CN220307052U - 一种具有调心结构的卧式潜油电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有调心结构的卧式潜油电机，包括电机壳和位于所述电机壳内部的电机转轴，所述电机壳的内表面固定有定子铁芯，所述电机转轴的外周安装有多个与所述定子铁芯套装配合的磁钢部件，相邻两所述磁钢部件之间安装有球面调心轴承，所述球面调心轴承的内圈固定在所述电机转轴上，所述球面调心轴承的外圈装配在所述定子铁芯内；在各个小转子部件之间通过增加具有调心结构的轴承实现径向载荷的均匀承载，调心轴承工作时利用凹面轴承支撑架适量的活动范围进行调整，凹面轴承支撑架通过与凸面轴承的球面配合移动来调整径向位移尺寸，从而保证电机的多级分散的轴承能够同时承载径向载荷。

Description

一种具有调心结构的卧式潜油电机

技术领域

本实用新型涉及卧式潜油电机，尤其涉及一种具有调心结构的卧式潜油电机。

背景技术

潜油电机作为潜油螺杆泵的动力源，应用范围随着油田开发的逐步深入而逐渐扩大，在稠油、含砂、水平井、大斜度井、低产量井所占比例日益增大,传统的游梁抽油机由于油稠、含砂会出现卡泵、卡杆、泵磨损、抽油杆断脱等情况,且由于自身结构原因在这些工况环境中不适用。潜油电机直驱螺杆泵的市场逐渐稳步拓展，作为螺杆泵的动力输出设备，潜油电机的可靠性显得尤为重要。潜油电机为长径比较大的特种电机，其长径比接近100:1。

目前，潜油电机主要的工作方式为立式使用，电机在工作过程中由于重力的作用，潜油电机潜入油井中立式竖直工作，电机在工作运转过程中轴承承受较小的径向载荷，主要作为扶正功能的轴承使用，因为电机具有较大的长径比，电机为细长结构，工作过程中因为径向载荷小因而磨损较小，因此多采用普通的铜基滑动轴承，其结构与加工工艺简单。为了适应电机较大长径比的结构，轴承在电机立式工作过程中多级分散使用，平均分散承载电机旋转时产生的径向力，电机运行可靠平稳，一般潜油电机的长度可达7m-8m，即需要至少15个轴承进行配合使用。但是，当电机的工装状态发生改变，潜油电机在卧式或倾斜式状态下运转工作时，轴承承受了较大的径向载荷，并且因为电机长径比较大，电机整体受支撑点的不固定性可能会引起电机局部有微量的变形，其轴承部件在工作时无法确保所有轴承同时承受载荷，分散的多级轴承同时承受径向载荷的可能性较小，导致部分轴承在工作时承载较大的径向载荷，承受载荷较大的轴承引起磨损增大而损坏，从而引起电机的不可靠运转。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于承载电机在卧式或倾斜状态下可确保多级轴承承载时能够均匀承受载荷的具有调心结构的卧式潜油电机。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有调心结构的卧式潜油电机，包括电机壳和位于所述电机壳内部的电机转轴，所述电机壳的内表面固定有定子铁芯，所述电机转轴的外周安装有多个与所述定子铁芯套装配合的磁钢部件，相邻两所述磁钢部件之间安装有球面调心轴承，所述球面调心轴承的内圈固定在所述电机转轴上，所述球面调心轴承的外圈装配在所述定子铁芯内。

作为优选的技术方案，所述球面调心轴承包括位于内圈的凸面轴承和位于外圈的凹面轴承支撑架，所述凸面轴承与所述凹面轴承支撑架之间球面配合，所述凸面轴承通过键固定在所述电机转轴上，所述凹面轴承支撑架安装在所述定子铁芯的内周，所述凸面轴承的两侧端面超出所述凹面轴承支撑架的两侧端面在所述凹面轴承支撑架的两侧端面分别形成有调心间隙。

作为优选的技术方案，所述调心间隙为0.5mm-1.5mm。

作为优选的技术方案，所述凸面轴承的两侧端面与所述磁钢部件之间设有轴承缓冲垫，所述轴承缓冲垫的外圈延伸至所述凹面轴承支撑架的侧端面。

作为优选的技术方案，所述磁钢部件包括固定在所述电机转轴外周的磁钢衬套，所述磁钢衬套的外周固定有转子磁钢，所述磁钢衬套和所述转子磁钢的两端分别安装有磁钢定位块。

作为优选的技术方案，所述凸面轴承与所述凹面轴承支撑架之间的球面上设有润滑装置。

作为优选的技术方案，所述润滑装置包括设于所述凸面轴承外表面上的润滑环槽，所述润滑环槽内安装有干摩擦润滑剂。

作为优选的技术方案，所述干摩擦润滑剂为压装在所述润滑环槽内的石墨浸渍锑合金，所述石墨浸渍锑合金的外表面为与所述凹面轴承支撑架对应接触的弧形表面。

作为优选的技术方案，所述润滑环槽的开设方向与所述凸面轴承的轴线方向垂直。

由于采用了上述技术方案，一种具有调心结构的卧式潜油电机，包括电机壳和位于所述电机壳内部的电机转轴，所述电机壳的内表面固定有定子铁芯，所述电机转轴的外周安装有多个与所述定子铁芯套装配合的磁钢部件，相邻两所述磁钢部件之间安装有球面调心轴承，所述球面调心轴承的内圈固定在所述电机转轴上，所述球面调心轴承的外圈装配在所述定子铁芯内；本实用新型的有益效果是：由于潜油电机为特殊的细长型结构，主要有多个小转子部件组合而成为转子部装件，在各个小转子部件之间通过增加具有调心结构的轴承实现径向载荷的均匀承载，调心轴承工作时利用凹面轴承支撑架适量的活动范围进行调整，凹面轴承支撑架通过与凸面轴承的球面配合移动来调整径向位移尺寸，从而保证电机的多级分散的轴承能够同时承载径向载荷。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构原理图；

图2是图1中I处的放大示意图；

图中：1-电机壳；2-电机转轴；3-定子铁芯；4-凸面轴承；5-凹面轴承支撑架；6-键；7-调心间隙；8-轴承缓冲垫；9-磁钢衬套；10-转子磁钢；11-磁钢定位块；12-石墨浸渍锑合金。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，一种具有调心结构的卧式潜油电机，包括电机壳1和位于所述电机壳1内部的电机转轴2，所述电机壳1的内表面固定有定子铁芯3，所述电机转轴2的外周安装有多个与所述定子铁芯3套装配合的磁钢部件，相邻两所述磁钢部件之间安装有球面调心轴承，所述球面调心轴承的内圈固定在所述电机转轴2上，所述球面调心轴承的外圈装配在所述定子铁芯3内。

所述球面调心轴承包括位于内圈的凸面轴承4和位于外圈的凹面轴承支撑架5，所述凸面轴承4与所述凹面轴承支撑架5之间球面配合，所述凸面轴承4通过键固定在所述电机转轴2上，通过键6连接可实现凸面轴承4旋转时的扭矩传递，所述凹面轴承支撑架5安装在所述定子铁芯3的内周，所述定子铁芯3的内孔作为凹面轴承支撑架5的定位基准，所述凸面轴承4的两侧端面超出所述凹面轴承支撑架5的两侧端面在所述凹面轴承支撑架5的两侧端面分别形成有调心间隙7，所述调心间隙7为0.5mm-1.5mm，在本实施例中，所述调心间隙7为1mm。凹面轴承支撑架5作为球面调心轴承的工作部件，利用左右1mm的间隙空间，通过凹凸轴承的两球面配合进行位移调整。

所述球面调心轴承与所述定子铁芯3之间设有利于所述球面调心轴承装配与调心的轴承游隙，所述轴承游隙为10丝-15丝之间，一方面可以利于所述球面调心轴承由所述定子铁芯3的一端套装装配，另一方面由于所述轴承游隙的存在，为所述凹面轴承支撑架5沿所述凸面轴承4球面的移动提供调整活动间隙。而现有技术中圆柱滚子轴承或推力球轴承等，均为高速轴承，而本装置中电机转轴2运行时仅为几转/分或几十转/分，现有技术中的高速轴承不适用，并且现有技术中的轴承主要为固定轴承，即轴承的外圈采用1丝-2丝的轴承游隙进行固定，但是由于本装置的总体长度可达7m-8m，进行安装时，轴承外圈需要沿着所述定子铁芯3的内周滑动实现装配，因此现有技术中普通轴承无法进行安装，并且此较小的轴承游隙也无法进行球面调整。

所述凸面轴承4的两侧端面与所述磁钢部件之间设有轴承缓冲垫8，所述轴承缓冲垫8的外圈延伸至所述凹面轴承支撑架5的侧端面，所述轴承缓冲垫8作为轴承之间缓冲作用，避免出现装配过定位。

所述磁钢部件包括固定在所述电机转轴2外周的磁钢衬套9，所述磁钢衬套9的外周固定有转子磁钢10，所述磁钢衬套9和所述转子磁钢10的两端分别安装有磁钢定位块11，通过所述磁钢定位块11对所述磁钢衬套9和转子磁钢10进行固定，所述磁钢部件产生的磁场与所述定子铁芯3三相旋转磁场共同作用产生力矩。

所述凸面轴承4与所述凹面轴承支撑架5之间的球面上设有润滑装置，所述润滑装置包括设于所述凸面轴承4外表面上的润滑环槽，所述润滑环槽的开设方向与所述凸面轴承4的轴线方向垂直，所述润滑环槽内安装有干摩擦润滑剂，所述干摩擦润滑剂为压装在所述润滑环槽内的石墨浸渍锑合金12，所述石墨浸渍锑合金12的外表面为与所述凹面轴承支撑架5对应接触的弧形表面。电机在启动过程中临界转速为0时，轴承存在干摩擦的情况，润滑效果较差，容易对轴承造成损坏，在所述凸面轴承4表面增加润滑环槽填充石墨浸渍锑合金12，充分利用石墨材料较好的自润滑性能，确保在轴承缺少润滑介质或润滑效果不良的情况下能够可靠运行。

本装置的工作原理为：

安装时，将磁钢部件由所述电机转轴2的一端套入并沿所述电机转轴2滑动配装至所述电机转轴2的限位端，然后再依次由所述电机转轴2的端部安装轴承缓冲垫8、球面调心轴承等，保持磁钢部件、轴承缓冲垫8、球面调心轴承、轴承缓冲垫8、磁钢部件的顺序依次安装，最后在尾端的磁钢部件处利用定位卡环固定在电机转轴2上；然后将所构成的旋转部件整体装配在所述定子铁芯3内，其中所述球面调心轴承的凹面轴承支撑架5沿着所述定子铁芯3的内表面滑动装配至指定位置后停止；使用时，电机运行产生三相旋转磁场，磁钢部件产生的磁场与三相旋转磁场共同作用产生力矩，驱动所述电机转轴2以及其上安装的凸面轴承4旋转。

由于潜油电机为特殊的细长型结构，主要有多个小转子部件组合而成为转子部装件，在各个小转子部件之间通过增加具有调心结构的轴承实现径向载荷的均匀承载，调心轴承工作时利用凹面轴承支撑架5适量的活动范围进行调整，凹面轴承支撑架5通过与凸面轴承4的球面配合移动来调整径向位移尺寸，从而保证电机的多级分散的轴承能够同时承载径向载荷。

通过本装置可以从根本上解决细长型结构的潜油电机卧式或倾斜工作运行时轴承不能同时承受径向载荷导致轴承磨损的情况，从而提高电机的使用可靠性，延长电机使用寿命；本装置可通过长时间的电机卧式实验进行检验，运行一定时间后对轴承的磨损量进行测量，从而确定轴承的使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种具有调心结构的卧式潜油电机，包括电机壳和位于所述电机壳内部的电机转轴，所述电机壳的内表面固定有定子铁芯，所述电机转轴的外周安装有多个与所述定子铁芯套装配合的磁钢部件，其特征在于：相邻两所述磁钢部件之间安装有球面调心轴承，所述球面调心轴承的内圈固定在所述电机转轴上，所述球面调心轴承的外圈装配在所述定子铁芯内。

2.如权利要求1所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述球面调心轴承包括位于内圈的凸面轴承和位于外圈的凹面轴承支撑架，所述凸面轴承与所述凹面轴承支撑架之间球面配合，所述凸面轴承通过键固定在所述电机转轴上，所述凹面轴承支撑架安装在所述定子铁芯的内周，所述凸面轴承的两侧端面超出所述凹面轴承支撑架的两侧端面在所述凹面轴承支撑架的两侧端面分别形成有调心间隙。

3.如权利要求2所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述调心间隙为0.5mm-1.5mm。

4.如权利要求2所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述凸面轴承的两侧端面与所述磁钢部件之间设有轴承缓冲垫，所述轴承缓冲垫的外圈延伸至所述凹面轴承支撑架的侧端面。

5.如权利要求1所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述磁钢部件包括固定在所述电机转轴外周的磁钢衬套，所述磁钢衬套的外周固定有转子磁钢，所述磁钢衬套和所述转子磁钢的两端分别安装有磁钢定位块。

6.如权利要求2所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述凸面轴承与所述凹面轴承支撑架之间的球面上设有润滑装置。

7.如权利要求6所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述润滑装置包括设于所述凸面轴承外表面上的润滑环槽，所述润滑环槽内安装有干摩擦润滑剂。

8.如权利要求7所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述干摩擦润滑剂为压装在所述润滑环槽内的石墨浸渍锑合金，所述石墨浸渍锑合金的外表面为与所述凹面轴承支撑架对应接触的弧形表面。

9.如权利要求7所述的一种具有调心结构的卧式潜油电机，其特征在于：所述润滑环槽的开设方向与所述凸面轴承的轴线方向垂直。