CN113339408B - 发电机单轴承润滑密封结构及发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的发电机单轴承润滑密封结构及发电机组，涉及发电机组领域。旨在提高发电机单轴承润滑密封结构的密封性。发电机单轴承润滑密封结构包括轴承、外支撑座、内支撑座、轴承预紧盘以及螺旋回油盘；内支撑座、轴承以及外支撑座从内到外依次套设，轴承预紧盘与外支撑座共同与轴承的低位端之间形成第一油腔；外支撑座设置有进油路以及回油路，进油路与轴承的轴承空腔连通；第一油腔与回油路连通；螺旋回油盘用于在转动的过程中将第一油腔外泄的油液甩回第一油腔。发电机组包括定子、转子以及发电机单轴承润滑密封结构，当轴承的低位端的油液通过第一油腔泄露到外部时，螺旋回油盘在转动的情况下，将泄露油往第一油腔挤压，避免油液泄露。

Description

发电机单轴承润滑密封结构及发电机组

技术领域

本发明涉及发电机组领域，具体而言，涉及一种发电机单轴承润滑密封结构及发电机组。

背景技术

现有中速发电机组采用两轴承结构，通常为固定式密封结构，润滑油密封于轴承腔体内。

对于中速永磁风力发电机组，发电机转速相对较高，在单轴承系统下，采用润滑脂无法满足轴承运行要求，所以要保证轴承使用条件，必须使用稀油润滑，采用稀油润滑就不可避免要解决油的密封的问题，发电机单轴承润滑密封结构的密封性有待提高。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种发电机单轴承润滑密封结构，其能够提高发电机单轴承润滑密封结构的密封性。

本发明的目的还包括，例如，提供了一种发电机组，其能够提高发电机单轴承润滑密封结构的密封性。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种发电机单轴承润滑密封结构，包括轴承、外支撑座、内支撑座、轴承预紧盘以及螺旋回油盘；

所述内支撑座、所述轴承以及所述外支撑座从内到外依次套设，所述轴承预紧盘同时与所述内支撑座以及所述外支撑座连接，所述轴承预紧盘与所述外支撑座共同密封所述轴承的低位端，且与所述轴承的低位端之间形成第一油腔；

所述外支撑座设置有进油路以及回油路，所述进油路与所述轴承的轴承空腔连通；所述第一油腔与所述回油路连通；

所述螺旋回油盘套设在所述轴承预紧盘与所述外支撑座之间，所述螺旋回油盘用于在转动的过程中将所述第一油腔外泄的油液甩回所述第一油腔。

另外，本发明的实施例提供的发电机单轴承润滑密封结构还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述螺旋回油盘包括盘体以及螺旋设置在所述盘体的外周面的螺旋体；所述螺旋体与所述盘体呈夹角设置，以使所述螺旋体在旋转的过程中能够将油液甩回所述第一油腔。

可选地，所述外支撑座设置有后端漏油回油路，所述后端漏油回油路的一端位于所述螺旋回油盘的后方，所述后端漏油回油路的另一端与所述回油路连通，所述后端漏油回油路用于将从所述螺旋回油盘外泄的油液导入所述回油路。

可选地，所述发电机单轴承润滑密封结构还包括止油盘，所述止油盘套设在所述轴承预紧盘的外周，且所述止油盘与所述外支撑座密封连接，所述止油盘位于所述轴承的低位端与所述螺旋回油盘之间，所述止油盘用于阻止所述第一油腔的油液外泄。

可选地，所述外支撑座设置有回油槽；所述回油槽与所述第一油腔连通，且所述回油槽与所述回油路连通，所述回油槽用于将所述第一油腔的油液向所述回油路的方向汇集。

可选地，所述外支撑座设置有第一阶梯台，所述第一阶梯台与所述止油盘之间围成所述回油槽；所述第一阶梯台设置连通所述回油槽与所述回油路的后端回油路，所述第一阶梯台低于所述轴承的外圈，以阻止油液从所述回油槽向所述第一油腔回流。

可选地，所述内支撑座以及所述外支撑座密封所述轴承的高位端，且与所述轴承的高位端之间形成第二油腔；

所述发电机单轴承润滑密封结构还包括甩油盘；所述甩油盘套设在所述内支撑座的外周与所述外支撑座的内周之间，且所述甩油盘与所述轴承的内圈密封连接，所述甩油盘用于阻止所述第二油腔内的油液向所述轴承的内圈方向流动。

可选地，所述发电机单轴承润滑密封结构还包括前端回油盘；所述前端回油盘套设在所述内支撑座的外周，且所述前端回油盘同时与所述内支撑座以及所述甩油盘密封连接，所述前端回油盘用于阻挡所述第二油腔内的油液外流。

可选地，所述外支撑座还设置有前端漏油回油路，所述前端漏油回油路的一端位于所述前端回油盘的后方，所述前端漏油回油路的另一端与所述回油路连通，所述前端漏油回油路用于将从所述前端回油盘外泄的油液导入所述回油路。

可选地，所述外支撑座设置有第二阶梯台，所述前端漏油回油路设置于所述第二阶梯台，所述第二阶梯台的高度低于所述轴承的外圈，以阻止油液回流。

本发明的实施例还提供了一种发电机组，包括转子、定子以及发电机单轴承润滑密封结构，所述定子与所述外支撑座连接，所述转子与所述轴承预紧盘连接。

本发明实施例的发电机单轴承润滑密封结构的有益效果包括，例如：

发电机单轴承润滑密封结构，包括轴承、外支撑座、内支撑座、轴承预紧盘以及螺旋回油盘；内支撑座、轴承以及外支撑座从内到外依次套设，轴承预紧盘同时与内支撑座以及外支撑座连接，轴承预紧盘与外支撑座共同密封轴承的低位端，且与轴承的低位端之间形成第一油腔；外支撑座设置有进油路以及回油路，进油路与轴承的轴承空腔连通；第一油腔与回油路连通；螺旋回油盘套设在轴承预紧盘与外支撑座之间，螺旋回油盘用于在转动的过程中将第一油腔外泄的油液甩回第一油腔。

油液从进油路进入轴承空腔，然后从轴承的低位端进入第一油腔，再从回油路回油。当油液从第一油腔通过轴承预紧盘与外支撑座之间的间隙向外泄露时，螺旋回油盘在转动的过程中能够形成压力，将泄露的油液往第一油腔挤压，避免油液继续泄露，从而提高密封性。

发电机组，包括上述的发电机单轴承润滑密封结构，能够提高发电机单轴承润滑密封结构的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的发电机单轴承润滑密封结构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发电机单轴承润滑密封结构的剖视图；

图3为图2所示的剖视图的第一部分的放大图；

图4为图2所示的剖视图的第二部分的放大图；

图5为图4中的A的局部放大图。

图标：10-发电机单轴承润滑密封结构；100-轴承；110-轴承空腔；120-外圈；130-内圈；200-外支撑座；201-进油路；202-回油路；210-后端漏油收集腔；220-后端漏油回油路；230-回油槽；240-后端回油路；250-前端回油路；260-前端漏油回油路；300-内支撑座；310-轴承预紧盘；320-螺旋回油盘；321-盘体；322-螺旋体；330-止油盘；340-甩油盘；350-前端回油盘；400-第一油腔；410-第二油腔；500-定子；501-回油孔；510-转子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

下面结合图1至图5对本实施例提供的发电机单轴承润滑密封结构10及发电机组进行详细描述。

请参照图1至图4，本发明的实施例提供了一种发电机单轴承润滑密封结构10，包括轴承100、外支撑座200、内支撑座300、轴承预紧盘310以及螺旋回油盘320；内支撑座300、轴承100以及外支撑座200从内到外依次套设，轴承预紧盘310同时与内支撑座300以及外支撑座200连接，轴承预紧盘310与外支撑座200共同密封轴承100的低位端，且与轴承100的低位端之间形成第一油腔400；外支撑座200设置有进油路201以及回油路202，进油路201与轴承100的轴承空腔110连通；第一油腔400与回油路202连通；螺旋回油盘320套设在轴承预紧盘310与外支撑座200之间，螺旋回油盘320用于在转动的过程中将第一油腔400外泄的油液甩回第一油腔400。

本实施例提供的发电机单轴承润滑密封结构10，尤其适用于转速在200rpm-500rpm范围内的中速永磁发电机组中。

具体地，参照图3，轴承100套设在内支撑座300与外支撑座200之间。具体地，以图3中的相对位置进行介绍，内支撑座300的周面与轴承100的内圈130的周面配合，内支撑座300的端面与轴承100的内圈130的高位端配合，对轴承100的左移进行限位。轴承预紧盘310与内支撑座300连接，轴承预紧盘310抵住轴承100的内圈130的低位端，对轴承100的右移进行限位。外支撑座200的周面与轴承100的外圈120的周面配合，外支撑座200的端面与轴承100的外圈120的低位端配合，对轴承100的右移进行限位。其中，发电机定子500通过螺栓连接于外支撑座200，发电机转子510通过螺栓连接于轴承预紧盘310。

参照图2，由于发电机组中心轴(图2中的A-A)与水平轴线(图2中的B-B)具有一定的倾角，因此发电机定子500和转子510装配后与水平轴线也产生相应倾角。因此，本实施例中，轴承100相对水平轴线高的一端为轴承100的“高位端”，轴承100相对水平轴线低的一端为轴承100的“低位端”。参照图3以及图4，轴承100的左端为轴承100的高位端，轴承100的右端为轴承100的低位端，或者轴承100的前端为轴承100的高位端，轴承100的后端为轴承100的低位端。受倾角的影响，润滑油自进油路201进入后会受角度影响，形成自然回流，保证润滑油能充分润滑所有滚子，然后从第一油腔400回流到回油路202。

具体地，参照图3以及图4，油液从进油路201进入轴承空腔110，再从轴承100的低位端进入第一油腔400，从回油路202进行回油。轴承预紧盘310、螺旋回油盘320以及外支撑座200共同密封轴承100的低位端，当油液从第一油腔400通过轴承预紧盘310与外支撑座200之间的间隙向外泄露时，设置在间隙内的螺旋回油盘320在转动的过程中能够形成压力，将泄露的油液往第一油腔400挤压，避免油液继续泄露，从而提高密封性。

具体地，进油路201以及回油路202均沿外支撑座200的轴向延伸。定子500上设置有回油孔501。从回油路202回油的油液从回油孔501返回油箱。

参照图3以及图4，本实施例中，螺旋回油盘320包括盘体321以及螺旋设置在盘体321的外周面的螺旋体322；螺旋体322与盘体321呈夹角设置，以使螺旋体322在旋转的过程中能够将油液甩回第一油腔400。

以图3中的相对位置进行介绍，螺旋体322与盘体321之间形成的锐角朝向轴承100设置。这样在转动的过程中能够将进入轴承预紧盘310与外支撑座200之间的油液甩回第一油腔400。

参照图3以及图4，本实施例中，外支撑座200设置有后端漏油回油路220，后端漏油回油路220的一端位于螺旋回油盘320的后方，后端漏油回油路220的另一端与回油路202连通，后端漏油回油路220用于将从螺旋回油盘320外泄的油液导入回油路202。

以图4中的相对位置进行介绍，考虑经过螺旋回油盘320间隙渗出或者发电机静止下从螺旋回油盘320间隙渗出，后端漏油回油路220将最终泄露油进行回收。

具体地，外支撑座200还设置有后端漏油收集腔210，后端漏油收集腔210的开口位于螺旋回油盘320的后方，后端漏油收集腔210与后端漏油回油路220连通。后端漏油收集腔210以及后端漏油回油路220将最终从螺旋回油盘320泄露的油液进行回收。

参照图4，本实施例中，发电机单轴承润滑密封结构10还包括止油盘330，止油盘330套设在轴承预紧盘310的外周，且止油盘330与外支撑座200密封连接，止油盘330位于轴承100的低位端与螺旋回油盘320之间，止油盘330用于阻止第一油腔400的油液外泄。

以图4中的相对位置进行介绍，止油盘330以及螺旋回油盘320从左到右依次设置。具体地，止油盘330用于阻止第一油腔400的油液流向螺旋回油盘320。油液从轴承100的低位端流动到第一油腔400后，受到止油盘330的阻挡，朝向回油路202流动，阻止外泄。从止油盘330泄露的油液流向螺旋回油盘320，由螺旋回油盘320挤压回第一油腔400。双层密封，密封效果好。

参照图4以及图5，本实施例中，外支撑座200设置有回油槽230；回油槽230与第一油腔400连通，且回油槽230与回油路202连通，回油槽230用于将第一油腔400的油液向回油路202的方向汇集。

具体地，回油槽230的开口朝向轴承100的内圈130端面，用于收集从轴承100的低位端流出的油液。

本实施例中，外支撑座200设置有第一阶梯台，第一阶梯台与止油盘330之间围成回油槽230；第一阶梯台设置连通回油槽230与回油路202的后端回油路240，第一阶梯台低于轴承100的内圈130，以阻止油液从回油槽230向第一油腔400回流。

从轴承100的低位端流动到第一油腔400的油液，通过回油槽230以及后端回油路240进入回油路202。同样由于倾角的存在，为避免润滑油再产生对接，第一阶梯台的台阶高度必须低于轴承100的内圈130。回油槽230以及后端回油路240是主轴承100主要回油方式。止油盘330通过螺栓安装在外支撑座200的回油槽230的上端端面，防止将油甩出到外腔。

继续参照图4，本实施例中，内支撑座300以及外支撑座200密封轴承100的高位端，且与轴承100的高位端之间形成第二油腔410；发电机单轴承润滑密封结构10还包括甩油盘340；甩油盘340套设在内支撑座300的外周与外支撑座200的内周之间，且甩油盘340与轴承100的内圈130密封连接，甩油盘340用于阻止第二油腔410内的油液向轴承100的内圈130方向流动。

具体地，以图4中的相对位置进行介绍，甩油盘340包括依次连接的第一折边、第二折边、第三折边以及第四折边、第一折边、第二折边以及第三折边依次连接形成U字形结构，且U字形结构的开口背向轴承100的内圈130。第四折边与第三折边垂直，第四折边与轴承100的内圈130贴合。从轴承100的高位端流到第二油腔410的油液在甩油盘340的作用下流向回油路202。

参照图3以及图4，进油路201设在轴承100的最上端，通过进油路201进入轴承空腔110内，在轴承100前端设有甩油盘340，保证由于轴承100转动将甩出的油通过甩油盘340，进入到轴承100前端的第二油腔410，再通过回油路202回油，阻止油液朝向轴承100的内圈130流动。

本实施例中，发电机单轴承润滑密封结构10还包括前端回油盘350；前端回油盘350套设在内支撑座300的外周，且前端回油盘350同时与内支撑座300以及甩油盘340密封连接，前端回油盘350用于阻挡第二油腔410内的油液外流。第二油腔410甩出的油会到前端回油盘350，在前端回油盘350进行内收。

具体地，外支撑座200还设置有前端回油路250，前端回油路250的一端与第二油腔410连通，前端回油路250的另一端与回油路202连通。从轴承100高位端甩出的油液，会到甩油盘340以及前端回油盘350，并从轴承100的前端面流动到前端回油路250。前端回油路250的开口低于轴承100的外圈120的高度，有利于回收油液。

本实施例中，外支撑座200还设置有前端漏油回油路260，前端漏油回油路260的一端位于前端回油盘350的后方，前端漏油回油路260的另一端与回油路202连通，前端漏油回油路260用于将从前端回油盘350外泄的油液导入回油路202。

对于轴承100前端，同样由于倾角的存在，在轴承100前端的润滑油，只能沿壁面回流，考虑油品从前端回油盘350外壁面泄露，所以在前端回油盘350的后方设置前端漏油回油路260，最终将外渗的油液流到回油路202。

本实施例中，外支撑座200设置有第二阶梯台，前端漏油回油路260设置于第二阶梯台，第二阶梯台的高度低于轴承100的内圈130，以阻止油液回流。

从前端回油盘350泄露的油液从前端漏油回油路260流向回油路202。由于轴承100的高位端，油液从高处向低处流动，为了阻止油液回流到轴承100，第二阶梯台低于轴承100的内圈130，更能顺利地收集外泄的油液。

具体地，外支撑座200还设置有第三阶梯台，第三阶梯台低于轴承100的外圈120，第二阶梯台低于第三阶梯台，前端回油路250设置在第三阶梯台。这样能够阻止油液向轴承100回流，油液首先从第三阶梯台的前端回油路250回油，泄露的油液从第二阶梯台回油。

需要说明的是，本文中的“垂直”，并不要求两者的夹角一定是90°，而是可以稍微倾斜，例如夹角的范围在88°-90°之内，依然可以认为两者是垂直的。

本实施例提供的一种发电机单轴承润滑密封结构10至少具有以下优点：

在轴承预紧盘310与外支撑座200之间设置螺旋回油盘320，利用轴承100转动在螺旋回油盘320处形成轴向油压避免油液继续泄露，提高密封性。

充分利用电机安装形成的倾角特性，采用回油以及漏油回油结构，避免倾角引起的油液堆积，形成特定的回油路202线。保证所有润滑回路都能自然回流，所有渗漏点都有相应回油通道。

纯金属结构密封，避免后期老化维护泄露问题。

本发明的实施例还提供了一种发电机组，包括转子510、定子500以及发电机单轴承润滑密封结构10，定子500与外支撑座200连接，转子510与轴承预紧盘310连接。能够提高发电机单轴承润滑密封结构10的密封性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于，包括：

轴承(100)、外支撑座(200)、内支撑座(300)、轴承预紧盘(310)以及螺旋回油盘(320)；

所述内支撑座(300)、所述轴承(100)以及所述外支撑座(200)从内到外依次套设，所述轴承预紧盘(310)同时与所述内支撑座(300)以及所述外支撑座(200)连接，所述轴承预紧盘(310)与所述外支撑座(200)共同密封所述轴承(100)的低位端，且与所述轴承(100)的低位端之间形成第一油腔(400)；

所述外支撑座(200)设置有进油路(201)以及回油路(202)，所述进油路(201)与所述轴承(100)的轴承空腔(110)连通；所述第一油腔(400)与所述回油路(202)连通；

所述螺旋回油盘(320)套设在所述轴承预紧盘(310)与所述外支撑座(200)之间，所述螺旋回油盘(320)用于在转动的过程中将所述第一油腔(400)外泄的油液甩回所述第一油腔(400)。

2.根据权利要求1所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述螺旋回油盘(320)包括盘体(321)以及螺旋设置在所述盘体(321)的外周面的螺旋体(322)；所述螺旋体(322)与所述盘体(321)呈夹角设置，以使所述螺旋体(322)在旋转的过程中能够将油液甩回所述第一油腔(400)。

3.根据权利要求1所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述外支撑座(200)设置有后端漏油回油路(220)，所述后端漏油回油路(220)的一端位于所述螺旋回油盘(320)的后方，所述后端漏油回油路(220)的另一端与所述回油路(202)连通，所述后端漏油回油路(220)用于将从所述螺旋回油盘(320)外泄的油液导入所述回油路(202)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述发电机单轴承润滑密封结构还包括止油盘(330)，所述止油盘(330)套设在所述轴承预紧盘(310)的外周，且所述止油盘(330)与所述外支撑座(200)密封连接，所述止油盘(330)位于所述轴承(100)的低位端与所述螺旋回油盘(320)之间，所述止油盘(330)用于阻止所述第一油腔(400)的油液外泄。

5.根据权利要求4所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述外支撑座(200)设置有回油槽(230)；所述回油槽(230)与所述第一油腔(400)连通，且所述回油槽(230)与所述回油路(202)连通，所述回油槽(230)用于将所述第一油腔(400)的油液向所述回油路(202)的方向汇集。

6.根据权利要求5所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述外支撑座(200)设置有第一阶梯台，所述第一阶梯台与所述止油盘(330)之间围成所述回油槽(230)；所述第一阶梯台设置连通所述回油槽(230)与所述回油路(202)的后端回油路(240)，所述第一阶梯台低于所述轴承(100)的内圈(130)，以阻止油液从所述回油槽(230)向所述第一油腔(400)回流。

7.根据权利要求1-3任一项所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述内支撑座(300)以及所述外支撑座(200)密封所述轴承(100)的高位端，且与所述轴承(100)的高位端之间形成第二油腔(410)；

所述发电机单轴承润滑密封结构还包括甩油盘(340)；所述甩油盘(340)套设在所述内支撑座(300)的外周与所述外支撑座(200)的内周之间，且所述甩油盘(340)与所述轴承(100)的内圈(130)密封连接，所述甩油盘(340)用于阻止所述第二油腔(410)内的油液向所述轴承(100)的内圈(130)方向流动。

8.根据权利要求7所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述发电机单轴承润滑密封结构还包括前端回油盘(350)；所述前端回油盘(350)套设在所述内支撑座(300)的外周，且所述前端回油盘(350)同时与所述内支撑座(300)以及所述甩油盘(340)密封连接，所述前端回油盘(350)用于阻挡所述第二油腔(410)内的油液外流。

9.根据权利要求8所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述外支撑座(200)还设置有前端漏油回油路(260)，所述前端漏油回油路(260)的一端位于所述前端回油盘(350)的后方，所述前端漏油回油路(260)的另一端与所述回油路(202)连通，所述前端漏油回油路(260)用于将从所述前端回油盘(350)外泄的油液导入所述回油路(202)。

10.一种发电机组，包括转子(510)、定子(500)以及权利要求1-9任一项所述的发电机单轴承润滑密封结构，其特征在于：

所述定子(500)与所述外支撑座(200)连接，所述转子(510)与所述轴承预紧盘(310)连接。

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