双列半浮动式滚动轴承5。制冷叶轮11和压气叶轮6固定在转子2的两个轴端部上。从涡轮机出口引入部分冷气进入电动机4内部冷却。

图2表示上述空气制冷机1的转子支承7。

图3中，每列半浮动式滚动轴承5的浮动套15内安装两只满足转子2强度和转速条件的陶瓷球角接触球轴承17a、17b，轴承17a的外环、内喷油衬圈16、碟形弹簧20、外喷油衬圈22、O形橡胶弹簧圈23和轴承17b的外环依次嵌入浮动套15孔，内轴套19、外轴套21安置于两轴承17a、17b内环之间，外喷油衬圈22固定不动，O形橡胶弹簧圈23套在外喷油衬圈22上，碟形弹簧20和O形橡胶弹簧圈23共同构成对两轴承17a、17b的定压预紧和补偿轴向游隙。

浮动套15的外圆两端部上各嵌有两道O形橡胶密封圈18，与浮动套15一齐嵌入图2中的轴承座14孔内，利用轴承座14上设置的挡块13限制浮动套15转动，使浮动套15处于半浮动状态。浮动套15与轴承座14孔之间采用0.1-0.2mm的配合间隙。

当空气制冷机1工作时，由图2所表示的利用浮动套15与轴承座14孔间的配合间隙和其中的压力油膜，形成半浮动式滚动轴承5的弹性支承和油膜减振器，使安装在客车上的空气制冷机1运行可靠；另一方面，通过浮动套15与轴承座14孔间的滑油还可以带走半浮动式滚动轴承5的一部分热量，对轴承运转十分有利。

浮动套15的外侧端部上装有轴用弹性挡圈24，限制转子2左右窜动。

轴承座14、左水套盖12和右水套盖26采用铝合金。左水套盖12与轴承座14组成左冷却水套；右水套盖26、隔热圈25与轴承座14组成右冷却水套。

由于图2中的转子支承7结构，由图1所表示的空气制冷机1，高速运行时，效果是显著的。

Claims (4)

1、一种高速感应电动旋转机械用转子支承，包括：转子两侧对置的双列半浮动式滚动轴承(5)、轴承座(14)、左水套盖(12)、右水套盖(26)、隔热圈(25)、挡块(13)以及其它附件。

2、根据权利要求1所述的双列半浮动式滚动轴承(5)，其特征是，

每列半浮动式滚动轴承(5)的浮动套(15)内安装两只陶瓷球角接触球轴承(17a、17b)，轴承(17a)的外环、内喷油衬圈(16)、碟形弹簧(20)、外喷油衬圈(22)、O形橡胶弹簧圈(23)和轴承(17b)的外环依次嵌入浮动套(15)孔，内轴套(19)、外轴套(21)安置于两轴承(17a、17b)内环之间，外喷油衬圈(22)固定不动，O形橡胶弹簧圈(23)套在外喷油衬圈(22)上，碟形弹簧(20)和O形橡胶弹簧圈(23)共同构成对两轴承(17a、17b)的定压预紧和补偿轴向游隙；

浮动套(15)与轴承座(14)孔之间采用一定的间隙配合，浮动套(15)的外圆两端部上各嵌有1～2道O形橡胶密封圈(18)，与浮动套(15)一齐嵌入轴承座(14)孔内，利用轴承座(14)上设置的挡块(13)限制浮动套(15)转动，使浮动套(15)处于半浮动状态。

3、根据权利要求1所述的转子支承(7)，其特征是，

利用浮动套(15)与轴承座(14)孔间的配合间隙和其中的压力油膜，形成半浮动式滚动轴承(5)的弹性支承和油膜减振器；

浮动套(15)的外侧端部上装有轴用弹性挡圈(24)，限制转子(2)左右窜动；

轴承座(14)与左水套盖(12)组成左冷却水套；轴承座(14)与右水套盖(26)、隔热圈(25)组成右冷却水套。

4、一种高速感应电动旋转机械，包括一个权利要求1所述的转子支承(7)。

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