CN102983663B - 高速大功率电机用自润滑滑动轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速大功率电机用自润滑滑动轴承。其轴承箱采取D形大油腔结构，油腔外围铸造有散热片。轴承箱内部的结构可避免轴瓦内外侧端泄的高温润滑油直接被油环带入轴与轴瓦之间的润滑间隙，确保油环为轴瓦所供润滑油为进过高效冷却后的低温润滑油，从而降低轴承温度。油环的改进结构可加大轴承润滑油量，加强轴瓦的润滑，降低轴瓦的摩擦损耗。轴承箱铸造有空气通道使轴承箱外界的气体能及时补充被轴承箱局部被抽吸的空气。轴承箱内部局部密封空腔，充分利用气体等温等体积膨胀时自然形成的局部负压抵消电机内部负压，可确保滑动轴承无漏油隐患。该结构滑动轴承具有设计合理，轴承散热能力强，润滑可靠，密封性能好等优点。

Description

高速大功率电机用自润滑滑动轴承

技术领域

本发明属于电机附属配件技术领域，是一种高速大功率电机用自润滑滑动轴承结构。

背景技术

使用自润滑滑动轴承的电机因不需要外界循环油系统，具有初期设备资金投入少，安装维护方便，操作及运行状态监控简便的优点，因此在现代工业中得到了广泛的应用。在公知的技术中，电机使用的自润滑滑动轴承依靠和轴一起旋转的油环将轴承箱内自身储存的润滑油带入轴与轴瓦之间的间隙起润滑作用。轴瓦与轴之间摩擦产生的热量主要靠轴承座与自然环境中的空气的对流热交换散出。受轴承座材料、结构的限制，轴承产生的热量无法及时散出，造成润滑油高温变质，轴瓦温度高，严重时导致轴承抱死。受油环的结构限制，油环高速旋转时油环表面附着的润滑油在离心力作用下甩出油环，造成油环带入轴与轴瓦之间间隙的油量过少，轴承润滑不良，轴承运行温度高。受电机内风路负压的影响，轴承箱内的润滑油容易被抽吸到电机内部，造成电机内部线圈被污染，绝缘性能降低，轴承箱内的润滑油减少，轴承缺少润滑油导致轴瓦温度高，严重时导致轴承抱死。以上情况对高转速、大功率电机尤为严重。现有技术中虽然对轴承采取强制风冷，加强轴承密封等措施，但效果仍不太理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足高转速、大功率电机使用的自润滑滑动轴承，采取合理的结构设计充分利用热传导、热对流、热辐射传热的并解决轴承的负压漏油问题。

技术方案：一种高速大功率电机用自润滑滑动轴承，包括轴承箱、轴瓦、油环和注油孔及密封结构，其中，轴承箱包括上、下两部分壳体，上、下两部分壳体内部均设置油腔，其中下部分壳体内的油腔为D形大油腔结构，并在下部分壳体外侧壁设置有散热片；下部壳体内侧分别设置有轴瓦内支撑和轴瓦外支撑，两支撑之间形成独立空腔，所述轴瓦内支撑的内侧和轴瓦外支撑的外侧分别设置有内空腔和外空腔，所述内空腔和外空腔在远离油环处分别与独立空腔底部连通。内空腔和外空腔分别与独立空腔构成循环回路进行热交换，通过下部分壳体及其散热片将热量散出。轴承座利用轴瓦支撑的隔离及引导作用使轴瓦内外侧端泄的高温润滑油通过轴承座散热，降温后的润滑油依靠润滑油的自然对流沉入轴承箱底部，并根据连通器原理进入油环带油区域。该结构设计可避免轴瓦内外侧端泄的高温润滑油直接被油环带入轴与轴瓦之间的润滑间隙，确保油环为轴瓦所供润滑油为低温润滑油，从而降低轴承温度。

利用D型结构增大了轴承箱外侧的散热面积，同时散热片可加强轴承箱外侧散热能力。散热片最好设置成竖向导条结构，D型结构轴承箱可利用空气受热后的自然浮力，提高空气从轴承箱底部到侧面中部的流速，提高轴承箱的对流散热能力。D型结构轴承箱的凸面形状也提高了热辐射散热能力。通过以上结构设计，提高了轴承的冷却效率。所述轴承箱的上、下两部分壳体采用高强度铝合金整体铸造。利用铝合金优异的热传导能力，降低轴承箱内外部的温差，从而提高轴承的冷却效率。

在所述内空腔内侧壁的内侧还设置有空气腔，空气腔的内、外侧壁分别通过环形的浮动密封圈与电机转轴连接，两道浮动密封圈之间的空气腔下方铸造有通道通到电机外侧大气连通。轴承箱轴瓦支撑、轴瓦、轴与轴瓦侧的浮动密封圈之间的空腔为封闭空腔，当电机内部的负压对轴承产生抽吸作用时，最内侧的一道浮动密封圈起足够的密封性能，假如电机长期运行后最内侧的浮动密封圈有轻微磨损后，当电机内部的负压作用于两道浮动密封圈之间的空腔，由于该空气腔与电机外侧大气直接相通，负压抽吸的气体均来自大气环境，空气腔处的负压基本为零，仍可保证轴瓦侧的浮动密封圈的密封性能。轴承箱轴瓦支撑、轴瓦、轴与轴瓦侧的浮动密封圈之间的空腔为封闭空腔，根据等质量等温气体膨胀原理，当电机负压对抽吸封闭空腔产生抽吸作用时，封闭空腔内气体体积变大，封闭空腔内压强减小，自然会对电机负压产生抵消作用，可避免空腔内的油雾穿过密封圈吸入电机内部。按照上述方案制作的密封结构可确保轴承无漏油隐患。

所述油环的内侧壁上均布有多个盲孔，油环高速旋转时当油环底部浸入油池，盲孔内的空间会充满润滑油，并且在高速旋转过程中因盲孔的容纳作用，盲孔内的润滑油不会被离心力甩离油环，当盲孔的位置位于轴正上方时，在重力作用下部分润滑油克服离心力落在轴表面，并随旋转轴进入润滑间隙。在公知的技术中，油环内表面为光滑圆柱表面，油环高速旋转时存在油环表面附着的润滑油被离心力甩离油环的问题，本结构设计解决了该问题，增大了轴瓦供油量，降低了轴承温度。

附图说明

图1是本发明滑动轴承的剖面结构示意图；

图2是图1的A-A剖面结构示意图；

图3是图1的油环结构示意图；

图4是图3的B-B剖面旋转放大结构示意图。

图中标号1为轴承箱，1-1为散热片，1-2为轴瓦内支撑，1-3为轴瓦外支撑，1-4为独立内腔，1-5为内空腔，1-6为外空腔，1-7为通气道，1-8空气腔，2为轴瓦，3为油环，3-1盲孔，4为电机转轴，5为内侧（最内侧）浮动密封圈之一，6为内侧浮动密封圈之二，7为液面。

具体实施方式                                            

参看图1和图2，本发明滑动轴承的结构包括轴承箱1、轴瓦2、油环3、电机转轴4、浮动密封圈5和6。其中，轴承箱1为上、下部分壳体，下部分壳体采用采用高强度航空铝合金整体铸造出D形大油腔结构，外侧竖向铸造有散热片1-1。利用D型结构增大了轴承箱1外侧的散热面积，同时散热片1-1可加强轴承箱外侧散热能力。D型结构轴承箱1可加强轴承箱的对流、辐射散热能力，降低轴承箱内润滑油的温度。轴承箱1内部铸造有用于支撑轴瓦的轴瓦内侧支撑1-2，轴瓦外侧支撑1-3，轴瓦2安装在两个支撑上。轴瓦内侧支撑1-2，轴瓦外侧支撑1-3与轴承箱1两侧的壁板围成一个独立空腔1-4，该独立空腔通过轴瓦内侧支撑1-2，轴瓦外侧支撑1-3下方铸造的通孔分别与轴承箱1内空腔1-5和外空腔1-6相通。轴瓦2中间安装有油环3，油环3的下方的一部分浸入空腔1-4的润滑油中，油环3上内表面加工有一定数量的盲孔3-1，以增加油环3为电机转轴4的供油量。当电机转轴4旋转时，油环3随电机转轴4一起旋转，内表面及盲孔附带部分润滑油进入电机转轴4与轴瓦2之间的润滑间隙起润滑作用，轴瓦2两侧端泄的高温润滑油流入轴瓦内侧支撑1-2旁边的内空腔1-5和轴瓦外侧支撑1-3旁边的外空腔1-6中，并得到高效冷却。独立空腔1-4内的润滑油因油环3将部分润滑油带到转轴上，液面降低，根据连通器原理，内空腔1-5和外空腔1-6内经过冷却的润滑油通过轴瓦内侧支撑1-2，轴瓦外侧支撑1-3下方的通孔进入独立空腔1-4，由此可确保油环3为电机转轴4的所供润滑油为经过冷却的低温润滑油，降低轴瓦温度。在所述内空腔1-5内侧壁的内侧还设置有空气腔1-8，空气腔的两侧壁分别为浮动密封圈5和6，空气腔1-8通过轴承箱1底部铸造的通气道1-7与外界大气相通，当轴承箱1内侧受电机内部负压抽吸时，浮动密封圈5起首道密封作用，假如浮动密封圈5长期使用有轻微磨损时，外界大气的空气通过通气道进入空气腔1-8，补偿该处被抽吸的空气，可保证空气腔1-8处的气压近似为零，从而可确保浮动密封圈6不受负压影响，确保浮动密封圈6的密封效果，并且浮动密封圈6旁边的空气腔1-8为电机转轴4、轴瓦2、轴承箱1、浮动密封圈6形成的封闭空腔，当浮动密封圈6受负压抽吸时，空气腔1-8内的空气为等温等体积膨胀，空气腔1-8内的压力变小，自然产生一个负压以抵消电机内部负压，确保空气腔1-8内的油雾不被吸入电机内部。 

Claims (5)

1.一种高速大功率电机用自润滑滑动轴承，包括轴承箱、轴瓦、油环和注油孔及密封结构，其特征是：轴承箱包括上、下两部分壳体，上、下两部分壳体内部均设置油腔，其中下部分壳体内的油腔为D形大油腔结构，并在下部分壳体外侧壁设置有散热片；下部壳体内侧分别设置有轴瓦内支撑和轴瓦外支撑，两支撑之间形成独立空腔，所述轴瓦内支撑的内侧和轴瓦外支撑的外侧分别设置有内空腔和外空腔，所述内空腔和外空腔在远离油环处分别与独立空腔底部连通。

2.根据权利要求1所述的高速大功率电机用自润滑滑动轴承，其特征是：所述轴承箱的上、下两部分壳体采用高强度铝合金整体铸造。

3.根据权利要求1所述的高速大功率电机用自润滑滑动轴承，其特征是：散热片设置成竖向导条结构。

4.根据权利要求1所述的高速大功率电机用自润滑滑动轴承，其特征是：在所述内空腔内侧壁的内侧还设置有空气腔，该空气腔由通气道与大气连通，空气腔的内、外侧壁分别通过环形的浮动密封圈与电机转轴连接。

5.根据权利要求1所述的高速大功率电机用自润滑滑动轴承，其特征是：所述油环的内侧壁上均布有多个盲孔。