CN117081303A - 高速电机用轴承密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速电机用轴承密封结构,它包括主轴,安装在主轴上的轴承、外侧盖板、内侧盖板，以及围绕轴承设置的轴承座，其中所述轴承座上设置有轴承安装孔、进油油路和回油油路，其特征在于所述外侧盖板通过短螺栓和轴承座连接，所述内侧盖板通过长螺栓和轴承座连接，其中所述外侧盖板上和所述内侧盖板上在与轴承座的接合面之间分别设置有静密封；所述内侧盖板和外侧盖板与主轴之间分别设置有动密封，且所述动密封的直径小于轴承外径。

Description

高速电机用轴承密封结构

技术领域

本发明属于高速电机技术领域，更具体地讲涉及一种高速电机用轴承密封结构。

背景技术

高速电机的转速比普通电机高，高速电机的轴承就必须要工作在更高的转速，轴承在高转速工况下对密封和润滑的要求比低转速工况要高。

首选，高速电机的轴承需要使用油气润滑或油润滑。对于油气润滑和油润滑而言，轴承工作时需要持续不断地注入润滑介质，因此必须要考虑注入的润滑介质可能会泄漏到轴承室外导致污染或者其他负面影响。对于高速电机而言，轴承的一侧是电机舱，称为内侧，内侧有线圈、矽钢等电气元件，润滑介质中的油脂如果附着于电气元件，很可能导致电气性能改变，这是不能接受的。而高速电机轴承的另外一侧——也就是连接负载的一侧，称为外侧，如果轴承的外侧不是直驱负载，而是通过连接装置来驱动负载的话，有几种常见的连接装置：1、如果采用齿轮箱作为连接装置，齿轮箱也是需要润滑的，轴承的润滑介质泄漏到齿轮箱没有任何问题。但是如果采用齿轮箱连接，电机就没有必要非得是高速的，完全可以采用低速电机通过齿轮箱调速后再驱动负载。

2、如果采用联轴器作为连接装置，联轴器也是需要润滑的，所以不怕润滑介质从电机轴承室泄露到联轴器里。如果采用联轴器连接负载，高速工况下，联轴器往往不能很好的工作，一般来讲联轴器用于连接低速设备。

3、如果采用皮带、链条作为连接装置，润滑介质可以直接排放到外部环境，也可以回收。但是高速工况下，皮带、链条容易脱落导致设备失效。无论是齿轮箱、联轴器、皮带还是链条都是不怕泄露的润滑介质的。

所以高速电机一般来讲用于直驱负载，而不是通过中间机构连接负载。轴承的外侧直驱负载，如果润滑介质泄漏到外侧也就会进入负载设备，可能会导致负载设备的工作异常。比如空气压缩机是一种典型的负载，空气压缩机需要为下游提供满足洁净度要求的空气，但是润滑介质一旦泄漏到空气压缩机当中，其提供的空气就不能满足洁净度要求。

所以高速电机所使用的高速轴承必须要考虑到润滑介质的注入、回收和密封问题，而且必须是两侧密封，另外高速电机必须直驱负载，留给轴承用来密封的结构空间非常有限，因此必须易于装配，而且要保证密封效果和润滑效果。

现有高速电机用轴承密封结构通常存在如下问题：

动密封特别是内侧盖板和主轴之间的动密封直接大于轴承外径，这样导致动密封在工作状态下线速度大，密封圈磨损快，因此势必导致密封效果不能持久，增加维修保养的负担。

另外，高速电机用轴承由于转速快，容易发热，因此冷却效果也需要得到保证，现有高速电机用轴承密封结构均是利用轴承自带的润滑油路和轴承座上的油路导通，这样的油路循环对高速电机用轴承来说，冷却效果是不够的，轴承滚珠在运转时随温度升高而膨胀可能导致轴承滚珠和轴承圈卡死，致使系统不能正常工作。因此研发一种易于装配、密封效果、润滑效果和冷却效果兼备的高速电机用轴承密封结构成为了当下重要的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高速电机用轴承密封结构，它所采用的技术方案是：一种高速电机用轴承密封结构，它包括主轴,安装在主轴上的轴承、外侧盖板、内侧盖板，以及围绕轴承设置的轴承座，其中所述轴承座上设置有轴承安装孔、进油油路和回油油路，其特征在于所述外侧盖板通过短螺栓和轴承座连接，所述内侧盖板通过长螺栓和轴承座连接，其中所述外侧盖板上和所述内侧盖板上在与轴承座的接合面之间分别设置有静密封；所述内侧盖板和外侧盖板与主轴之间分别设置有动密封，且所述动密封的直径小于轴承外径。

本发明更进一步的技术特征是：

所述外侧盖板内侧面或轴承座外侧面设置有避让沉孔以容纳长螺栓螺栓头，所述轴承座上设置有供长螺栓的螺杆穿过的通孔，所述内侧盖板上设置有带内螺纹的与长螺栓的螺杆相匹配的通孔或盲孔；所述外侧盖板上设置有供短螺栓的螺杆穿过的通孔，所述外侧盖板外侧面设置有容纳短螺栓螺栓头的容纳沉孔，所述轴承座外侧设置有带内螺纹的与短螺栓的螺杆相匹配的通孔或盲孔。

所述静密封为活塞密封、活塞杆密封、三角型槽式密封、端面密封、密封垫或密封胶。

所述动密封为干气密封或油封或气封或迷宫密封或齿式密封。

所述轴承外圈设置有进油孔，所述轴承座的轴承安装孔内或轴承外圈上设置有与轴承外圈的进油孔导通的环形进油槽，所述环形进油槽和轴承座上的进油油路导通；所述内侧盖板和外侧盖板上设置有回油槽，所述轴承座内设置有回油集油槽，所述回油槽和回油集油槽导通，所述回油集油槽与回油油路导通。

所述主轴上在轴承内外两侧均设置有轴承内圈限位辅件。

所述轴承外侧的限位辅件和外侧盖板之间设置有动密封。

所述内侧盖板和外侧盖板上的回油槽在周向上覆盖范围小于半圈。

所述内侧盖板和外侧盖板上的回油槽在周向上覆盖范围小于1/4圈。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，从内到外可以在很有限的空间内安装轴承密封结构。首先，所述外侧盖板内侧面或轴承座外侧面设置有避让沉孔以容纳长螺栓螺栓头，所述外侧盖板外侧面设置有容纳短螺栓螺栓头的容纳沉孔，这样可以减小密封结构轴向尺寸，在装配空间小的状况下更容易实现装配；所述内侧盖板和外侧盖板与主轴之间分别设置有动密封，且所述动密封的直径小于轴承外径，这样动密封在工作状态下线速度小，密封圈磨损变慢，因此密封效果好；由于轴承和轴承座之间没有周向定位装置，轴承座上的进油油路不容易和轴承外圈的进油孔导通，所述轴承座的轴承安装孔内或轴承外圈上设置有与轴承外圈的进油孔导通的环形进油槽，所述环形进油槽和轴承座上的进油油路导通，由于环形进油槽的存在，这样轴承在转动过程中，轴承外圈上的进油孔可以保证油的连续供给；另外，由于内侧盖板和外侧盖板上设置有回油槽，所述轴承座内设置有回油集油槽，所述回油槽和回油集油槽导通，所述回油集油槽与回油油路导通，回油槽和集油槽的设置使得回油速度加快，回油更加顺畅，这样进油油路单位时间供给的油量也会更多，整个油路流量都会增加，流量大，可以带走更多的热量，轴承的润滑和冷却效果也会更好，可以延长轴承的使用寿命，这样也减轻了维修保养的工作量。

附图说明

图1是本发明一个实施例的在一个方向上的结构剖视图；

图2是图1所示实施例在另一个方向上的结构剖视图；

图3是图1所示实施例在第三个方向上的结构剖视图；

图4是图1中轴承的立体图；

图5是图1中轴承座的立体图；

图6是图1中内侧盖板的立体图；

图7是图1中外侧盖板的立体图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步地详细描述。

如图1至图7所示，一种高速电机用轴承密封结构,它包括主轴1,安装在主轴上的轴承2、外侧盖板3、内侧盖板4，以及围绕轴承设置的轴承座5，其中所述轴承座5上设置有轴承安装孔51、进油油路52和回油油路53，其中所述外侧盖板3通过短螺栓6和轴承座5连接，所述内侧盖板4通过长螺栓7和轴承座5连接，其中所述外侧盖板3上和所述内侧盖板4上分别设置有第一密封圈33和第二密封圈41，所述第一密封圈33与轴承座上相对应结合面之间形成端面密封式静密封，所述第二密封圈41与轴承座上相对应结合面之间形成三角型槽式静密封；所述主轴上在轴承内外两侧均设置有轴承内圈限位辅件11，且所述轴承外侧的限位辅件11上设置有第三密封圈12，所述第三密封圈12和外侧盖板的结合面之间形成油封式动密封，所述主轴1上还设置有第四密封圈13，所述第四密封圈13与内侧盖板4的结合面之间形成有油封式动密封，且所述动密封的直径均小于轴承外径。

在本实施例中，所述外侧盖板内侧面设置有避让沉孔31以容纳长螺栓螺栓头，所述轴承座5上设置有供长螺栓7的螺杆穿过的通孔，所述内侧盖板上设置有带内螺纹的与长螺栓的螺杆相匹配的盲孔；所述外侧盖板3上设置有供短螺栓6的螺杆穿过的通孔，所述外侧盖板3外侧面设置有容纳短螺栓螺栓头的容纳沉孔32，所述轴承座5外侧设置有带内螺纹的与短螺栓的螺杆相匹配的通孔或盲孔，这样可以有效缩短密封结构的轴向距离，在装配空间小的状况下更容易实现装配。

另外，在本实施例中，所述轴承2外圈设置有进油孔21，且所述轴承外圈上设置有与轴承外圈的进油孔导通的环形进油槽22，所述环形进油槽22和轴承座上的进油油路52导通；所述内侧盖板4和外侧盖板3上设置有回油槽9，所述轴承座5内设置有回油集油槽54，所述回油槽9和回油集油槽54导通，所述回油集油槽54与回油油路53导通。由于轴承2和轴承座5之间没有周向定位装置，轴承座上的进油油路52不容易和轴承外圈的进油孔导通，为此所述轴承外圈上设置有与轴承外圈的进油孔导通的环形进油槽22，所述环形进油槽22和轴承座上的进油油路52导通，由于环形进油槽22的存在，这样轴承即使在周向有转动，轴承外圈上的进油孔21可以保证油的连续供给；另外，由于内侧盖板4和外侧盖板3上设置有回油槽9，所述轴承座内设置有回油集油槽54，所述回油槽9和回油集油槽54导通，所述回油集油槽54与回油油路53导通，回油槽10和回油集油槽54的设置使得回油速度加快，回油更加顺畅，这样进油油路52单位时间供给的油量也会更多，整个油路流量都会增加，流量大，可以带走更多的热量，轴承的润滑和冷却效果也会更好，势必延长轴承的使用寿命，这样也减轻了维修保养的工作量。

另外，在本实施例中，所述内侧盖板和外侧盖板上的回油槽54在周向上覆盖范围小于1/4圈。在实际应用中，所述内侧盖板和外侧盖板上的回油槽9在周向上覆盖范围小于半圈即可，过大会导致对轴承1的定位失效。

在实际应用中，所述容纳长螺栓螺栓头的避让沉孔31还可以设置在轴承座外侧面；所述环形进油槽还可以设置在轴承座的轴承安装孔内，该环形进油槽与轴承外圈的进油孔21导通，同时与轴承座5上的进油油路52导通。

所述静密封还可以采用活塞密封、活塞杆密封、密封垫或密封胶。。

所述动密封还可以采用为干气密封或气封或迷宫密封或齿式密封。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的精神即创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露的或要求保护的技术特征的组合，以及明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高速电机用轴承密封结构,它包括主轴,安装在主轴上的轴承、外侧盖板、内侧盖板，以及围绕轴承设置的轴承座，其中所述轴承座上设置有轴承安装孔、进油油路和回油油路，其特征在于所述外侧盖板通过短螺栓和轴承座连接，所述内侧盖板通过长螺栓和轴承座连接，其中所述外侧盖板上和所述内侧盖板上在与轴承座的接合面之间分别设置有静密封；所述内侧盖板和外侧盖板与主轴之间分别设置有动密封，且所述动密封的直径小于轴承外径。

2.如权利要求1所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于所述外侧盖板内侧面或轴承座外侧面设置有避让沉孔以容纳长螺栓螺栓头，所述轴承座上设置有供长螺栓的螺杆穿过的通孔，所述内侧盖板上设置有带内螺纹的与长螺栓的螺杆相匹配的通孔或盲孔；所述外侧盖板上设置有供短螺栓的螺杆穿过的通孔，所述外侧盖板外侧面设置有容纳短螺栓螺栓头的容纳沉孔，所述轴承座外侧设置有带内螺纹的与短螺栓的螺杆相匹配的通孔或盲孔。

3.如权利要求1所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于所述静密封为活塞密封、活塞杆密封、三角型槽式密封、端面密封、密封垫或密封胶。

4.如权利要求1所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于：所述动密封为干气密封或油封或气封或迷宫密封或齿式密封。

5.如权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于：所述轴承外圈设置有进油孔，所述轴承座的轴承安装孔内或轴承外圈上设置有与轴承外圈的进油孔导通的环形进油槽，所述环形进油槽和轴承座上的进油油路导通；所述内侧盖板和外侧盖板上设置有回油槽，所述轴承座内设置有回油集油槽，所述回油槽和回油集油槽导通，所述回油集油槽与回油油路导通。

6.如权利要求5所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于所述主轴上在轴承内外两侧均设置有轴承内圈限位辅件。

7.如权利要求6所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于所述所述轴承外侧的限位辅件和外侧盖板之间设置有动密封。

8.如权利要求5所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于所述内侧盖板和外侧盖板上的回油槽在周向上覆盖范围小于半圈。

9.如权利要求8所述的高速电机用轴承密封结构，其特征在于所述内侧盖板和外侧盖板上的回油槽在周向上覆盖范围小于1/4圈。