CN216894808U - 轴承冷却结构及轴承及压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轴承冷却结构及轴承及压缩机及制冷设备。该轴承冷却结构包括壳体、径向衬套和轴向衬套。其中，径向衬套安装在壳体内，径向衬套上开设有径向冷却孔，轴向衬套安装在壳体的一端，轴向衬套上开设有轴端冷却孔。壳体上设置有进液口，壳体内形成有连通进液口和径向冷却孔的径向冷却流道，以及连通进液口和轴端冷却孔的轴向冷却流道。应用本实用新型的技术方案，一方面降低了轴承外圈的温度，保障了流入径向衬套内的冷媒流量，另一方面，轴向形成的油膜，能有效提高轴承主推力面的承载能力，本实用新型的技术方案提高了对于轴承的冷却效果。

Description

轴承冷却结构及轴承及压缩机及制冷设备

技术领域

本实用新型涉及传动部件技术领域，具体而言，涉及一种轴承冷却结构及轴承及压缩机及制冷设备。

背景技术

在商用空调制冷技术领域，轴承一直以来都是制冷行业研究的重点，由于压缩机转子的转速普遍都属于高速轴系，在运转时，轴系所受离心力大，因此要保证轴系运转的稳定性，必须要保证整个循环系统润滑油的温度不能过高，因此如何避免轴承因摩擦急速升温而造成轴系失稳显得尤为重要。

目前，部分压缩机的冷却方式是通过在轴承内圈设导油槽，轴承外圈引进一路润滑油对整个轴系进行冷却，由于大部分转子都属于高速轴，当润滑油进入高速旋转的轴系内腔，由于离心力的作用，会导致轴承有部分面积无法与润滑油接触，从而导致轴承部分面积持续受热，进一步影响轴承的使用寿命和可靠性。还有一部分轴承通过在轴承壳体两端设置浴油箱，浴油箱与冷却输液管路相连，系统外部油路通过冷却输液管将进入轴承内部的油提前进行大幅降温，达到冷却轴承的目的，此类措施要求轴承周边空间较大，且设备繁杂，成本高，并不适用于制冷压缩机。另外传统的轴承，两端并无密封结构，在离心力的作用下润滑油无法长时间对轴承冷却，这导致系统需要量增大，油的耗费增加，短时间的降温无法确保转子体系温度的平衡，一旦体系温度升高，则会影响到转子系统的平稳运行。

此外，为减少二氧化碳的排放量，实现无碳排放，制冷行业都在转型采用新型制冷剂。诸多制冷剂中，新冷媒无疑成了行业的首选目标，然而采用新冷媒制冷剂会存在诸多困难，冷媒沸点比油更低，相同温度下，更容易挥发。冷媒粘度低，同流量的制冷剂，冷媒能提供的油膜厚度要小。

由上述内容可知，现有技术中的轴承还是存在冷却效果不佳的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种轴承冷却结构及轴承及压缩机及制冷设备，以解决现有技术中轴承存在的冷却效果不佳的技术问题。

本实用新型实施方式提供了一种轴承冷却结构，包括：壳体；径向衬套，安装在壳体内，径向衬套上开设有径向冷却孔；轴向衬套，安装在壳体的一端，轴向衬套上开设有轴端冷却孔；壳体上设置有进液口，壳体内形成有连通进液口和径向冷却孔的径向冷却流道，以及连通进液口和轴端冷却孔的轴向冷却流道。

在一个实施方式中，壳体内形成有定位凸台，径向衬套通过定位凸台安装在壳体内。

在一个实施方式中，壳体和径向衬套通过连接件连接在一起。

在一个实施方式中，径向冷却孔为多组，包括第一径向冷却孔组和第二径向冷却孔组，第一径向冷却孔组靠近轴向衬套，第二径向冷却孔组远离轴向衬套。

在一个实施方式中，径向冷却孔还包括第三径向冷却孔组，第三径向冷却孔组位于第一径向冷却孔组和第二径向冷却孔组之间。

在一个实施方式中，径向衬套上形成与分别与第一径向冷却孔组相连通的第一径向环槽，与第二径向冷却孔组相连通的第二径向环槽，与第三径向冷却孔组相连通的第三径向环槽。

在一个实施方式中，径向冷却流道包括第一径向冷却流道、第二径向冷却流道和第三径向冷却流道，第一径向冷却流道与第一径向环槽相连通，第二径向冷却流道与第二径向环槽相连通，第三径向冷却流道与第三径向环槽相连通。

在一个实施方式中，第一径向冷却流道的尺寸大于第二径向冷却流道，第三径向冷却流道的尺寸介于第一径向冷却流道和第二径向冷却流道之间。

在一个实施方式中，第一径向冷却孔组的多个第一径向冷却孔从进液口的方向到远离进液口的方向分布密度逐渐减少；和/或第二径向冷却孔组的多个第二径向冷却孔从进液口的方向到远离进液口的方向分布密度逐渐减少。

在一个实施方式中，径向衬套的内壁沿轴向方向形成有导流槽，导流槽与轴向衬套相连通。

在一个实施方式中，在轴向衬套的推力面上形成有储液槽。

在一个实施方式中，在轴向衬套的推力面上形成有卸油口。

本实用新型还提供了一种轴承，包括轴承冷却结构，轴承冷却结构为上述的轴承冷却结构。

本实用新型还提供了一种压缩机，包括轴承，轴承为上述的轴承。

本实用新型还提供了一种制冷设备，包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。

在上述实施例中，当系统外部的冷媒注入进液口，一部分冷媒经径向冷却流道流入轴承内腔，一部分冷媒经轴向冷却流道通过轴端冷却孔流向轴承主推力面。一方面降低了轴承外圈的温度，保障了流入径向衬套内的冷媒流量，另一方面，轴向形成的油膜，能有效提高轴承主推力面的承载能力，本实用新型的技术方案提高了对于轴承的冷却效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的轴承冷却结构的实施例的剖视结构示意图；

图2是图1的轴承冷却结构的立体结构示意图；

图3是图1的轴承冷却结构的左视结构示意图；

图4是图1的轴承冷却结构的轴向衬套的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

为避免上述技术存在的缺陷，提高轴承的冷却效果及密封性，实现无碳绿色排放，提高轴系的长期有效的稳定运行显得尤为重要。

本实用新型提供了一种轴承冷却结构，该轴承冷却结构包括壳体10、径向衬套20和轴向衬套30。其中，径向衬套20安装在壳体10内，径向衬套20上开设有径向冷却孔，轴向衬套30安装在壳体10的一端，轴向衬套30上开设有轴端冷却孔31。壳体10上设置有进液口17，壳体10内形成有连通进液口17和径向冷却孔的径向冷却流道，以及连通进液口17 和轴端冷却孔31的轴向冷却流道14。

应用本实用新型的技术方案，当系统外部的冷媒注入进液口17，一部分冷媒经径向冷却流道流入轴承内腔，一部分冷媒经轴向冷却流道14通过轴端冷却孔31流向轴承主推力面。一方面降低了轴承外圈的温度，保障了流入径向衬套20内的冷媒流量，另一方面，轴向形成的油膜，能有效提高轴承主推力面的承载能力，本实用新型的技术方案提高了对于轴承的冷却效果。

优选的，如图2所示，在本实施例的技术方案中，进液口17为环向凹槽，环向凹槽的宽度一般为轴承轴向长度的1/5。在使用时，部分液态冷媒沿着环向凹槽底部进入，在充分保证进入径向衬套20内部的冷媒不会汽化的同时，达到对径向衬套20持续降温的目的。可选的，轴端冷却孔31的孔径取轴承直径的1/20。

作为一种优选的实施方式，如图1所示，壳体10内形成有定位凸台 15，径向衬套20通过定位凸台15安装在壳体10内。定位凸台15可以对径向衬套20起到定位安装的效果，提高安装精度。

更为优选的，壳体10和径向衬套20通过连接件16连接在一起。通过连接件16将径向衬套20与壳体10连接在一起，可以防止径向衬套20 相对于壳体10打滑。可选的，连接件16为销钉。壳体10与径向衬套20 通过销钉径向固定，轴向通过壳体10内壁的定位凸台15定位。同时径向衬套20与壳体10通过双销钉进行固定，避免了径向衬套20的转动。轴向衬套30与壳体10通过螺钉连接。

在本实施例的技术方案中，壳体10与径向衬套20通过冷装方式实现过盈配合，装配间隙控制在0.5-2个微米，在保证轴承同心度的同时，提高了轴系的装配精度，进而提高了转子系统的定位精度，保障了轴系运转的可靠性和平稳性。优选的，径向衬套20由若干复合材料组成，可以是超高分子量聚乙烯和/或赛龙和/或聚四氟乙烯，其中最内圈材料为超高分子量聚乙烯，其力学性能相对比其他两种材料最优，复合材料的承载能力一般都高于单一材料，复合材料的构成，提高了轴承的刚度和阻尼，优化了轴承的散热性能。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，径向冷却孔为多组，包括第一径向冷却孔组21和第二径向冷却孔组22，第一径向冷却孔组21 靠近轴向衬套30，第二径向冷却孔组22远离轴向衬套30。一方面，冷媒在衬套内壁分布更加均匀合理，有效的提高了轴承的散热效果，另一方面，提高了轴承主推力面的承载能力。更为优选的，径向冷却孔还包括第三径向冷却孔组23，第三径向冷却孔组23位于第一径向冷却孔组21和第二径向冷却孔组22之间。

由于冷媒易挥发的特性以及不同的运转工况下，轴承的轴向力大小不一，为满足所有工况轴承使用要求，由于轴承主推力面摩擦较多，承受的载荷较大，距离主推力面越近的第一径向冷却孔组21的尺寸大能加快冷媒流入的速度及流量，提供较大的承载力，加快轴承的冷却，避免流入轴承内腔的冷媒由于轴承温度过高而汽化。

优选的，第一径向冷却孔组21底部设在距轴承主推力面距离大约为轴承轴向长度1/5。

如图1所示，径向衬套20上形成与分别与第一径向冷却孔组21相连通的第一径向环槽211，与第二径向冷却孔组22相连通的第二径向环槽 221，与第三径向冷却孔组23相连通的第三径向环槽231。在使用时，第一径向环槽211、第二径向环槽221和第三径向环槽231分别对第一径向冷却孔组21、第二径向冷却孔组22和第三径向冷却孔组23供液。

可选的，第一径向冷却孔组21的孔径大约为第一径向环槽211的内径的3/4，第三径向冷却孔组23的孔径大约为第三径向环槽231的内径的 1/3，第二径向冷却孔组22的孔径大小约为第二径向环槽221的孔径的1/2。

需要说明的是，第一径向冷却孔组21、第二径向冷却孔组22和第三径向冷却孔组23的数量不宜过多，由于径向衬套20为若干复合材料，若孔数量过多，则易引起径向衬套20的破裂，损坏，同时减小了轴承的刚度和阻尼，影响轴承的散热性能，易造成轴系失稳。

优选的，如图1所示，径向冷却流道包括第一径向冷却流道11、第二径向冷却流道12和第三径向冷却流道13，第一径向冷却流道11与第一径向环槽211相连通，第二径向冷却流道12与第二径向环槽221相连通，第三径向冷却流道13与第三径向环槽231相连通。在使用时，第一径向冷却流道11、第二径向冷却流道12和第三径向冷却流道13分别对第一径向环槽211、第二径向环槽221和第三径向环槽231供液。

优选的，第一径向冷却流道11的内孔径一般取12-15mm，第二径向冷却流道12的内径一般比第一径向冷却流道11的内径小2-4mm，第三径向冷却流道13内径一般取值为8-10mm。

在本实用新型的技术方案中，由于壳体10径向端面附有第一径向冷却流道11、第二径向冷却流道12和第三径向冷却流道13，在冷媒流入径向衬套20之前，能提前降低轴承的整体温度，避免了流入径向衬套20的冷媒挥发。

更为优选的，第一径向冷却流道11的尺寸大于第二径向冷却流道12，第三径向冷却流道13的尺寸介于第一径向冷却流道11和第二径向冷却流道12之间。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第一径向冷却孔组21的多个第一径向冷却孔在从进液口17的方向到远离进液口17的方向高度方向上自下而上分布密度逐渐减少；第二径向冷却孔组22的多个第二径向冷却孔从进液口17的方向到远离进液口17的方向在高度方向上自下而上分布密度逐渐减少。

系统外部进入的冷媒，经由壳体10上的第一径向冷却流道11、第二径向冷却流道12和第三径向冷却流道13流入径向衬套20的内壁，为防止冷媒由于轴承温度过高而引起冷媒的汽化，径向衬套20顶部设置较多的第一径向冷却孔组21和第二径向冷却孔组22，便于大量冷媒提前进入径向衬套20内壁，对径向衬套20进行冷却降温，同时能够提供足够的润滑剂对轴承进行润滑，保证轴系的正常运转，减轻轴承的磨损。在遏制冷媒挥发的同时，使轴承内壁的液态冷媒分布更加均匀，进一步的提高了轴承及转子系统的冷却效率。

更为优选的，第一径向环槽211、第二径向环槽221和第三径向环槽231形状类似波纹条状，使流入径向衬套20内圈的冷媒摩擦更小，能量损失最小。

如图2和图3所示，在本实施例的技术方案中，径向衬套20的内壁沿轴向方向形成有导流槽24，导流槽24与轴向衬套30相连通。在使用时，径向衬套20内壁的部分冷媒沿周向流入导流槽24内，导流槽24能够存储部分冷媒，当转子系统发生紧急故障时，导流槽24内的冷媒，能够供给转子系统正常运转所需的润滑剂，在提高轴承承载能力的同时，减小了轴承发生故障时的磨损，提高了轴系的寿命和可靠性。

如图4所示，优选的，在轴向衬套30的推力面上形成有储液槽32。在使用时，部分冷媒顺着导流槽24流入储液槽32，由于轴承主推力面摩擦较大，储液槽32能够在轴向端面形成一层油膜，在提高轴承的轴向承载能力的同时，实现了对轴承的主推力面的大幅降温效果。

更为优选的，在轴向衬套30的推力面上形成有卸油口33。可选的，储液槽32与若干卸油口33相贯通。附有部分残渣碎屑的冷媒经由卸油口 33将轴承内壁的碎屑排出轴承体外，在达到冷却、润滑的同时，还实现了轴承的自动清洁。

本实用新型的技术方案，在使用时，径向衬套20内壁设有若干导流槽24，轴向衬套30端面设有若干储液槽32，储液槽32与若干卸油口33 相贯通，轴承内壁的部分冷媒存储在导流槽24内，给转子系统提供运转所需的润滑液体，在提高轴承承载能力的同时，保障了电机发生故障时转子系统转动的需油量，减小了轴承的磨损，提高了轴系的寿命和可靠性。部分冷媒顺着导流槽24流入储液槽32内，在提高轴承的轴向承载能力的同时，实现了对轴承的主推力面的大幅降温效果，而且附有部分残渣碎屑的冷媒经由卸油口33将轴承内壁的碎屑排出轴承体外，在达到冷却、润滑的同时，还实现了轴承的自动清洁功能。

本实用新型还提供了一种轴承，包括上述的轴承冷却结构。采用上述的轴承冷却结构，可以提高轴承的冷却和润滑效果。

本实用新型还提供了一种压缩机，包括上述的轴承。

本实用新型还提供了一种制冷设备，包括上述的压缩机。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种轴承冷却结构，其特征在于，包括：

壳体(10)；

径向衬套(20)，安装在所述壳体(10)内，所述径向衬套(20)上开设有径向冷却孔；

轴向衬套(30)，安装在所述壳体(10)的一端，所述轴向衬套(30)上开设有轴端冷却孔(31)；

所述壳体(10)上设置有进液口(17)，所述壳体(10)内形成有连通所述进液口(17)和所述径向冷却孔的径向冷却流道，以及连通所述进液口(17)和所述轴端冷却孔(31)的轴向冷却流道(14)。

2.根据权利要求1所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述壳体(10)内形成有定位凸台(15)，所述径向衬套(20)通过所述定位凸台(15)安装在所述壳体(10)内。

3.根据权利要求2所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述壳体(10)和所述径向衬套(20)通过连接件(16)连接在一起。

4.根据权利要求1所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述径向冷却孔为多组，包括第一径向冷却孔组(21)和第二径向冷却孔组(22)，所述第一径向冷却孔组(21)靠近所述轴向衬套(30)，所述第二径向冷却孔组(22)远离所述轴向衬套(30)。

5.根据权利要求4所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述径向冷却孔还包括第三径向冷却孔组(23)，所述第三径向冷却孔组(23)位于所述第一径向冷却孔组(21)和所述第二径向冷却孔组(22)之间。

6.根据权利要求5所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述径向衬套(20)上形成与分别与所述第一径向冷却孔组(21)相连通的第一径向环槽(211)，与所述第二径向冷却孔组(22)相连通的第二径向环槽(221)，与所述第三径向冷却孔组(23)相连通的第三径向环槽(231)。

7.根据权利要求6所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述径向冷却流道包括第一径向冷却流道(11)、第二径向冷却流道(12)和第三径向冷却流道(13)，所述第一径向冷却流道(11)与所述第一径向环槽(211)相连通，所述第二径向冷却流道(12)与所述第二径向环槽(221)相连通，所述第三径向冷却流道(13)与所述第三径向环槽(231)相连通。

8.根据权利要求7所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述第一径向冷却流道(11)的尺寸大于所述第二径向冷却流道(12)，所述第三径向冷却流道(13)的尺寸介于所述第一径向冷却流道(11)和所述第二径向冷却流道(12)之间。

9.根据权利要求4所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述第一径向冷却孔组(21)的多个第一径向冷却孔从所述进液口(17)的方向到远离所述进液口(17)的方向分布密度逐渐减少；

和/或所述第二径向冷却孔组(22)的多个第二径向冷却孔从所述进液口(17)的方向到远离所述进液口(17)的方向分布密度逐渐减少。

10.根据权利要求1所述的轴承冷却结构，其特征在于，所述径向衬套(20)的内壁沿轴向方向形成有导流槽(24)，所述导流槽(24)与所述轴向衬套(30)相连通。

11.根据权利要求1所述的轴承冷却结构，其特征在于，在所述轴向衬套(30)的推力面上形成有储液槽(32)。

12.根据权利要求1所述的轴承冷却结构，其特征在于，在所述轴向衬套(30)的推力面上形成有卸油口(33)。

13.一种轴承，包括轴承冷却结构，其特征在于，所述轴承冷却结构为权利要求1至12中任一项所述的轴承冷却结构。

14.一种压缩机，包括轴承，其特征在于，所述轴承为权利要求13所述的轴承。

15.一种制冷设备，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求14所述的压缩机。

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