CN113746249B - 一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用 - Google Patents

一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，包括转轴，所述转轴周向安装有轴承室，转轴外壁与轴承室之间设有圆柱和深沟轴承，圆柱与深沟轴承之间设有定距环，转轴外壁上、位于轴承室两端分别安装有轴承外盖和内盖，外盖与转轴之间还设有封环；其中，外盖上开设有注油孔，圆柱轴承与深沟轴承分别通过第一、第二通道两路并联油路与注油孔相连通，为圆柱和深沟轴承分别供油；另外在固定件和旋转件配合处设迷宫槽及回油通道。本发明油路结构采用并联方式，通过两路油路同时为深沟轴承和圆柱轴承提供油脂，能够有效地对双轴承进行润滑和冷却；经实际验证，将该并联式油路结构应用于双馈风力发电机中，显著地解决了发电机的温升问题。

Description

一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用
技术领域
本发明属于电机轴承润滑技术领域，具体涉及一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用。
背景技术
随着风力发电的飞速发展，单台电机功率越来越大，为了满足使用寿命的要求，轴承配置出现了三轴承结构，具体为传动端一个深沟球轴承+一个圆柱轴承，非传动端使用一个圆柱轴承。
其中，轴承作为电机中的关键部件，也是薄弱部件，其温升问题会造成轴承的抱死、润滑失效和电机烧损等故障。轴承游隙过小、润滑脂量不符合要求、发电机对中不良等都会造成轴承温升高。其中润滑脂量不符合要求，造成轴承内润滑脂过多(或过少)引起轴承温升高是双馈风力发电机的主要故障现象之一。这一故障现象在三轴承结构的传动端更加突出。
现有技术，传动端轴承油路如图1所示，该油脂从轴承外盖上的注油孔进入，通过轴承室上的油脂通道，进入轴承内盖的内储油室，再经过轴承到达轴承室与封环组成的外储油室，然后通过封环的离心作用，到达轴承外盖的废油室，废油脂在重力的作用下进入排油孔。其油路流动线路为串联，油脂补充路径距离大，圆柱轴承的油脂补充会出现以下问题：一是油脂无法得到足量补充；二是给圆柱轴承补充的油脂必须先经过深沟球轴承，才能够流经圆柱轴承，油脂的品量下降；另外轴承内盖与转轴之间以及轴承外盖与封环之间均存在间隙，而固定件(轴承内盖、外盖)和旋转件(转轴、封环)之间不易密封，导致油脂通过两者之间的缝隙泄露，目前没有解决该问题的有效手段。
有鉴于此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，该油路结构采用并联方式，通过两路油路同时为深沟轴承和圆柱轴承提供加压油脂，实现充分供油的同时保证油脂的品质；另外在固定件(轴承内盖、外盖)和旋转件(转轴、封环)配合位置处错开设置迷宫槽，且在轴承内盖和外盖的下方、迷宫槽的末端设置回油通道实现密封的目的；将上述结构应用于双馈风力发电机中，显著的解决了发电机温升的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，包括转轴，所述转轴周向安装有轴承室，所述转轴外壁与轴承室之间分别设置有圆柱轴承和深沟轴承，所述圆柱轴承与深沟轴承之间设置有定距环，所述转轴外壁上、位于轴承室两端分别安装有轴承外盖和轴承内盖，所述轴承外盖与转轴之间还设置有封环；
其中，所述轴承外盖沿径向上开设有注油孔，所述圆柱轴承与深沟轴承分别通过第一通道和第二通道两路并联油路与注油孔相连通，通过外接注油器为圆柱轴承和深沟轴承分别独立供油。
进一步地，所述注油孔包括间距设置在轴承外盖周向上的第一注油孔和第二注油孔，所述第一注油孔与第二注油孔分别与第一通道和第二通道相连通。
进一步地，所述第一通道包括开设在轴承外盖内圈、且与圆柱轴承相接通的第一环形槽，所述第一环形槽与第一注油孔相连通，用于为圆柱轴承提供油脂。
进一步地，所述第二通道包括沿轴向开设在轴承室内的轴向通槽，以及开设在轴承内盖上、且与深沟轴承相接通的第二环形槽；
所述轴向通槽的一端与第二注油孔相连通，另一端与第二环形槽相连通，用于为深沟轴承提供油脂。
进一步地，所述第一注油孔与第二注油孔的进油口处均设有滤网。
进一步地，所述轴承室上开设有排油孔，所述排油孔的接口设置在圆柱轴承与深沟轴承交汇处的下方。
进一步地，所述排油孔由斜孔和直孔组成，所述斜孔的一端与圆柱轴承和深沟轴承的交汇处相连通，另一端与直孔相连通；
所述斜孔与转轴形成的夹角为锐角。
进一步地，所述轴承外盖与封环以及轴承内盖与转轴配合位置处均开设有相互错开的多道迷宫槽，用于延缓油脂通过轴承外盖与封环以及轴承内盖与转轴之间的缝隙泄露。
进一步地，所述轴承外盖与轴承内盖的下部、且位于迷宫槽的末端均开设有回油通道，所述回油通道分别与第一通道和第二通道相连通，用于将迷宫槽内的收集的油脂回流再利用。
进一步地，一种双馈风力发电机，所述双馈风力发电机采用上述任一项单端双轴承的并联式油路结构制作。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，该油路结构采用并联方式，通过两路油路同时为深沟轴承和圆柱轴承提供加压油脂。与现有技术相比，本申请将两个轴承中的油脂输送线路设置为并联关系，相比与现有的串联路线，对每个独立的轴承来说缩短了油脂补充路径，使每个轴承能够第一时间得到高品质、充足的油脂，保证双轴承的润滑和冷却效果。
2、本发明一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，在固定件(轴承内盖、外盖)和旋转件(转轴、封环)配合位置处错开设置迷宫槽，且在轴承内盖和外盖的下部、迷宫槽的末端设置回油通道，利用直径突变来加速实现缝隙间油脂的收集和阻断油脂的外泄，实现密封和油脂充分利用的目的，避免浪费；经实际验证，将该并联式油路结构应用于双馈风力发电机中，显著地解决了双馈风力发电机的温升问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术单端双轴承的油路结构剖视图；
图2为本发明单端双轴承的油路结构剖视图；
图3为本发明图2中为Ⅰ和Ⅱ两处的放大示意图；
图4为本发明单端双轴承的油路结构开设迷宫槽及回油通道的剖视图；
图5为本发明图4中Ⅲ和Ⅳ两处的放大示意图；
图6为本发明轴承外盖结构示意图；
图7为本发明轴承内盖结构示意图。
其中：1为转轴；2为轴承室；3为圆柱轴承；4为深沟轴承；5为定距环；6为轴承外盖；7为轴承内盖；8为封环；9为第一通道；10为第二通道；11为迷宫槽；12为回油通道；21为轴向通槽；22为排油孔；61为注油孔；62为第一环形槽；71为第二环形槽；221为斜孔；222为直孔；611为第一注油孔；612为第二注油孔。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图2～7所示，本发明一种用于单端双轴承的并联式油路结构及其应用，包括转轴1，所述转轴1周向安装有轴承室2，转轴1外壁与轴承室2之间分别设置有圆柱轴承3和深沟轴承4，也就是说，通过轴承室2将圆柱轴承3和深沟轴承4包覆，圆柱轴承3与深沟轴承4之间设置有定距环5，定距环5的作用是对双轴承的安装起定位作用，转轴外壁上、位于轴承室2两端分别安装有轴承外盖6和轴承内盖7，轴承外盖6与转轴1之间还设置有封环8，所述轴承外盖6和轴承内盖7与轴承室2连接时，两者接触的外圈均设置环形密封圈，即通过轴承外盖6和轴承内盖7将双轴承周向密封。
其中，轴承外盖6沿径向上开设有注油孔61，圆柱轴承3与深沟轴承4分别通过第一通道9和第二通道10(虚线箭头所指)两路并联油路与注油孔61相连通，通过外接注油器为圆柱轴承3和深沟轴承4分别独立供油。
具体的，本实施例注油孔61为两个独立开设的孔，分别为间距设置在轴承外盖6周向上的第一注油孔611和第二注油孔612；第一通道9包括开设在轴承外盖6内圈、且与圆柱轴承3相接通的第一环形槽62，第一环形槽62与第一注油孔611相连通，用于为圆柱轴承3提供油脂；第二通道10包括沿轴向开设在轴承室2内的轴向通槽21，以及开设在轴承内盖7上、且与深沟轴承4相接通的第二环形槽71，所述轴向通槽21的一端与第二注油孔612相连通，另一端与第二环形槽71相连通，用于为深沟轴承4提供油脂。通过以上设置，即供给圆柱轴承3和深沟轴承4的油路为并联设置的两条路线，明显缩短了油脂的补充路径，且每个轴承都能够得到一手的原油脂，使轴承需要的油脂能够得到的充分供给和品质的保证，从而能够有效地对双轴承进行润滑和冷却。
优选的，所述第一注油孔611与第二注油孔612均设置在轴承外盖6的相对高点位置，以便油脂通过自身重力能够缩短流动时间；另外所述第一注油孔611与第二注油孔612的进油口处均设有滤网，保证进入双轴承的油脂无其他杂质，避免损坏双轴承表面质量。
如图2、3所示，本实施例还包括排油孔22，所述排油孔22的接口(入口)设置在圆柱轴承3与深沟轴承4交汇处的下方，也就是说排油孔22设置在双轴承的最底端。如图3所示，定距环5与圆柱轴承3和深沟轴承4相互连通，定距环5采用优质碳素结构钢热轧厚钢板加工制作，利用离心力的作用将圆柱轴承3和深沟轴承4使用后的废油脂通过排油孔22排出。
优选的，本实施例排油孔22由斜孔221和直孔222组成，所述斜孔221的一端与圆柱轴承3和深沟轴承4的交汇处相连通，另一端与直孔222相连通，所述直孔222开设在轴承室2法兰上，所述斜孔221与转轴1形成的夹角α为锐角。通过上述设置，保证油脂能够最大发挥作用，避免浪费。
优选的，本实施例轴承外盖6和轴承内盖7均采用普通碳素钢中厚钢板加工制作。
另外本发明在固定件(轴承内盖、外盖)和旋转件(转轴、封环)配合位置处设置密封结构，延缓油脂通过旋转件和固定件之间的缝隙泄露。具体的如图4、5所示，本实施例在轴承外盖6与封环8以及轴承内盖7与转轴1配合位置处均开设有相互错开的多道(本实施例为三道)迷宫槽11，即通过在封环以及转轴设置迷宫槽利用直接突变来加速收集缝隙间的油脂，延缓油脂通过轴承外盖6与封环8以及轴承内盖7与转轴1之间的缝隙泄露。
优选的，本发明在轴承外盖6与轴承内盖7的下部、且位于迷宫槽11的末端均开设有回油通道12，所述回油通道12分别与第一通道9和第二通道10相连通，用于将迷宫槽11内的收集的油脂回流再利用，阻断油脂外泄，实现固定件(轴承内盖、外盖)和旋转件(转轴、封环)之间的密封效果。
经实际试验验证，将上述单端双轴承的并联式油路结构应用于双馈风力发电机中，显著地解决了发电机的温升问题，延长了发电机的使用寿命。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，包括转轴(1)，所述转轴(1)周向安装有轴承室(2)，所述转轴(1)外壁与轴承室(2)之间分别设置有圆柱轴承(3)和深沟轴承(4)，所述圆柱轴承(3)与深沟轴承(4)之间设置有定距环(5)，所述转轴(1)外壁上、位于轴承室(2)两端分别安装有轴承外盖(6)和轴承内盖(7)，所述轴承外盖(6)与转轴(1)之间还设置有封环(8)；
其中，所述轴承外盖(6)沿径向上开设有注油孔(61)，所述圆柱轴承(3)与深沟轴承(4)分别通过第一通道(9)和第二通道(10)两路并联油路与注油孔(61)相连通，通过外接注油器为圆柱轴承(3)和深沟轴承(4)分别独立供油；
所述轴承外盖(6)与封环(8)以及轴承内盖(7)与转轴(1)配合位置处均开设有相互错开的多道迷宫槽(11)，用于延缓油脂通过轴承外盖(6)与封环(8)以及轴承内盖(7)与转轴(1)之间的缝隙泄露；
所述轴承外盖(6)与轴承内盖(7)的下部、且位于迷宫槽(11)的末端均开设有回油通道(12)，所述回油通道(12)分别与第一通道(9)和第二通道(10)相连通，用于将迷宫槽(11)内的收集的油脂回流再利用。
2.根据权利要求1所述的一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，所述注油孔(61)包括间距设置在轴承外盖(6)周向上的第一注油孔(611)和第二注油孔(612)，所述第一注油孔(611)与第二注油孔(612)分别与第一通道(9)和第二通道(10)相连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，所述第一通道(9)包括开设在轴承外盖(6)内圈、且与圆柱轴承(3)相接通的第一环形槽(62)，所述第一环形槽(62)与第一注油孔(611)相连通，用于为圆柱轴承(3)提供油脂。
4.根据权利要求2所述的一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，所述第二通道(10)包括沿轴向开设在轴承室(2)内的轴向通槽(21)，以及开设在轴承内盖(7)上、且与深沟轴承(4)相接通的第二环形槽(71)；
所述轴向通槽(21)的一端与第二注油孔(612)相连通，另一端与第二环形槽(71)相连通，用于为深沟轴承(4)提供油脂。
5.根据权利要求2所述的一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，所述第一注油孔(611)与第二注油孔(612)的进油口处均设有滤网。
6.根据权利要求1所述的一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，所述轴承室(2)上开设有排油孔(22)，所述排油孔(22)的接口设置在圆柱轴承(3)与深沟轴承(4)交汇处的下方。
7.根据权利要求6所述的一种用于单端双轴承的并联式油路结构，其特征在于，所述排油孔(22)由斜孔(221)和直孔(222)组成，所述斜孔(221)的一端与圆柱轴承(3)和深沟轴承(4)的交汇处相连通，另一端与直孔(222)相连通；
所述斜孔(221)与转轴(1)形成的夹角(α)为锐角。
8.一种双馈风力发电机，其特征在于，所述双馈风力发电机采用权利要求1～7任一项所述一种用于单端双轴承的并联式油路结构制作。
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