CN112555176A - 转轴轴端支撑结构、电机、压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转轴轴端支撑结构、电机、压缩机，其中转轴轴端支撑结构，包括轴承座，所述轴承座上构造有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承，还包括转子转轴，所述转子转轴的轴端插装于所述轴承的中心孔内，所述轴承与所述轴承安装孔之间设有第一绝缘套和/或所述轴承与所述转子转轴的轴端之间设有第二绝缘套。根据本发明，在轴承与轴承安装孔之间和/或轴承与转轴轴端之间设置相应的绝缘套，有效杜绝轴电流的发生，提高电机乃至压缩机的使用寿命。

Description

转轴轴端支撑结构、电机、压缩机

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种转轴轴端支撑结构、电机、压缩机。

背景技术

随着节能减排政策的深入实施，空调领域变频离心机的功率和电压也在往大的方向发展，功率可至2000kW，电压可至10kV，高压电机普遍应用于数据中心、轨道交通、物联网、和机房空调等领域，高压电机如果发生故障，造成的损失很大。高压电机停机事故中，由于轴电流引起轴承烧毁的占比较大，所以很有必要采取有效的预防措施，降低轴承的故障率。

大型离心压缩机均采用滑动轴承，电机正常运行时，轴电压较低，转子与轴承之间的润滑油膜起到绝缘作用，不会产生轴电流。当轴电压增加到一定数值时，尤其启动时，润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜，从而导致轴电流沿轴经过转子、轴承与壳体定子形成闭合回路，产生相当大的轴电流，可达到几百安甚至上千安。由于该金属接触面很小，电流密度大，使轴承内表面的巴氏合金局部烧熔，被烧熔的巴氏合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面烧出小凹坑，轴承内表面被压出条状电弧伤痕，这些伤痕又导致轴承与转子之间的摩擦阻力加大，轴承温度迅速上升，严重时足以把轴径和轴瓦烧坏。

引起轴电流的原因有很多方面，包括磁不平衡产生轴电压和逆变供电产生轴电压，前者指电机定转子扇形冲片硅钢片等叠装因素，再加上铁心槽、通风孔等存在，造成不平衡磁阻，最终形成轴电压；后者指变频电机采用变频器供电，供电电压含有大量的高次谐波，高次谐波易感应大量的电容耦合电流，使电机转子中产生大量轴电流。一般应对轴承轴电流腐蚀的措施是对轴承进行绝缘隔离，采用绝缘轴承或者在轴承与轴承座之间增加绝缘涂层，前者价格昂贵，且市场轴承资源少，供货周期长，如果遇到紧急情况需要更换，往往不能满足；后者由于滑动轴承一般是过渡或者过盈装配，在装配拆卸过程中容易将涂层拉坏，导致绝缘损坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种转轴轴端支撑结构、电机、压缩机，在轴承与轴承安装孔之间和/或轴承与转轴轴端之间设置相应的绝缘套，有效杜绝轴电流的发生，提高电机乃至压缩机的使用寿命。

为了解决上述问题，本发明提供一种转轴轴端支撑结构，包括轴承座，所述轴承座上构造有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承，还包括转子转轴，所述转子转轴的轴端插装于所述轴承的中心孔内，所述轴承与所述轴承安装孔之间设有第一绝缘套和/或所述轴承与所述转子转轴的轴端之间设有第二绝缘套。

优选地，所述第一绝缘套和/或所述第二绝缘套采用非金属材料制作；和/或，所述第一绝缘套和/或所述第二绝缘套的厚度为δ，2mm≤δ≤5mm。

优选地，所述非金属材料包括环氧层压玻璃布棒、聚四氟乙烯、氮化硅或陶瓷中的一种。

优选地，所述第一绝缘套与所述轴承安装孔之间栓接；和/或，所述第二绝缘套与所述转子转轴的轴端之间过盈配合连接。

优选地，所述第一绝缘套上构造有多个通孔，多个所述通孔环绕所述第一绝缘套的周向设置且沿所述第一绝缘套的径向贯通所述第一绝缘套的内侧与外侧。

优选地，所述轴承为滑动轴承，所述轴承具有轴向主体以及处于所述轴向主体的轴向一端且沿所述轴向主体的径向向外延伸的凸环，所述第一绝缘套包括与所述轴向主体对应的第一筒体以及与所述凸环对应的径向立环；和/或，所述第二绝缘套具有与所述转子转轴的轴端周侧相对应的第二筒体以及与所述转子转轴的轴端端面相对应的轴向封堵壁。

优选地，所述轴承座上构造有润滑流道，所述润滑流道具有与润滑油供给系统连通的供油口、回油口，所述润滑油供给系统包括干燥过滤器，所述干燥过滤器能够干燥进入所述供油口的润滑油中的水分。

优选地，所述回油口处设有温度检测部件。

本发明还提供一种电机，包括上述的转轴轴端支撑结构。

本发明还提供一种压缩机，包括上述的转轴轴端支撑结构。

本发明提供的一种转轴轴端支撑结构、电机、压缩机，通过在所述轴承与轴承安装孔之间和/或轴承与转轴轴端之间设置相应的绝缘套，进而提高前述部件接触部位处的绝缘性能，有效杜绝轴电流的发生，提高电机乃至压缩机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种实施例的电机的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为图1中第一绝缘套的结构示意图；

图5为图1中第二绝缘套的结构示意图。

附图标记表示为：

1、轴承座；12、供油口；13、回油口；2、轴承；21、轴向主体；22、凸环；3、转子转轴；41、第一绝缘套；411、通孔；412、第一筒体；413、径向立环；42、第二绝缘套；421、第二筒体；422、轴向封堵壁；51、干燥过滤器；52、温度检测部件；53、油冷却器；54、油泵；55、油箱；100、电机壳体；101、电机定子。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种转轴轴端支撑结构，包括轴承座1，可以理解的，当所述轴承座1处于电机的轴伸端时，所述轴承座1为前轴承座，当所述轴承座1处于电机的非轴伸端时，所述轴承座1为后轴承座，所述轴承座1上构造有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承2，还包括转子转轴3，所述转子转轴3的轴端插装于所述轴承2的中心孔内，所述轴承2与所述轴承安装孔之间设有第一绝缘套41和/或所述轴承2与所述转子转轴3的轴端之间设有第二绝缘套42。该技术方案中，通过在所述轴承2与轴承安装孔之间和/或轴承与转轴轴端之间设置相应的绝缘套，进而提高前述部件接触部位处的绝缘性能，有效杜绝轴电流的发生，提高电机乃至压缩机的使用寿命。

优选地，所述第一绝缘套41和/或所述第二绝缘套42采用非金属材料制作，具体的，所述非金属材料包括环氧层压玻璃布棒、聚四氟乙烯、氮化硅或陶瓷中的一种；和/或，所述第一绝缘套41和/或所述第二绝缘套42的厚度为δ，2mm≤δ≤5mm，无需过厚，但如果厚度小于2mm，会使前述绝缘套的强度变弱，容易产生加工变形量大等问题。

所述第一绝缘套41与所述轴承安装孔之间栓接，具体的，所述第一绝缘套41与所述轴承安装孔之间采用绝缘螺钉紧定；所述第二绝缘套42与所述转子转轴3的轴端之间可以过盈配合连接。

优选地，所述第一绝缘套41上构造有多个通孔411，具体的，多个所述通孔411环绕所述第一绝缘套41的周向设置且沿所述第一绝缘套41的径向贯通所述第一绝缘套41的内侧与外侧，多个所述通孔411中的部分例如可以作为绝缘螺钉的穿行孔，多个所述通孔411的另外一些则用于保证所述第一绝缘套41的外侧的润滑油进入到所述轴承2(其上也设有相应的导油孔)与所述转子转轴3之间的间隙中形成润滑油膜。具体的，所述通孔411直径为8mm～16mm沿圆周方向均布10-20个(与其不同的是，所述第二绝缘套42上不设置相应的通孔，以保证其绝缘性能)。

所述轴承2优选为滑动轴承，所述轴承2具有轴向主体21以及处于所述轴向主体21的轴向一端且沿所述轴向主体21的径向向外延伸的凸环22，其中所述轴向主体21与所述转子转轴3的周向壁体之间形成润滑油膜，所述凸环22能够对所述转子转轴3的轴向定位且能够在所述凸环22与所述轴承座1之间形成润滑油膜，与之对应的，所述第一绝缘套41包括与所述轴向主体21对应的第一筒体412以及与所述凸环22对应的径向立环413，在客观上形成截面为L形的结构，如此能够在所述凸环22与所述径向立环413之间以及所述第一筒体412与所述轴向主体21之间形成润滑油膜，从而保证对轴段的滑动支撑效果。

在一些实施方式中，所述第二绝缘套42具有与所述转子转轴3的轴端周侧相对应的第二筒体421以及与所述转子转轴3的轴端端面相对应的轴向封堵壁422，从而使所述第二绝缘套42在客观上形成盲孔结构，以能够对所述转子转轴3的轴端端面形成绝缘处理，进一步有效隔断轴电流的循环回路。

所述轴承座1上构造有润滑流道，所述润滑流道具有与润滑油供给系统连通的供油口12、回油口13，所述润滑油供给系统包括干燥过滤器51，所述干燥过滤器51能够干燥进入所述供油口12的润滑油中的水分，保证润滑油品质，进一步提升润滑油膜的绝缘性能。所述润滑油供给系统还包括油箱55、油泵54以及油冷却器53，所述油箱55、油泵54以及油冷却器53、干燥过滤器51、轴承座1中的润滑流道通过相应的管路形成润滑油循环。

更进一步的，所述回油口13处设有温度检测部件52(例如温度传感器)，利用所述温度检测部件52检测从所述回油口13中流回的润滑油的温度，能够对所述转轴轴端支撑结构处是否发生轴电流进行检测、判断，具体的，其与相应的报警装置电性连接，当所述回油口13中流回的润滑油的温度超过预设阈值时，所述报警装置发出警告信息从而能够提示用户进行及时的维护，而防止由于轴电流产生带来的更严重的损坏，进而降低维护成本。

根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的转轴轴端支撑结构，其还具有前端盖以及后端盖，所述前端盖与所述后端盖在结构上可以采用所述轴承座1的结构，其包括电机壳体100，所述电机壳体100上构造有将所述前端盖上的润滑流道与所述后端盖上的润滑流道连通的连通流道，从而能够使所述润滑供给系统仅需要与所述前端盖或者后端盖上具有的供油口12及回油口13即可以实现润滑循环，简化管路设计与布局。所述前端盖或者后端盖上具有的回油口13处分别设置所述温度检测部件52则能够进一步明确发生轴电流的具体位置，便于精确定位后的维修操作。所述电机定子101被装设于所述电机壳体100内。

根据本发明的实施例，还提供一种压缩机，包括上述的转轴轴端支撑结构。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转轴轴端支撑结构，其特征在于，包括轴承座(1)，所述轴承座(1)上构造有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承(2)，还包括转子转轴(3)，所述转子转轴(3)的轴端插装于所述轴承(2)的中心孔内，所述轴承(2)与所述轴承安装孔之间设有第一绝缘套(41)和/或所述轴承(2)与所述转子转轴(3)的轴端之间设有第二绝缘套(42)。

2.根据权利要求1所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述第一绝缘套(41)和/或所述第二绝缘套(42)采用非金属材料制作；和/或，所述第一绝缘套(41)和/或所述第二绝缘套(42)的厚度为δ，2mm≤δ≤5mm。

3.根据权利要求2所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述非金属材料包括环氧层压玻璃布棒、聚四氟乙烯、氮化硅或陶瓷中的一种。

4.根据权利要求1所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述第一绝缘套(41)与所述轴承安装孔之间栓接；和/或，所述第二绝缘套(42)与所述转子转轴(3)的轴端之间过盈配合连接。

5.根据权利要求1所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述第一绝缘套(41)上构造有多个通孔(411)，多个所述通孔(411)环绕所述第一绝缘套(41)的周向设置且沿所述第一绝缘套(41)的径向贯通所述第一绝缘套(41)的内侧与外侧。

6.根据权利要求1所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述轴承(2)为滑动轴承，所述轴承(2)具有轴向主体(21)以及处于所述轴向主体(21)的轴向一端且沿所述轴向主体(21)的径向向外延伸的凸环(22)，所述第一绝缘套(41)包括与所述轴向主体(21)对应的第一筒体(412)以及与所述凸环(22)对应的径向立环(413)；和/或，所述第二绝缘套(42)具有与所述转子转轴(3)的轴端周侧相对应的第二筒体(421)以及与所述转子转轴(3)的轴端端面相对应的轴向封堵壁(422)。

7.根据权利要求1所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述轴承座(1)上构造有润滑流道，所述润滑流道具有与润滑油供给系统连通的供油口(12)、回油口(13)，所述润滑油供给系统包括干燥过滤器(51)，所述干燥过滤器(51)能够干燥进入所述供油口(12)的润滑油中的水分。

8.根据权利要求7所述的转轴轴端支撑结构，其特征在于，所述回油口(13)处设有温度检测部件(52)。

9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的转轴轴端支撑结构。

10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的转轴轴端支撑结构。

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