CN101793293B - 一种滑动轴承冷却结构 - Google Patents

Abstract

一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，包括一个或若干管形的热管和连接固定件，所述热管散热器连接滑动轴承并可以与滑动轴承进行热交换；热管包括管壳、管壳内壁上的吸液芯、以及管壳内的用于传递热能的工质；热管分为冷凝段、绝热段、蒸发段三段，蒸发段吸收滑动轴承热量，冷凝段裸露在滑动轴承外部并向外释放热量。本发明通过螺纹连接、直接插入、法兰连接、板式贴紧等形式，将热管散热器固定在滑动轴承上提高了滑动轴承自身的散热能力，可以避免或者减少借助外部动力进行散热，降低运行成本，节约资源。在外部动力系统因故障不能正常运行时，为滑动轴承提供适当的保护，降低了滑动轴承冷却系统对外部动力的依赖性。

Description

一种滑动轴承冷却结构

技术领域

本发明涉及滑动轴承技术领域，具体的来说涉及一种滑动轴承的冷却结构，该冷却结构能够有效的降低滑动轴承的工作温度，从而改善了滑动轴承主机的使用性能。

背景技术

滑动轴承作为基础零部件在各种机械上有广泛的应用，目前滑动轴承，一般有以下几种冷却方式：自然冷却、强制风冷、水冷却、压力润滑油冷却等。风冷、水冷、压力润滑油冷却需要提供外在动力，外在动力出现故障后，轴承不能正常使用，且结构复杂，故障多，运行维护成本高。自然冷却效率不高，随着直径或转速的增大，自然冷却越来越不能满足滑动轴承散热的需要。通常情况下为了提高散热能力，在结构上设置散热筋，使得滑动轴承的外部美观度受到影响。

从热传递的三种方式来看（辐射、对流、传导），其中热传导最快。热管技术利用热传导原理与制冷介质的快速热传递性质，通过热管自身内部工质的相变将发热物体的热量迅速传递到热源外。热管技术最早被广泛应用于宇航、军工等行业，后被引入散热器制造行业。热管具有高导热性，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管具有热流密度可变性，热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量。热管还具有恒温特性，普通热管的各部分热阻基本上不随加热量的变化而变化，因此当加热量变化时，热管各部分的温度亦随之变化。

用户需要一种高效的无动力散热装置，提高滑动轴承自身的散热能力。对于电机用户来说，一直以来困扰着他们的是自润滑滑动轴承只能在90mm直径及以下使用，而且90mm直径时已经出现不稳定的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种滑动轴承冷却结构。即将热管散热器应用在滑动轴承上，滑动轴承的热量通过热管散热器与外界进行热交换，保证滑动轴承工作温度在许可的范围之内。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，包括若干热管和连接固定件，所述热管连接于滑动轴承并与滑动轴承进行热交换；热管包括管壳、管壳内壁上的吸液芯、以及管壳内的用于传递热能的工质；热管分为冷凝段、绝热段、蒸发段三段，蒸发段吸收滑动轴承热量，冷凝段裸露在滑动轴承外部并向外释放热量，所述吸液芯由毛细多孔材料构成，管芯开轴向槽道，所述冷凝段外设置防护罩，热管的蒸发段设置在滑动轴承的热区，热管从轴承的前方、后方、左侧方、右侧方、上方、下方设置在轴承热区，所述轴承热区包括油池、轴瓦基体、轴承体、轴承座壁、轴承座筋板；所述连接固定件为吸热板；所述热管的蒸发段通过吸热板紧贴在滑动轴承的轴承座上，冷凝段上设置有散热翅片；所述吸热板将蒸发段包裹在吸热板内部，吸热板通过螺栓连接在滑动轴承的轴承座外壁上，散热翅片将冷凝段包裹在散热翅片内部；且吸热板的高度在油池内油面的高度以下。

所述热管的冷凝段位置高于蒸发段，以便于蒸汽冷凝后回流。

所述热管为圆形管、椭圆形管、截面矩形管或扁平形管。

所述热管为波纹管。

所述热管的冷凝段、绝热段、蒸发段由圆形管、椭圆形管、矩形管、扁平形管中一种或几种组合而成。

所述热管的冷凝段为带有翅片的管或光管；蒸发段、冷凝段是直线状、圆环形或多边形。

有益效果，本发明通过螺纹连接、直接插入、法兰连接、板式贴紧等形式，将热管散热器固定在滑动轴承上提高了滑动轴承自身的散热能力，可以避免或者减少借助外部动力进行散热，降低运行成本，节约资源。在外部动力系统因故障不能正常运行时，为滑动轴承提供适当的保护，改善了滑动轴承的使用安全性，降低了滑动轴承冷却系统对外部动力的依赖性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明所述的热管内部结构示意图。

图2为本发明所述的热管插入座式滑动轴承的结构示意图。

图3为本发明所述的热管插入端盖式滑动轴承的结构示意图。

图4为本发明所述的热管通过法兰连接在座式滑动轴承的结构示意图。

图5为本发明所述的热管通过法兰连接在端盖式滑动轴承的结构示意图。

图6为本发明所述的热管通过螺纹连接在座式滑动轴承的结构示意图。

图7为本发明所述的热管通过螺纹连接在端盖式滑动轴承的结构示意图。

图8为本发明所述的热管散热器通过吸热板紧贴在座式滑动轴承的结构示意图。

图9为本发明所述的热管散热器通过吸热板紧贴在端盖式滑动轴承的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1

热管由管壳、吸液芯、以及传递热能的液态工质组成，热管内部被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁设置吸液芯，吸液芯由毛细多孔材料构成，管芯可开轴向槽道。热管沿轴向分为三段，即冷凝段11、绝热段12和蒸发段13。为保护热管不被损坏，冷凝段外可设置防护罩。

热管管壳的材料可以是：铜、铝、钢以及各种合金等。管子可以是标准圆形，也可以是异型的，如椭圆形、正方形、矩形、扁平形、波纹管等。热管的蒸发段、冷凝段可以是直线状或成圆形、回形、三角形、四边形、多边形等螺旋弯曲，可以是光管也可以是带翅片管，这样可以增大蒸发段与热源的接触面积，增大冷凝段散热面积，便于热量快速传递。冷凝段高于蒸发段，冷凝段向上，或螺旋上升，或直线上升，或曲线上升，便于蒸汽冷凝后回流至蒸发段，实现循环。

根据需要将热管的蒸发段13设置在滑动轴承的热区进行热交换。热管可以从轴承的不同方位设置在轴承热区，如前方、后方、左侧方、右侧方、上方、下方等，热管以不同的方式设置在热区，如螺纹连接、直接插入、法兰连接、板式贴紧等形式。热区包括油池、轴瓦基体、轴承体、轴承座壁、轴承座筋板等，滑动轴承温度最高的是轴瓦，其次是润滑油的温度，将热管的蒸发段直接插入滑动轴承的轴瓦基体中或油池中，滑动轴承的散热效率更高。冷凝段11伸出轴承座外。轴承热区的热量，通过蒸发段13管壁、吸液芯传递给工质，工质汽化，此时热量传递给蒸汽。蒸汽在微小压差下流向冷凝段11放出热量凝结成液体，液体再沿管壳内壁流回蒸发段13。如此循环降低滑动轴承的工作温度。从而改善了轴承的运行条件，降低了轴承冷却系统对外部动力的依赖性。

实际使用热管的型号和数量根据滑动轴承的计算数据和热管的参数确定。

本发明所述的热管可以单独使用，也可以配合其他冷却方式共同使用。

实施例1

参看图2，图中所示的为座式滑动轴承，其中热管1的蒸发段穿过轴承座3插入轴承的油池5中，油池5的油面4将热管1的蒸发段淹没，热管1还通过插入连接件2连接轴承座3。

参看图3，图中所示的为端盖式滑动轴承，其中热管1的蒸发段穿过轴承座3插入轴承的油池5中，油池5的油面4将热管1的蒸发段淹没。当然本发明所述的热管还可以以插入的方式设置到其它种类的滑动轴承中，同样起到冷却的效果。

实施例2

参看图4，图中所示的为座式滑动轴承，其中热管1a的蒸发段穿过轴承座2a放入轴承的油池6a中，油池6a的油面4a将热管1a的蒸发段淹没，热管1a在绝热段连接法兰板3a，法兰板3a通过螺栓5a连接在滑动轴承的轴承座2a上。

参看图5，图中所示的为端盖式滑动轴承，其中热管1a的蒸发段穿过轴承座2a放入轴承的油池6a中，油池6a的油面4a将热管1a的蒸发段淹没，热管1a在绝热段连接法兰板3a，法兰板3a通过螺栓5a连接在滑动轴承的轴承座2a上。当然本发明所述的热管还可以以法兰连接的方式设置到其它种类的滑动轴承中，同样起到冷却的效果。

实施例3

参看图6，图中所示的为座式滑动轴承，其中热管1b的蒸发段穿过轴承座2b放入轴承的油池5b中，油池5b的油面3b将热管1b的蒸发段淹没，热管1b在绝热段连接螺纹连接件4b，轴承座2b上设置有内螺纹孔6b，螺纹连接件4b旋入轴承座上的内螺纹孔6b中。

参看图7，图中所示的为端盖式滑动轴承，其中热管1b的蒸发段穿过轴承座2b放入轴承的油池5b中，油池5b的油面3b将热管1b的蒸发段淹没，热管1b在绝热段连接螺纹连接件4b，轴承座2b上设置有内螺纹孔6b，螺纹连接件4b旋入轴承座上的内螺纹孔6b中。当然本发明所述的热管还可以以螺纹连接的方式设置到其它种类的滑动轴承中，同样起到冷却的效果。

实施例4

参看图8，图中所示的为座式滑动轴承，其中热管1c的蒸发段通过吸热板4c紧贴在滑动轴承的轴承座3c上，冷凝段上设置有散热翅片2c。所述吸热板4c将蒸发段包裹在其内部，吸热板4c通过螺栓7c连接在滑动轴承的轴承座外壁上，散热翅片将冷凝段包裹在其内部，以便于热量散发；且吸热板4c的高度在油池6c内油面5c的高度以下，以便于吸热板充分将热量吸收。

参看图9，图中所示的为端盖式滑动轴承，其中热管1c的蒸发段通过吸热板4c紧贴在滑动轴承的轴承座3c上，冷凝段上设置有散热翅片2c。所述吸热板4c将蒸发段包裹在其内部，吸热板4c通过螺栓7c连接在滑动轴承的轴承座外壁上，散热翅片将冷凝段包裹在其内部，以便于热量散发；且吸热板4c的高度在油池6c内油面5c的高度以下，以便于吸热板充分将热量吸收。当然本发明所述的热管还可以以贴合的方式设置到其它种类的滑动轴承中，同样起到冷却的效果。

本技术巧妙地将高效热管散热装置巧妙地与座式、端盖式电机用滑动轴承相结合，提高了散热效率，有效地降低了滑动轴承的工作温度，使滑动轴承的使用安全性得到改善。使电机自润滑使用范围得以扩大，90mm直径可以稳定使用，100mm直径能够实现自润滑，110mm直径也有可能实现自润滑，解决了一直以来困扰电机行业的难题，促进了电机产品的升级换代。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，包括若干热管和连接固定件，所述热管连接于滑动轴承并与滑动轴承进行热交换；热管包括管壳、管壳内壁上的吸液芯、以及管壳内的用于传递热能的工质；热管分为冷凝段、绝热段、蒸发段三段，蒸发段吸收滑动轴承热量，冷凝段裸露在滑动轴承外部并向外释放热量，所述吸液芯由毛细多孔材料构成，管芯开轴向槽道，所述冷凝段外设置防护罩，热管的蒸发段设置在滑动轴承的热区，热管从轴承的前方、后方、左侧方、右侧方、上方、下方设置在轴承热区，所述轴承热区包括油池、轴瓦基体、轴承体、轴承座壁、轴承座筋板；所述连接固定件为吸热板；所述热管的蒸发段通过吸热板紧贴在滑动轴承的轴承座上，冷凝段上设置有散热翅片；所述吸热板将蒸发段包裹在吸热板内部，吸热板通过螺栓连接在滑动轴承的轴承座外壁上，散热翅片将冷凝段包裹在散热翅片内部；且吸热板的高度在油池内油面的高度以下。

2.根据权利要求1所述的一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，所述热管的冷凝段位置高于蒸发段，以便于蒸汽冷凝后回流。

3.根据权利要求2所述的一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，所述热管为圆形管、椭圆形管、截面矩形管或扁平形管。

4.根据权利要求2所述的一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，所述热管为波纹管。

5.根据权利要求2所述的一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，所述热管的冷凝段、绝热段、蒸发段由圆形管、椭圆形管、矩形管、扁平形管中一种或几种组合而成。

6.根据权利要求2所述的一种滑动轴承冷却结构，其特征在于，所述热管的冷凝段为带有翅片的管或光管；蒸发段、冷凝段是直线状、圆环形或多边形。

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