CN103047014B - 一种隔热板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微、小型转子动力机械涡轮端轴承隔热板结构，所述结构包括隔热板，隔热板外圈与轴承座内圈过渡配合；隔热板受热端面涂有隔热涂层，另一端面带有凸台，依结构需要顶紧轴承内圈或外圈；隔热板外圈带有若干道隔热槽；隔热板凸台与轴承接触面涂有隔热涂层。本发明结构简单、灵活，加工方便，隔热效果明显，可大幅降低涡轮端热部件对轴承的辐射、传导热，延长轴承的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于微、小型转子动力机械总体结构设计领域，涉及一种轴系零部件隔热结构，具体的说，是指一种防止涡轮端轴承过热，降低热负荷的隔热板结构。
背景技术
微、小型转子动力机械涡轮端轴承热负荷高，是行业内普遍面临的技术难题。高热负荷是导致涡轮端轴承破坏的主要原因。涡轮叶轮正常工作温度较高，一般为900℃左右，而支撑转子的滚珠轴承最高许用温度也不过100℃~120℃。因此，对微、小型燃气轮机来说在防止高温燃气泄漏的同时，转子的隔热与冷却也十分重要，如果隔热措施不当，对那些使用滚珠球轴承的微型或小型燃气轮机，高温燃气不但加热轴承，使轴承很快失效，而且处于较高温度正常工作的涡轮与轴承的轴向距离很短，大量的传热也会使轴承很快失效。目前，常习惯于提高轴承指标，或寻求耐高温轴承，其成本往往过高，或无法找到同时适应高速、高温的轴承替代品。因而，迫切需要对微、小型燃气轮机的轴承隔热技术进行改进，在不增加系统复杂性的前提下，既可大幅降低涡轮端热部件对轴承的辐射、传导热，延长轴承的使用寿命，又能能满足结构件设计需求。
发明内容
本发明旨在于针对现有微、小型燃气轮机轴承隔热技术的缺点和不足，提出一种新型的轴承隔热板结构，结合使用要求和环境，集轴承内/外圈固定和隔热功能与一体，既能满足结构件设计需求，又能降低涡轮端轴承热负荷。同时，具有结构简单，形式灵活，加工方便等特点，适于工程推广。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案为：
一种轴承隔热板结构，适用于对微、小型转子动力机械涡轮端轴承进行隔热，包括环状隔热板主体，所述隔热板主体的外圈与设置在转子机匣上的轴承座内圈过渡配合，所述隔热板主体的中心孔与转子轴间隙配合，其特征在于，所述隔热板结构还包括设置在隔热板主体一侧端面上的环状凸台，所述环状凸台的外表面及所述隔热板主体的另一侧受热端面上均涂覆有隔热涂层，所述环状凸台与所述涡轮端轴承的内圈或外圈顶紧设置；所述隔热板主体的外圈安装面上设有若干道隔热槽。
优选地，所述隔热板主体的一侧端面上环状凸台以外的部分和/或所述环状凸台的侧表面也涂覆有隔热涂层。
优选地，所述隔热板主体由多层环状钣金件叠合而成，相邻钣金件外径不同，一高一低，形成凹槽状结构，旨在减少零件与机匣的接触面积。
进一步地，位于所述隔热板主体两端的钣金件外径大于内部的钣金件外径。
进一步地，相邻两钣金件的接触面上设置高度交错分布的凹槽开口，以增大轴向传热的热阻。
进一步地，相邻两钣金件的接触面上涂抹隔热涂层，增强隔热效果。
本发明的轴承隔热板结构的工作原理：微、小型转子动力机械涡轮热端部件轴承受热途径包括热气流传导、热端零件辐射、装配面热传导等。隔热板受热端隔热涂层可以降低热气流传导和辐射换热；隔热板外圈隔热槽可以减小装配面的接触面积，从而减小装配面处的热传导；凸台端面面积较小，增大了隔热板与轴承之间的热阻，减小了向轴承的传热量；隔热槽数量可根据使用环境、工艺水平调整；隔热板凸台兼具固定轴承内或外圈的作用，其位置可根据需要，设定在轴承成内圈处或外圈处。
特点：结构简单，加工方便，隔热效果明显，形式灵活。
本发明的轴承隔热板结构相对于现有技术具有以下显著的优点：本发明的轴承隔热板结构，结合使用要求和环境，集轴承内/外圈固定和隔热功能与一体，既能满足结构件设计需求，又能降低涡轮端轴承热负荷，可大幅降低涡轮端热部件对轴承的辐射、传导热，延长轴承的使用寿命，有效地解决了微、小型转子动力机械涡轮端轴承热负荷过高的问题。同时，具有结构简单，形式灵活，加工方便等特点，适于工程推广。
附图说明
图1为本发明的轴承隔热板结构的安装结构示意图；
图2为本发明的轴承隔热板结构的安装结构的局部放大图；
图3为本发明的轴承隔热板结构的安装结构的另一局部放大图；
图4为本发明的轴承隔热板结构示意图；
图5为本发明的另一轴承隔热板结构的安装结构示意图；
图6为图5所示的另一轴承隔热板结构的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1至4所示，本发明的轴承隔热板结构100，适用于对微、小型转子动力机械涡轮端轴承200进行隔热，包括环状隔热板主体106，隔热板主体106的外圈与设置在转子机匣400上的轴承座内圈过渡配合，隔热板主体106的中心孔与转子轴300间隙配合。隔热板结构100还包括设置在隔热板主体106一侧端面上的环状凸台104，环状凸台104的外表面102及隔热板主体106的另一侧受热端面101上均涂覆有隔热涂层，环状凸台104与涡轮端轴承200的内圈或外圈顶紧设置；隔热板主体106的外圈安装面105上设有若干道隔热槽103。优选地，隔热板主体106的一侧端面上环状凸台104以外的部分和/或环状凸台104的侧表面也涂覆有隔热涂层。
在本发明的另一实施例中，如图5、6所示，隔热板主体106由多层环状钣金件叠合而成，相邻钣金件外径不同，一高一低，形成凹槽状结构，旨在减少零件与机匣的接触面积。位于所述隔热板主体106两端的钣金件外径大于内部的钣金件外径。相邻两钣金件的接触面上设置高度交错分布的凹槽开口，以增大轴向传热的热阻。相邻两钣金件的接触面上涂抹隔热涂层，增强隔热效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。
Claims (2)
1.一种轴承隔热板结构，适用于对微、小型转子动力机械涡轮端轴承进行隔热，包括环状隔热板主体，所述隔热板主体的外圈与设置在转子机匣上的轴承座内圈过渡配合，所述隔热板主体的中心孔与转子轴间隙配合，其特征在于，所述隔热板结构还包括设置在隔热板主体一侧端面上的环状凸台，所述环状凸台的外表面及所述隔热板主体的另一侧受热端面上均涂覆有隔热涂层，所述环状凸台与所述涡轮端轴承的内圈或外圈顶紧设置；所述隔热板主体的外圈安装面上设有若干道隔热槽；
所述隔热板主体由多层环状钣金件叠合而成，相邻钣金件外径不同，一高一低，形成凹槽状结构，旨在减少零件与机匣的接触面积；
位于所述隔热板主体两端的钣金件外径大于内部的钣金件外径；
相邻两钣金件的接触面上设置高度交错分布的凹槽开口，以增大轴向传热的热阻；
相邻两钣金件的接触面上涂抹隔热涂层，增强隔热效果。
2.根据权利要求1所述的轴承隔热板结构，其特征在于，所述隔热板主体的一侧端面上环状凸台以外的部分和/或所述环状凸台的侧表面也涂覆有隔热涂层。
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