CN105515261B - 一种高速电机气浮轴承支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速电机气浮轴承支撑装置，包括转轴、与前端盖固定相连的前端径向轴承座、与转轴固定相连的止推盘、左侧止推轴承座以及与后端盖固定相连的止推径向轴承座，转轴前后端分别设有前端轴套和后端轴套，前端径向轴承座与前端轴套之间留有一定间隙，止推径向轴承座与后端轴套之间留有一定间隙，止推径向轴承座L型左端设有对止推盘起止推作用的凸起环，止推盘位于左侧止推轴承座和止推径向轴承座的凸起环之间，左侧止推轴承座和止推径向轴承座的凸起环之间还设有止推垫环；本发明将现有技术中气浮径向轴承座和轴向止推轴承座整合设计成一体式结构即止推径向轴承座，节省了轴承组件的安装空间，有效缩小了电机体积。

Description

一种高速电机气浮轴承支撑装置

技术领域

本发明涉及高速电机气浮轴承装置，尤其涉及一种高速电机气浮轴承支撑装置。

背景技术

随着对高速电机功率等级和转速要求的不断提高，普通的机械球轴承已经不能满足大功率高速电机的使用要求，气浮轴承和电磁轴承以其摩擦损耗小，可靠性高、不受转轴尺寸限制等诸多优点，已经逐渐成为工业界和学术界关注的热点，但是就目前现状而言，电磁轴承设计技术还不够成熟，供货周期长，成本高等一系列问题，制约了电磁轴承的实际工程应用。气浮轴承技术成熟，高温稳定性好、振动小、不需要润滑油等一系列优点，已经被广泛地应用在高速透平、高速电机、高速电主轴等高速旋转机械领域。为了满足对高速电机转轴的径向支撑和轴向支撑，通常在转轴的一端同时布置径向和轴向止推轴承联合使用，

目前现有的高速电机气浮轴承支撑装置包括：转轴、前端径向轴承座、前端轴套、后端径向轴承座、后端轴套、止推盘、左侧止推轴承座、右侧止推轴承座、前端盖、后端盖、止推垫环。在电机转轴的前端用一个前端径向轴承座支撑，前端轴套通过热套配合安装在转轴上面，前端径向轴承座通过螺钉固定在前端盖上，在前端径向轴承座和前端轴套之间留有一定间隙，通以压缩空气起到润滑作用；电机转轴的后端支撑结构采用的是后端径向轴承和轴向止推轴承支撑，其中后端径向轴承的作用是承受转轴的自身重力以及作用在转轴上的径向电磁力，轴向止推轴承的作用是抵消转轴在轴向方向受到的外部激励，防止转轴的轴向窜动。其中后端径向轴承座的结构和安装方式完全和前端轴承一致，后端径向轴承座与后端盖螺栓连接固定不动；轴向止推轴承包括：止推盘、左侧止推轴承座、右侧止推轴承座以及止推垫环，其中右侧止推轴承座通过螺栓与后端盖连接固定，止推盘与转轴相连，并同时保证止推盘安装到转轴上以后与右侧止推轴承座安装到后端盖上以后，彼此之间有一定间隙，在此间隙中通有压缩空气，右侧止推轴承防止向右侧窜动；为了保证左侧止推轴承座与止推盘也有一定间隙，设计了一个止推垫环，止推垫环的厚度比止推盘平面高，所以当左侧止推轴承座贴住止推垫环安装以后，就可以保证其与止推盘留有一定间隙，在彼此之间通有压缩空气，左侧止推轴承座防止转轴的左向窜动。

上述结构方式即为目前高速电机用气浮轴承支撑装置解决方案，从中可以看出，在后端支撑的设计中，径向轴承和轴向止推轴承的所有组件都是完全独立安装的，这种结构方案的弊端是两种轴承各自的组件都要占用一定的安装空间，增大了电机体积，不利于对电机体积和重量有特殊要求的应用场合，而且可靠性也降低，增加了维护成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中高速电机气浮轴承支撑装置的轴承组件独立安装、占用空间大的问题，本发明提出一种轴向止推气浮轴承座与径向气浮轴承座一体化的结构设计方案，所述技术方案如下：

一种高速电机气浮轴承支撑装置，包括转轴、与前端盖固定相连的前端径向轴承座、与转轴固定相连的止推盘、左侧止推轴承座、前端盖和后端盖，所述转轴前后端分别设有前端轴套和后端轴套，所述前端径向轴承座与前端轴套之间留有一定间隙，其特征在于：还包括与后端盖固定相连的止推径向轴承座，所述止推径向轴承座与后端轴套之间留有一定间隙，止推径向轴承座L型左端设有对止推盘起止推作用的凸起环，所述止推盘位于左侧止推轴承座和止推径向轴承座的凸起环之间。

作为优选，所述一种高速电机气浮轴承支撑装置的左侧止推轴承座和止推径向轴承座的凸起环之间还设有厚度略大于止推盘的止推垫环，所述止推垫环与止推径向轴承座一起固定连在后端盖上。

本发明有益效果是：针对现有技术中高速电机轴承支撑结构组件繁多、占用空间大的不足，通过对组件的合理整合，将径向轴承的轴承座与轴向止推轴承的轴承座设计成一体式结构，在满足功能要求的同时，并且能够有效地节省轴承的安装空间，缩小了高速电机整机的总体尺寸，增加了电机可靠性，降低了维护成本。

附图说明

图1 现有技术中高速电机气浮轴承结构示意图；

图2 本发明高速电机气浮轴承结构示意图。

其中，转轴1，前端径向轴承座2，前端轴套3，后端径向轴承座4，后端轴套5，止推盘6，左侧止推轴承座7，右侧止推轴承座8，前端盖9，后端盖10，止推垫环11，止推径向轴承座12。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

为了更好地说明本方案的优越性，首先将现有的支撑结构方案的具体实施方式说明如下：如图2所示，一种高速电机气浮轴承支撑装置包括：转轴1、前端径向轴承座2、前端轴套3、止推径向轴承座12、后端轴套5、止推盘6、左侧止推轴承座7、前端盖9、后端盖10和止推垫环11。在电机的转轴1前端用一个前端径向轴承支撑组件，所述前端径向轴承所组件包括：前端径向轴承座2和前端轴套3，其中前端轴套3通过热套配合安装在转轴1上面，与转轴1一起转动；前端径向轴承座2通过螺钉固定在前端盖9上，保持固定不动，在前端径向轴承座2和前端轴套3之间留有1.5mm的间隙，通有1.5bar的压缩空气，作为支撑转轴的支撑介质；电机的转轴1后端支撑结构采用的是后端径向轴承和轴向止推轴承支撑，其中径向轴承的作用是承受转轴的自身重力以及作用在转轴上的径向电磁力，轴向止推轴承的作用是抵消转轴在轴向方向受到的外部激励，防止转轴的轴向窜动。其中径向轴承和右侧轴向止推轴承支撑为一体结构，即止推径向轴承座12，径向轴承结构还包括后端轴套5，其中，轴套5与转轴1热套配合一起转动，止推径向轴承座12通过4个圆周均布M5螺钉固定在后端盖10上；轴向止推轴承还包括止推盘6、左侧止推轴承座7和止推垫环11，其中，止推盘6与转轴1通过螺栓连接一起，并同时保证止推盘6安装到转轴1上以后与止推径向轴承座12彼此之间有1.5mm的间隙，在此间隙中通有1.5bar压缩空气，支撑转轴1防止其向右侧窜动；为了保证左侧止推轴承座7与止推盘6也有1.5mm的间隙，设计了一个止推垫环11，左侧轴承座7连同止推垫环11一起通过4个穿芯M6螺钉与后端盖10连接， M6的螺钉孔的位置M5的螺钉孔位置错开30°；止推垫环11的厚度高出止推盘平面1.5mm，所以当左侧止推轴承座7贴住止推垫环11安装以后，就可以保证其与止推盘6留有1.5mm的间隙，在彼此之间通有1.5bar的压缩空气，作为转轴1的支撑，防止转轴1的左向窜动。

通过对发明前后两种方案对比可以发现，本发明明显可以缩短整个电机的轴向尺寸，节省了轴承组件的安装空间，增加了电机可靠性，降低了维护成本。

Claims (2)

1.一种高速电机气浮轴承支撑装置，包括转轴（1）、与前端盖（9）固定相连的前端径向轴承座（2）、与转轴（1）固定相连的止推盘（6）、左侧止推轴承座（7）和后端盖（10），所述转轴（1）前后端分别设有前端轴套（3）和后端轴套（5），所述前端径向轴承座（2）与前端轴套（3）之间留有一定间隙，其特征在于：还包括与后端盖（10）固定相连的止推径向轴承座（12），所述止推径向轴承座（12）与后端轴套（5）之间留有一定间隙，止推径向轴承座（12）L型左端设有对止推盘（6）起止推作用的凸起环，所述止推盘（6）位于左侧止推轴承座（7）和止推径向轴承座（12）的凸起环之间。

2.如权利要求1所述一种高速电机气浮轴承支撑装置，其特征在于：所述左侧止推轴承座（7）和止推径向轴承座（12）的凸起环之间还设有厚度略大于止推盘（6）的止推垫环（11），所述止推垫环（11）与止推径向轴承座（12）一起固定连在后端盖（10）上。