CN116292318A - 变压器油浸式油泵及其轴承装配结构和轴承装配方法 - Google Patents

变压器油浸式油泵及其轴承装配结构和轴承装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了变压器油浸式油泵，包括泵体、电机、叶轮和导叶；导叶上设有前轴承室,前轴承室中设有前公差环安装槽，前公差环安装槽中设有前公差环；后壳体上设有后轴承室,后轴承室中设有后公差环安装槽，后公差环安装槽中设有后公差环。本发明还公开了变压器油浸式油泵轴承装配结构，包括前轴承、前公差环、后轴承和后公差环。此外本发明还公开了变压器油浸式油泵轴承装配方法，实现对油泵轴承的直接压装，无需进行加热，油泵轴承装配效率高，安装风险低，整体结构简单，轴承使用寿命长，噪音和振动低，能减少铸铝导叶膨胀率不同带来的尺寸误差。

Description

变压器油浸式油泵及其轴承装配结构和轴承装配方法
技术领域
本发明涉及变压器油泵技术领域，具体涉及变压器油浸式油泵及其轴承装配结构和轴承装配方法。
背景技术
电力机车牵引变压器油泵是适用于电力机车变压器强迫循环冷却系统中的专用油泵，冷却方式为内循环冷却。电力机车牵引变压器油泵主要包括泵体、叶轮、电机、底座、端盖、轴承件及密封连接件等。目前电力机车牵引变压器用油泵的轴承与轴承座的装配方式采用的过盈配合，然而这种方式具有如下问题：
1、由于轴承座是铸铝件，铸铝件(ZL101A膨胀系数：21.4E-6/K)的热膨胀率高于轴承钢(膨胀系数：12E-6/K)，导致油泵装配方式要采用热装，泵体需要加热到150℃，在加热时会给装配工人带来烫伤的风险；
2、由于加工精度要求较高，在压装轴承时造成轻微的倾斜误差均会给轴承带来不可逆的损害，产生没必要的成本消耗；
3、在实际运行中，由于膨胀系数的不同，在变压器油温升高时，轴承座与轴承的配合也会随之改变，会对油泵的稳定运行带来隐患，影响轴承的寿命，增加售后成本；
4、根据往年油泵的维修检测，发现轴承的配合游隙对平衡轴向力的油流速度有一定的影响，而目前的配合方式对轴承游隙的保持不能做到很好，从而容易导致异响等问题。
发明内容
为克服现有技术中的上述不足，本申请提供了变压器油浸式油泵，提高了油泵轴承的装配效率，常温安装减少工人烫伤风险；轴承的轴向调节能力加强，径向尺寸的适应能力得到提高，延长轴承寿命，降低噪音和振动。此外本申请还提供了油浸式油泵轴承装配结构，整体结构简单，能减少铸铝导叶膨胀率不同带来的尺寸误差，还利用前公差环以及后公差环起到限力作用避免轴承打滑现象发生，同时能让轴承游隙的油流量更大，对油泵轴向力的平衡起到一定作用。另外本申请还提供油浸式油泵轴承装配方法，分别对前轴承和后轴承通过免加热压装方式进行装配，装配方式以及装配流程简单，工人装配效率高。
对于油浸式油泵而言，本申请的技术方案为：
变压器油浸式油泵，包括泵体、电机、叶轮和导叶，所述电机、所述叶轮以及所述导叶均设于所述泵体的内腔中；所述叶轮与所述电机的转轴传动连接；所述泵体包括前壳体和后壳体，所述前壳体以及所述导叶均设于所述电机的前侧，所述后壳体设于所述电机的后侧；所述转轴通过前轴承、后轴承分别与导叶、后壳体形成转动连接；所述导叶上设有前轴承室，所述前轴承室中设有前公差环安装槽，所述前公差环安装槽中设有前公差环，所述前公差环包括与所述导叶相抵接的两个端部A，以及向内收缩形成的前轴承支撑体，所述前轴承支撑体与所述前轴承的外圈过盈配合，所述前轴承室的其余部分与所述前轴承间隙配合；所述后壳体上设有后轴承室，所述后轴承室中设有后公差环安装槽，所述后公差环安装槽中设有后公差环，所述后公差环包括与所述后壳体相抵接的两个端部B，以及向内收缩形成的后轴承支撑体，所述后轴承支撑体与所述后轴承的外圈过盈配合，所述后轴承室的其余部分与所述后轴承间隙配合。
在本发明技术方案中，导叶以及后壳体上分别开设的前轴承室和后轴承室能够方便前轴承和后轴承的安装设置，同时减少对导叶以及后壳体的空间占用，另外前公差环安装槽和后公差环安装槽的开设能够方便前公差环和后公差环的安装以及实现公差环和轴承的配合，利用公差环的保持力可以让导叶不用进行加热，便可直接压装轴承，减少传统加热方式的消耗时间，提高了油泵的装配效率，能够在常温下实现安装，降低安装时的工人烫伤风险，操作安全性有效提高。
作为优化，所述前轴承的外圈前端与导叶上的阶梯止口相抵，所述前轴承的外圈后端与设于导叶上的卡簧相抵，形成外圈轴向限位结构。
在本发明技术方案中，通过外圈轴向限位结构对前轴承的外圈限位在导叶和卡簧之间，可以有效延长轴承寿命，同时在降低噪声和振动方面都有较为良好的表现。
作为优化，所述前轴承的内圈前端与叶轮上的内延止口相抵，所述前轴承的内圈后端与转轴上的轴肩相抵，形成内圈轴向限位结构。
在本发明技术方案中，通过内圈轴向限位结构对前轴承的内圈限位在叶轮和轴肩之间，并且结合外圈轴向限位结构，由导叶、卡簧和前公差环对轴承起到整体限位作用，允许在内部件与外部件之间传递转矩，避免出现前轴承打滑的现象，使内部的结构更加稳定，同时使变压器油浸式油泵的整体结构合理。
作为优化，所述后轴承的内圈前端与转轴上的轴肩相抵。所述后轴承的后端与后壳体之间存在间隙，形成空腔。
在本发明技术方案中，通过对后轴承内圈后端以及后公差环的设置，利用空腔使后轴承在工作时起到自适应调节的作用。
对于油泵前轴承装配结构而言，本申请的技术方案为：
变压器油浸式油泵轴承装配结构，包括前轴承的装配结构和后轴承的装配结构；所述前轴承的装配结构中，电机的转轴的前部通过前轴承与导叶形成转动连接；所述后轴承的装配结构中，电机的转轴的后部通过后轴承与后壳体形成转动连接；所述导叶上设有前轴承室，所述前轴承室中设有前公差环安装槽，所述前公差环安装槽中设有前公差环，所述前公差环包括与所述导叶相抵接的两个端部A，以及向内收缩形成的前轴承支撑体，所述前轴承支撑体与所述前轴承的外圈过盈配合，所述前轴承室的其余部分与所述前轴承间隙配合；所述后壳体上设有后轴承室，所述后轴承室中设有后公差环安装槽，所述后公差环安装槽中设有后公差环，所述后公差环包括与所述后壳体相抵接的两个端部B，以及向内收缩形成的后轴承支撑体，所述后轴承支撑体与所述后轴承的外圈过盈配合，所述后轴承室的其余部分与所述后轴承间隙配合。
在本发明技术方案中，前公差环以及后公差环的设置能够给轴承的游隙带来更多的自适应性调节空间，让过轴承游隙的油流量更大，产生的平衡轴向力更多，对油泵轴向力的平衡具有较好的提升作用；另外通过前公差环和卡簧的设置能够减少由于铸铝导叶膨胀率的不同从而带来的尺寸误差，结合后公差环的设置可以实现导叶和后壳体的免加热压装方式，提高装配效率，且能使轴承的轴向调节能力加强，径向尺寸的适应能力也得到提高，可以有效的延长轴承件寿命，在降低噪声和振动方面都有较为良好的表现；前公差环安装槽和后公差环安装槽的开设方便公差环安装设置，同时方便公差环和轴承之间的配合，起到限力器的作用，有效避免轴承在轴承室内出现打滑的情况，内部的结构设置合理；另外通过公差环本身具有弹性的特点使轴承和导叶之间的配合受到温度产生的影响减少，减少内部由于温度升高从而造成膨胀而带来风险。
作为优化，所述前轴承的外圈前端与导叶上的阶梯止口相抵，所述前轴承的外圈后端与设于导叶上的卡簧相抵，形成外圈轴向限位结构；所述前轴承的内圈前端与叶轮上的内延止口相抵，所述前轴承的内圈后端与转轴上的轴肩相抵，形成内圈轴向限位结构。
在本发明技术方案中，在本发明技术方案中，前轴承装配结构利用外圈限位结构以及内圈限位结构对前轴承的轴向进行限位安装，同时通过前公差环的设置起到径向大小的调节，提高前轴承装配在使用时由于内部温度升高而产生的径向适应调节能力。
作为优化，所述后轴承的内圈前端与转轴上的轴肩相抵；所述后轴承的后端与后壳体之间存在间隙，形成空腔。
在本发明技术方案中，后轴承装配结构利用轴肩对其内圈后圈实现限位，结合空腔的设置使后轴承能够在轴肩和后壳体之间进行自适应调节，同时通过后公差环的设置起到径向大小的调节，提高后轴承装配在使用时由于内部温度升高而产生的径向适应调节能力。
对于油泵轴承装配方法而言，本申请的技术方案为：
变压器油浸式油泵轴承装配方法，该方法用于通过装配获得轴承装配结构，具体装配过程如下：
①、将前公差环放入导叶上的前轴承室内的前公差环安装槽，将后公差环放入后壳体上的后轴承室内的后公差环安装槽内，使前公差环的两个端部A与导叶相抵接，后公差环的两个端部与后壳体相抵接；
②、将前轴承通过压装机压入前轴承室内，将卡簧插入至前轴承的后端与导叶之间；
③、将上述装配形成的导叶组合件通过压装机压入油泵电机的转轴内，使前轴承的外圈前端与转轴前端轴肩相抵；将后轴承压装到转轴的后端，使后轴承的外圈后端与转轴后端轴肩相抵；
④、将装有转轴的导叶组合件的后端通过压机压入后壳体的后轴承室内，完成安装。
在本发明技术方案中，分别对前轴承和后轴承通过压装进行装配，摒弃传统的导叶加热压装方式，实现轴承和导叶的直接免加热压装，整体的装配效率高，装配操作简单。
附图说明
图1是本申请的油浸式油泵的结构示意图；
图2是本申请的油浸式油泵A处放大图；
图3是本申请的油浸式油泵A处除去前轴承的放大图；
图4是本申请的油浸式油泵B处放大图；
图5是本申请的油浸式油泵B处除去前轴承的放大图。
附图中的标记为：1-泵体，101-内腔，102-后壳体，1021-后轴承室，1022-后公差环安装槽；2-电机，201-转轴；3-叶轮；4-导叶，4011-前轴承室，4012-前公差环安装槽，；5-前轴承；6-前公差环，601-端部A，602-前轴承支撑体；7-后公差环，701-端部B，702-后轴承支撑体；8-后轴承，9-卡簧；10-空腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的说明，但并不作为对本申请限制的依据。
实施例(参阅图1～图5)
与现有技术相同，本发明变压器油浸式油泵包括泵体1、电机2、叶轮3和导叶4，电机2、叶轮3以及导叶4均设于泵体1的内腔101中；叶轮3与电机2的转轴201传动连接；导叶4包括导叶4和后壳体102，导叶4设于电机2的前侧，后壳体102设于电机2的后侧；转轴201通过前轴承5、后轴承8分别与导叶4、后壳体401形成转动连接。
与现有技术不同的是，本发明中采用了特定的轴承装配结构，具体如下：导叶4上设有前轴承室4011，前轴承室4011中设有前公差环安装槽4012，前公差环安装槽4012中设有前公差环6，前公差环6包括与导叶4相抵接的两个端部A601，以及向内收缩形成的前轴承支撑体602，前轴承支撑体602与前轴承5的外圈过盈配合，前轴承室4011的其余部分与前轴承5间隙配合；后壳体102上设有后轴承室1021，后轴承室1021中设有后公差环安装槽1022，后公差环安装槽1022中设有后公差环7，后公差环7包括与后壳体102相抵接的两个端部B701，以及向内收缩形成的后轴承支撑体702，后轴承支撑体702与后轴承8的外圈过盈配合，后轴承室1021的其余部分与后轴承8间隙配合。
由此，导叶4以及后壳体102上开设的前轴承室4011和后轴承室1021能够方便前轴承5和后轴承8的安装设置，同时减少对导叶4和后壳体102的空间占用，另外前公差环安装槽4012和后公差环安装槽1022的开设能够方便前公差环6和后公差环7的安装以及实现公差环和轴承的配合，利用公差环的保持力可以让叶轮3不用进行加热，便可直接压装轴承，减少传统加热方式的消耗时间，提高了油泵的装配效率，能够在常温下实现安装，降低安装时的工人烫伤风险，操作安全性有效提高。
在具体实施例中，前轴承5的外圈前端与导叶4上的阶梯止口相抵，前轴承5的外圈后端与设于导叶4上的卡簧9相抵，形成外圈轴向限位结构。
由此，通过外圈轴向限位结构对前轴承5的外圈限位在导叶4和卡簧9之间，可以有效延长轴承寿命，同时在降低噪声和振动方面都有较为良好的表现。
在具体实施例中，前轴承5的内圈前端与叶轮3上的内延止口相抵，前轴承5的内圈后端与转轴201上的轴肩相抵，形成内圈轴向限位结构。
由此，通过内圈轴向限位结构对前轴承5的内圈限位在叶轮和轴肩之间，并且结合外圈轴向限位结构，由导叶4、卡簧9和前公差环6对轴承起到整体限位作用，允许在内部件与外部件之间传递转矩，避免出现前轴承打滑的现象，使内部的结构更加稳定，同时使变压器油浸式油泵的整体结构合理。
在具体实施例中，后轴承8的内圈前端与转轴201上的轴肩相抵。后轴承8的内圈后端以及外圈后端与后壳体102之间存在间隙，形成空腔10。
由此，通过对后轴承8内圈后端以及后公差环的设置，利用空腔使后轴承8在工作时起到自适应调节的作用。
本实施例油浸式油泵通过泵体、电机、叶轮、导叶和轴承组装装配而成，能够实现对轴承的直接压装，无需进行加热，提高了油泵的装配效率，常温安装减少工人烫伤风险；另外公差环和卡簧使轴承的轴向调节能力加强，径向尺寸的适应能力得到提高，延长轴承寿命，降低噪音和振动，提高泵体整体结构的稳定性。
本发明油泵中包含了轴承装配结构，在此不再单独提供轴承装配结构的具体实施例。
在实施例中，轴承的装配过程如下：①、将前公差环6放入导叶4上的前轴承室4011内的前公差环安装槽4012，将后公差环7放入后壳体102上的后轴承室1021内的后公差环安装槽1022内，使前公差环6的两个端部A601与导叶4相抵接，后公差环的两个端部701与后壳体102相抵接；②、将前轴承5通过压装机压入前轴承室4011内，将卡簧9插入至前轴承5的后端与导叶4之间；③、将上述装配形成的导叶组合件通过压装机压入油泵电机的转轴201内，使前轴承5的外圈前端与转轴201前端轴肩相抵；将后轴承8压装到转轴201的后端，使后轴承8的外圈后端与转轴201后端轴肩相抵；④、将装有转轴201的导叶组合件的后端通过压机压入后壳体102的后轴承室1021内，完成安装。
由此，分别对前轴承5和后轴承8通过压装进行装配(无需加热)，摒弃传统的导叶加热压装方式，实现轴承和导叶的直接免加热压装，整体的装配效率高，装配操作简单。
本实施例中轴承装配方法分别对前轴承和后轴承通过压装进行装配，摒弃传统的导叶加热压装方式，实现轴承和导叶的直接免加热压装，装配方式以及装配流程简单，工人装配效率高。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (9)

1.变压器油浸式油泵，包括泵体(1)、电机(2)、叶轮(3)和导叶(4)，所述电机(2)、所述叶轮(3)以及所述导叶(4)均设于所述泵体(1)的内腔(101)中；所述叶轮(3)与所述电机(2)的转轴(201)传动连接；所述泵体(1)包括前壳体(101)和后壳体(102)，所述前壳体(101)以及所述导叶(4)均设于所述电机(2)的前侧，所述后壳体(102)设于所述电机(2)的后侧；所述转轴(201)通过前轴承(5)、后轴承(8)分别与导叶(4)、后壳体(102)形成转动连接；
其特征在于：
所述导叶(4)上设有前轴承室(4011)，所述前轴承室(4011)中设有前公差环安装槽(4012)，所述前公差环安装槽(4012)中设有前公差环(6)，所述前公差环(6)包括与所述导叶(4)相抵接的两个端部A(601)，以及向内收缩形成的前轴承支撑体(602)，所述前轴承支撑体(602)与所述前轴承(5)的外圈过盈配合，所述前轴承室(4011)的其余部分与所述前轴承(5)间隙配合；
所述后壳体(102)上设有后轴承室(1021)，所述后轴承室(1021)中设有后公差环安装槽(1022)，所述后公差环安装槽(1022)中设有后公差环(7)，所述后公差环(7)包括与所述后壳体(102)相抵接的两个端部B(701)，以及向内收缩形成的后轴承支撑体(702)，所述后轴承支撑体(702)与所述后轴承(8)的外圈过盈配合，所述后轴承室(1021)的其余部分与所述后轴承(8)间隙配合。
2.根据权利要求1所述的变压器油浸式油泵，其特征在于：所述前轴承(5)的外圈前端与导叶(4)上的阶梯止口相抵，所述前轴承(5)的外圈后端与设于导叶(4)上的卡簧(9)相抵，形成外圈轴向限位结构。
3.根据权利要求2所述的变压器油浸式油泵，其特征在于：所述前轴承(5)的内圈前端与叶轮(3)上的内延止口相抵，所述前轴承(5)的内圈后端与转轴(201)上的轴肩相抵，形成内圈轴向限位结构。
4.根据权利要求1所述的变压器油浸式油泵，其特征在于：所述后轴承(8)的内圈前端与转轴(201)上的轴肩相抵。
5.根据权利要求1所述的变压器油浸式油泵，其特征在于：所述后轴承(8)的后端与后壳体(102)之间存在间隙，形成空腔(10)。
6.变压器油浸式油泵轴承装配结构，包括前轴承(5)的装配结构和后轴承(8)的装配结构；所述前轴承(5)的装配结构中，电机(2)的转轴(201)的前部通过前轴承(5)与导叶(4)形成转动连接；所述后轴承(8)的装配结构中，电机(2)的转轴(201)的后部通过后轴承(8)与后壳体(102)形成转动连接；其特征在于：
所述导叶(4)上设有前轴承室(4011)，所述前轴承室(4011)中设有前公差环安装槽(4012)，所述前公差环安装槽(4012)中设有前公差环(6)，所述前公差环(6)包括与所述导叶(4)相抵接的两个端部A(601)，以及向内收缩形成的前轴承支撑体(602)，所述前轴承支撑体(602)与所述前轴承(5)的外圈过盈配合，所述前轴承室(4011)的其余部分与所述前轴承(5)间隙配合；
所述后壳体(102)上设有后轴承室(1021)，所述后轴承室(1021)中设有后公差环安装槽(1022)，所述后公差环安装槽(1022)中设有后公差环(7)，所述后公差环(7)包括与所述后壳体(102)相抵接的两个端部B(701)，以及向内收缩形成的后轴承支撑体(702)，所述后轴承支撑体(702)与所述后轴承(8)的外圈过盈配合，所述后轴承室(1021)的其余部分与所述后轴承(8)间隙配合。
7.根据权利要求6所述的变压器油浸式油泵轴承装配结构，其特征在于：所述前轴承(5)的外圈前端与导叶(4)上的阶梯止口相抵，所述前轴承(5)的外圈后端与设于导叶(4)上的卡簧(9)相抵，形成外圈轴向限位结构；所述前轴承(5)的内圈前端与叶轮(3)上的内延止口相抵，所述前轴承(5)的内圈后端与转轴(201)上的轴肩相抵，形成内圈轴向限位结构。
8.根据权利要求6或7所述的变压器油浸式油泵轴承装配结构，其特征在于：所述后轴承(8)的内圈前端与转轴(201)上的轴肩相抵；所述后轴承(8)的后端与后壳体(102)之间存在间隙，形成空腔(10)。
9.变压器油浸式油泵轴承装配方法，其特征在于，该方法用于通过装配获得权利要求6～8任一权利要求的轴承装配结构，具体装配过程如下：
①、将前公差环(6)放入导叶(4)上的前轴承室(4011)内的前公差环安装槽(4012)，将后公差环(7)放入后壳体(102)上的后轴承室(1021)内的后公差环安装槽(1022)内，使前公差环(6)的两个端部A(601)与导叶(4)相抵接，后公差环的两个端部(701)与后壳体(102)相抵接；
②、将前轴承(5)通过压装机压入前轴承室(4011)内，将卡簧(9)插入至前轴承(5)的后端与导叶(4)之间；
③、将上述装配形成的导叶组合件通过压装机压入油泵电机的转轴(201)内，使前轴承(5)的外圈前端与转轴(201)前端轴肩相抵；将后轴承(8)压装到转轴(201)的后端，使后轴承(8)的外圈后端与转轴(201)后端轴肩相抵；
④、将装有转轴(201)的导叶组合件的后端通过压机压入后壳体(102)的后轴承室(1021)内，完成安装。
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