CN102230441B - 一种镜板泵自润滑径向推力轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镜板泵自润滑径向推力轴承，在轴承座外设置电泵，该电泵的进油接头与轴承座下部的冷油出口相接，电泵的出油口通过管道与三通阀的第一进油口相通，三通阀的出油接头与轴承座上部的冷油进口相接，该冷油进口与所述径向瓦外圆面上的环形进油槽相通；在所述径向瓦上开有与环形进油槽相通的第一径向孔、径向盲孔和轴向盲孔。本发明通过利用推力头旋转时产生的离心力来及时将产生的热油送走、冷却，并将冷却后的冷油不停地注入轴承，满足轴承的正常工作要求，从而实现自润滑，这样就不用再像以前那样需要专门配设稀油润滑装置及压力泵，既减少了设备、降低了费用，又免去了稀油润滑装置及压力泵的占用空间，便于布置，且润滑、冷却效果好，构思巧妙、结构简单。

Description

一种镜板泵自润滑径向推力轴承

技术领域

本发明属于水轮发电机技术领域，尤其涉及水轮发电机的镜板泵自润滑径向推力轴承。

背景技术

传统的径向推力轴承包括轴承座和轴承盖，该径向瓦的右端面沿周向均布有推力瓦块，主轴穿过径向瓦的内孔后通过平键固套有推力头，在推力头的外面套有内罩，该内罩外套有外罩，该外罩的左端通过螺钉与所述轴承座和轴承盖的右端固定连接。径向推力轴承工作前及工作过程中，需要不停地向轴承注入压力润滑油，以对径向瓦与主轴之间的结合面以及推力头与推力瓦块之间的结合面进行润滑，防止烧瓦；压力冷油润滑部件后变成热油，为了保证轴承的正常工作，又要及时将热油送走。为了满足上述技术要求，传统的径向推力轴承需在轴承外面配备专门的稀油润滑装置及压力泵，在压力泵的作用下，压力冷油不停地被强行注入轴承，润滑需要润滑的部位，而热油不停地被送走、冷却。在日常使用过程中，我们发现传统的径向推力轴承由于需要专门配备稀油润滑装置及压力泵，这样既增添了设备、增加了费用，又占用了很大的体积，不便于布置。另外，润滑部件后的冷油变成热油，需要通过油冷却器冷却、降温，传统的径向推力轴承将油冷却器设在轴承座内部，从而导致冷却热油的效果不佳，为此，亟需解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种镜板泵自润滑径向推力轴承，以使该轴承工作时不需要再像以前那样专门配设稀油润滑装置及压力泵。

本发明的技术方案如下 ：一种镜板泵自润滑径向推力轴承，在轴承座和轴承盖之间卡接固定有径向瓦，该径向瓦的右端面沿周向均布有推力瓦块，主轴穿过径向瓦的内孔后通过平键固套有推力头，在推力头的外面套有内罩，该内罩外套有外罩，其关键在于：在所述轴承座外设置电泵，该电泵的进油接头与轴承座下部的冷油出口相接，电泵的出油口通过管道与三通阀的第一进油口相通，三通阀的出油接头与轴承座上部的冷油进口相接，该冷油进口与所述径向瓦外圆面上的环形进油槽相通；在所述径向瓦上开有与环形进油槽相通的第一径向孔和径向盲孔，其中径向盲孔的孔底与径向瓦上轴向盲孔左端的孔底连通，轴向孔的右孔口位于相邻两块推力瓦块之间的径向冷油通道中；

在所述推力头的内圆面设有环形的热油汇集槽，该热油汇集槽与推力头上径向热油过孔的内孔口连通，径向热油过孔的外孔口与内罩内圆面的环形热油通道相通，该环形热油通道的空间沿周向由小到大逐渐变化；在所述内罩上开设热油出口，该热油出口位于环形热油通道的大空间处，且热油出口与油冷却器的热油进油接头相接，油冷却器的冷油出口通过管道与所述三通阀的第二进油口连通。

本径向推力轴承工作前，先通过轴承盖顶部的注油孔向轴承内腔注入冷的润滑油，被注入的冷油汇集在轴承座底部的集油腔中，在电泵的作用下，冷油通过轴承座下部的冷油出口、电泵和三通阀后，被注入轴承座上部的冷油进口中，被注入的冷油流入径向瓦外圆面上的环形进油槽中，冷油在此分为两路流动：其中一路顺着径向瓦的第一径向孔流向径向瓦内孔与主轴之间的结合面处，并对该结合面进行润滑；另外一路顺着径向瓦的径向盲孔、轴向盲孔和推力瓦块之间的径向冷油通道流动，最终流向推力瓦块与推力头的结合面，并对该结合面进行润滑。冷油对上述部位润滑后就变成热油，为了保证轴承的正常工作，需要及时将热油送走、冷却，并不断地向轴承输送新的冷油。径向瓦处产生的热油分为两部分，其中一部分直接流向推力头内圆面的环形热油汇集槽，另一部分流入轴承座底部的集油腔中，推力瓦瓦块与推力头结合面处产生的全部热油流向推力头内圆面的环形热油汇集槽；推力头跟随主轴旋转时会产生离心力，在离心力的作用下，热油汇集槽处的热油被甩出推力头的径向热油过孔，甩到内罩内圆面的环形热油通道中，并通过内罩上的热油出口及油冷却器的热油进油接头流向油冷却器的热油进口，热油通过油冷却器冷却后变成冷油，又通过油冷却器的冷油出口及三通阀的第二进油口输送到轴承的冷油进口中，以便不停地向轴承注入冷油，润滑油压达到设计值时关闭启动油泵轴承正常运行。采用以上结构，本发明巧妙地利用了推力头转动时产生的离心力，在离心力的带动下及时将产生的热油送走、冷却，使之变成冷油，并不停地将冷油注入轴承内，满足轴承的正常工作要求，这样就不用再像以前那样需要专门配设稀油润滑装置及压力泵去强迫润滑，从而使本轴承具有自润滑功能，既减少了设备、降低了费用，又免去了油润滑装置及压力泵的占用空间，便于布置，构思巧妙、结构简单，适于大规模推广运用。

所述油冷却器位于轴承座外，该油冷却器的热油进油接头穿过外罩上的通孔后，与所述内罩的热油出油口相接。采用以上结构能有效增长热油的冷却长度，以便更好地冷却热油，相对于传统的内置式结构，本发明的冷却效果更为明显，更能保证径向推力轴承的正常使用。

在所述径向瓦的右部开有第二径向孔，该第二径向孔的外孔口通过热油管接有单向阀，该单向阀的进油口靠近所述轴承座底部的集油腔。当集油腔中汇集的热油过多后，热油可将单向阀内的浮球顶起，并通过单向阀注入到所述推力头内圆面的环形热油汇集槽，并通过推力头的径向热油过孔送到外设的油冷却器中，从而能有效避免在轴承座底部的积油腔中汇集过多的热油。

所述内罩为整体式结构，与传统的两瓣式结构相比，本结构一方面便于装配时轻轻将内罩推入，另一方面防止外面的空气进入内罩内圆面的热油汇集槽中，进而保证油路的密闭性。

有益效果：本发明通过利用推力头旋转时产生的离心力来及时将产生的热油送走、冷却，并将冷却后的冷油不停地注入轴承，满足轴承的正常工作要求，从而实现自润滑，这样就不用再像以前那样需要专门配设稀油润滑装置及压力泵，既减少了设备、降低了费用，又免去了稀油润滑装置及压力泵的占用空间，便于布置，且润滑、冷却效果好，构思巧妙、结构简单，适于大规模推广运用。

附图说明

图1是本发明的外形图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是图2的 B-B向和C-C向的半剖组合视图；

图4是图2的D-D向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1～4所示，本发明由轴承座1、轴承盖2、径向瓦3、推力瓦4、主轴5、推力头6、内罩7和外罩8等部件构成，其中轴承座1和轴承盖2之间卡接有径向瓦3，且径向瓦3通过螺钉与轴承座1和轴承盖2固定连接。在上述径向瓦3的右端面沿周向均布有多块推力瓦块4，该推力瓦块4通过螺钉与径向瓦3固定连接。所述主轴5穿过径向瓦3的内孔后通过平键固套有推力头6，在推力头6的外面套有内罩7，该内罩7为整体式结构。在所述内罩7的外面套有外罩8，该外罩8为一体结构，且外罩8的左端面通过螺钉与上述轴承座1和轴承盖2的右端面固定连接，上述部件的位置关系及连接关系与现有技术完全相同，也不是本发明的发明点，在此不做赘述。

如图1～4所示，作为本发明的主要发明点，在所述轴承座1的外面设置电泵9，该电泵9的进油接头与轴承座1下部的冷油出口1a相接，电泵9的出油口通过管道与三通阀10的第一进油口相通，三通阀10的出油接头与轴承座1上部的冷油进口1b相接。在所述径向瓦3的外圆面上设有环形进油槽3a，该环形进油槽3a与所述轴承座1上部的冷油进口1b相通，冷油由该冷油进口1b进入到环形进油槽3a内。作为油路的一部分，在上述径向瓦3上开有第一径向孔3b、径向盲孔3c、轴向盲孔3d和第二径向孔3e，其中第一径向孔3b开在径向瓦3的中部，该第一径向孔3b的外孔口与所述环形进油槽3a连通，第一径向孔3b的内孔口与径向瓦3的内孔连通，以便环形进油槽3a处的一部分冷油流入径向瓦3的内孔与所述主轴5的结合面，从而对此部位进行润滑。上述径向盲孔3c开在径向瓦3的中部，该径向盲孔3c的外孔口与所述环形进油槽3a连通，径向盲孔3c内端的孔底与所述轴向盲孔3d左端的孔底连通，该轴向孔3d的右端开至径向瓦3的右端面，且轴向孔3d的右孔口位于相邻两块推力瓦块4之间的径向冷油通道14中，冷油通过该冷油通道14流到推力瓦块4与所述推力头6的结合面处，从而对此部位进行润滑。

所述第二径向孔3e开在径向瓦3的右部，该第二径向孔3e的外孔口接有热油管12，该热油管12的下部通过螺纹连接有所述单向阀13，该单向阀13的进油口靠近所述轴承座1底部的集油腔，当集油腔中汇集的热油过多时，单向阀13的浮球13a上浮从而将单向阀打开。

如图1～4所示，对需要润滑的部位进行润滑后，冷油就变成热油，为了保证轴承的正常工作，需及时将热油送走、冷却。因此，特在所述推力头6的内圆面设置环形的热油汇集槽6a，轴承座1底部积油腔中过多的热油、推力瓦4处产生的一部分热油以及推力瓦瓦块与推力头6结合面处产生的全部热油在此处汇集。在推力头6上开有径向热油过孔6b，该径向热油过孔6b的内孔口与所述热油汇集槽6a连通，径向热油过孔6b的外孔口与内罩7内圆面的环形热油通道7a相通。当推力头6跟随主轴5一起旋转时会产生离心力，在离心力的作用下，热油被甩出径向热油过孔6b，甩到环形热油通道7a中。为了形成压力差，以便让热油流动起来，所述环形热油通道7a的空间沿周向由小到大逐渐变化，至于环形热油通道7a空间大小的变化方向由主轴5的旋转方向决定，在本实施例中，主轴5顺时针旋转，环形热油通道7a的空间大小也沿顺时针由小到大逐渐变化。

在所述内罩7上开设热油出口7b，该热油出口7b位于环形热油通道7a的大空间处，所述油冷却器11的热油进油接头11a，穿过外罩8上的通孔后，与该热油出油口7b相接。上述油冷却器11为外购件，并设置在轴承座1外，油冷却器11的进油管道上接有所述热油进油接头11a，油冷却器11的冷油出口11b通过管道与所述三通阀10的第二进油口连通，本发明排出的热油通过油冷却器11冷却后变成冷油，该冷油又通过所述三通阀10的第二进油口送到本发明内进行润滑，本发明的其余结构与现有技术相同，在此也不做赘述。

本发明工作时会形成两种不同的润滑油流向，其中第一种为冷油的流向，第二种为热油的流向。

所述冷油的流向具体为：工作前，来自轴承座1底部集油腔的冷油通过三通阀10的第一进油口流到轴承座1上部的冷油进口1b中，当轴承内的油压达到设计值时关闭电泵，轴承自行泵油润滑；工作过程中，来自油冷却器11的冷油通过三通阀10的第二进油口流到轴承座1上部的冷油进口1b中。上述冷油进口1b中的冷油流向径向瓦3外圆面的环形进油槽3a，在此分为两路：一路通过径向瓦3上的第一径向孔3a流到径向瓦3内孔与主轴5的结合面处，对此部位进行润滑；另一路流过径向瓦3上的径向盲孔3c、轴向盲孔3d及相邻两块推力瓦块4之间的径向冷油通道14，流向推力瓦块4与推力头6的结合面处，对此结合面进行润滑。

所述热油的流向具体为：径向瓦3内孔与主轴5的结合面处产生的热油分为两路：一路回到轴承座1底部的集油腔中，当轴承座1底部集油腔的热油过多时，多余的部分会通过单向阀13及径向瓦3上的第二径向孔3e流到推力头6内圆面的环形热油汇集槽6a处；另一路沿轴向直接流向推力头6内圆面的环形热油汇集槽6a。所述推力瓦4的瓦块4c与推力头6结合面处产生的全部热油直接流向推力头6内圆面的环形热油汇集槽6a。在离心力的作用下，热油汇集槽6a处的热油被甩出推力头6的径向热油过孔6b，甩到内罩7内圆面的环形热油通道7a中，并通过内罩7上的热油出口7b及油冷却器11的热油进油接头11a流向油冷却器11的热油进口。

Claims (4)

1.一种镜板泵自润滑径向推力轴承，在轴承座（1）和轴承盖（2）组合后环形板卡接固定有径向瓦（3），该径向瓦（3）的右端面沿周向均布有推力瓦块（4），主轴（5）穿过径向瓦（3）的内孔后通过平键固套有推力头（6），在推力头（6）的外面套有内罩（7），该内罩外套有外罩（8），其特征在于：在所述轴承座（1）外设置电泵（9），该电泵（9）的进油接头与轴承座（1）下部的冷油出口（1a）相接，电泵（9）的出油口通过管道与三通阀（10）的第一进油口相通，三通阀（10）的出油接头与轴承座（1）上部的冷油进口（1b）相接，该冷油进口与所述径向瓦（3）外圆面上的环形进油槽（3a）相通；在所述径向瓦（3）上开有与环形进油槽（3a）相通的第一径向孔（3b）和径向盲孔（3c），其中径向盲孔（3c）的孔底与径向瓦（3）上轴向盲孔（3d）左端的孔底连通，轴向孔（3d）的右孔口位于相邻两块推力瓦块（4）之间的径向冷油通道（14）中；在所述推力头（6）的内圆面设有环形的热油汇集槽（6a），该热油汇集槽（6a）与推力头（6）上径向热油过孔（6b）的内孔口连通，径向热油过孔（6b）的外孔口与内罩（7）内圆面的环形热油通道（7a）相通，该环形热油通道的空间沿周向由小到大逐渐变化；在所述内罩（7）上开设热油出口（7b），该热油出口位于环形热油通道（7a）的大空间处，且热油出口（7b）与油冷却器（11）的热油进油接头（11a）相接，油冷却器（11）的冷油出口（11b）通过管道与所述三通阀（10）的第二进油口连通。

2.根据权利要求1所述的一种镜板泵自润滑径向推力轴承，其特征在于：所述油冷却器（11）位于轴承座（1）外，该油冷却器（11）的热油进油接头（11a）穿过外罩（8）上的通孔后，与所述内罩（7）的热油出油口（7b）相接。

3.根据权利要求1所述的一种镜板泵自润滑径向推力轴承，其特征在于：在所述径向瓦（3）的右部开有第二径向孔（3e），该第二径向孔（3e）的外孔口通过热油管（12）接有单向阀（13），该单向阀（13）的进油口靠近所述轴承座（1）底部的集油腔。

4.根据权利要求1所述的一种镜板泵自润滑径向推力轴承，其特征在于：所述内罩（7）为整体式结构。

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