CN1410686A - 用半导体制冷技术降低轴承温度的装置 - Google Patents

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孙志宏
高志民
毛立民
李炜
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Abstract

一种用半导体制冷技术降低轴承温度的装置，包括一受控制器控制和电源供电的半导体制冷片，该半导体制冷片的热面密切地装有散热片，而该半导体制冷片的冷面固设一与所述轴承密切结合的传冷结构。本发明结构紧凑，易于安装，无环境污染，温度控制简单方便，而且易于维修和保养。

Description

用半导体制冷技术降低轴承温度的装置
技术领域：
本发明与轴承有关，特别是一种用半导体制冷技术降低轴承温度的装置，可用于降低纺织机械、食品加工机械等的非油浴润滑轴承的工作温度
背景技术：
在那些不便经常添加润滑剂的地方，或那些不允许润滑油流失而导致污染产品的地方，使用润滑脂是保证轴承最基本润滑条件的常用方法。但使用润滑脂进行轴承的润滑不能象使用油浴润滑那样长期有效地将轴承由于摩擦等原因产生的热量带走，而使用润滑脂润滑的轴承，为了保证轴承的润滑效果和合理的使用寿命，其工作温度又要比润滑脂的滴点温度低10至30度，所以在某些应用中，有必要采用一定的措施来降低轴承的温度。例如转杯纺纱机的纺杯轴承，其最高使用转速高达105000转/分，但由于种种客观条件的限制，不能对纺杯轴承进行油浴润滑，只能采用润滑脂润滑，因而纺杯轴承的温度得不到有效地控制。目前发现，工作温度过高引起润滑脂的润滑性能降低是造成纺杯轴承寿命短的主要原因。
在另一些特殊的应用场合，轴承的温度会传递到其它与被加工材料相接触的的工艺零件上，影响设备的工艺性能，限制了设备使用性能的充分发挥。例如上面已经提到过的纺杯轴承，它同时也使安装在其上的纺杯的温度升高，使转杯纺纱机不能以较高的速度纺一些对温度敏感的化学纤维，如涤纶等。又例如，并条机的皮辊轴承也只能工作在用润滑脂润滑的工作状态下。这时，随着轴承摩擦所产生的热量的不断积累，皮辊的温度不断升高，缠皮辊的现象就越来越严重，影响并条机合理的运转效率。另外，由于皮辊的工作温度过高，皮辊的使用寿命也会相应地缩短。
在目前的现有技术中，降低轴承温度的方法多是采用流过轴承座的循环液体来冷却轴承。例如中国专利99112174.0和98241426.9等。但这些方法都不适用于空间位置有限，要求冷却装置紧凑的场合。因此非常有必要发明一种结构紧凑，安装和保养方便的降低轴承温度的方法和装置。
发明内容：
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺陷，采用非液体循环冷却的方法降低轴承的温度，提出一种结构紧凑、安装和保养方便的用半导体制冷技术降低轴承温度的装置。
本发明的技术解决方案的构思是：利用半导体制冷技术，将轴承在工作中产生的热量带走，降低轴承的实际工作温度。
本发明的技术解决方案是：
一种用半导体制冷技术降低轴承温度的装置，包括一受控制器控制和电源供电的半导体制冷片，该半导体制冷片的热面密切地装有散热片，其特征在于该半导体制冷片的冷面固设一与所述轴承密切结合的传冷结构；
所述的传冷结构为一与轴承密切结合的传冷套；
所述的传冷结构为一与轴承密切结合的传冷芯轴；
所述的传冷结构为一传冷夹，它与轴承套密切结合在一起。
本发明的优点是：
采用固态的半导体制冷片为制冷元件，使整套装置的结构紧凑，易于安装，无环境污染。
通过调节直流电流的大小就可以调节制冷效果，所以温度控制简单，方便。
无任何机械运动和管路联接，所以可靠性高，易于维修和保养。
附图说明：
图1是轴承外圈固定时用半导体制冷技术降低轴承温度的装置示意图。
图2是轴承内圈固定时用半导体制冷技术降低轴承温度的装置示意图。
图3是半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于并条机皮辊轴承的结构示意图。
图4是图3剖视图。
图5是半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于转杯纺纱机纺杯轴承的结构示意图。
图6是图5的A-A剖视图。图中：
1-散热片    2-半导体制冷片    21-并条机皮辊
22-为皮辊加压所预留的圆孔    23-为皮辊定位所预留的方孔
3-控制器和电源    31-纺杯头    32-前减震套
33-后减震套    34-纺杯座    35-纺杯轴    4-轴承
5-传冷结构    51-传冷套    52-传冷芯轴    53-传冷夹
6-轴承套    61-转动轴    62-转动轴套
具体实施方式：
请参阅图1、图2，本发明用半导体制冷技术降低轴承温度的装置，包括一受控制器3控制和供电电源的半导体制冷片2，该半导体制冷片2的热面密切地装有散热片1，其特点是该半导体制冷片2的冷面设一与所述轴承4密切结合的传冷结构5。关键是根据需要降低工作温度的轴承4的实际外形、具体工作状态、具体工作条件和周围的实际环境，设计出一个合理的、不影响轴承及相关装置正常工作的传冷结构。该传冷结构应该能将轴承产生的热量高效地传递给半导体制冷片的冷面。同时，散热元件的设计也要既能保证足够的散热能力又不影响设备的运转和工艺生产性能。
所述的传冷结构5是热量从轴承4向半导体制冷片2冷面传递的通路，对于不同的情况，该传冷结构具有不同的形状，例如对轴承的芯轴不动的情况，采用固定不动的传冷芯轴52作传冷结构，如图2所示；对轴承的外轴套不动的情况，则采用固定不动的传冷套51作传冷结构，如图1所示。
图3和图4分别表示将本发明半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于并条机皮辊轴承的结构示意图和剖视图。
在实际使用过程中，虽然皮辊轴承工作温度的升高还没有造成皮辊轴承使用寿命的明显减少，但是它所引起的皮辊本身温度的上升已肯定地造成了以下两种破坏：(1)缠皮辊的次数大大增加，使用户不得不降低并条机的实际使用速度，这影响了并条机生产能力的发挥；(2)引起皮辊上的皮套的变形和移动，从而加速皮套的老化，缩短皮套的使用寿命。根据瑞士立达公司的RSBD30并条机上皮辊的结构和加压方式，图3和图4给出了一种将用半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于并条机皮辊轴承的实施例。其中传冷套51与并条机皮辊轴承4形成过渡配合，保证并条机皮辊轴承4在运转过程中所产生的热量能及时传递给传冷套51。为皮辊加压所预留的圆孔22和为皮辊定位所预留的方孔23使该装置能在不改变RSBD30并条机原有皮辊加压装置和定位方法的条件下直接使用。
图5和图6分别表示将本发明半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于转杯纺纱机纺杯轴承的结构示意图和A-A剖视图。
目前，转杯纺纱机的纺杯的最高速度已达105000转/分，由此而产生的大量热量无法很快排出，这些热量随着时间的积累使纺杯轴承的工作温度不断升高，破坏润滑脂的润滑性能，大幅度地缩短了纺杯轴承的使用寿命。同时，由于纺杯太热，也使转杯纺纱机对一些低熔点纤维的适纺性变差。用户不得不降低纺杯的速度以使他们的转杯纺纱机能纺那些低熔点的纤维。按照国内用量最大的纺杯采用直接轴承的转杯纺纱机，图5和图6给了一种半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于转杯纺纱机纺杯轴承的实施例。其中前减震套32与轴承套6结合成一体，在安装时一起插入纺杯座34。在插入的过程中，轴承套6先穿过预先从一个开口放在纺杯座34内的传冷夹53，再穿入已经就位的后减震套33。散热片1在向下压紧半导体制冷片2的同时也保持着与纺杯座34的某些平面的密切接触，这样纺杯座34就与散热片1共同起到散热的作用。在这种半导体制冷技术降低轴承温度的装置应用于转杯纺纱机纺杯轴承的实施例中，半导体制冷片2经过传冷夹53和轴承套6将纺杯轴承4在工作中所产生的热量吸出来，再在电能的作用下送到半导体制冷片2的热面，最后，半导体制冷片2的热面上的热量经散热片1和纺杯座34散发到周围环境中。

Claims (4)

1、一种用半导体制冷技术降低轴承温度的装置，包括一受控制器(3)控制和电源供电的半导体制冷片(2)，该半导体制冷片(2)的热面密切地装有散热片(1)，其特征在于该半导体制冷片(2)的冷面固设一与所述轴承(4)密切结合的传冷结构(5)。
2、根据权利要求1所述的半导体制冷技术降低轴承温度的装置，其特征在于所述的传冷结构(5)为一与轴承(4)密切结合的传冷套(51)。
3、根据权利要求1所述的半导体制冷技术降低轴承温度的装置，其特征在于所述的传冷结构(5)为一与轴承(4)密切结合的传冷芯轴(52)。
4、根据权利要求1所述的半导体制冷技术降低轴承温度的装置，其特征在于所述的传冷结构(5)为一传冷夹(53)，它与轴承套(6)密切结合在一起。
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