高速大功率電機用自潤滑滑動軸承制造技術

本實用新型專利技術公開了一種高速大功率電機用自潤滑滑動軸承。其軸承箱采取D形大油腔結構，油腔外圍鑄造有散熱片。軸承箱內部的結構可避免軸瓦內外側端泄的高溫潤滑油直接被油環帶入軸與軸瓦之間的潤滑間隙，確保油環為軸瓦所供潤滑油為進過高效冷卻后的低溫潤滑油，從而降低軸承溫度。油環的改進結構可加大軸承潤滑油量，加強軸瓦的潤滑，降低軸瓦的摩擦損耗。軸承箱鑄造有空氣通道使軸承箱外界的氣體能及時補充被軸承箱局部被抽吸的空氣。軸承箱內部局部密封空腔，充分利用氣體等溫等體積膨脹時自然形成的局部負壓抵消電機內部負壓，可確保滑動軸承無漏油隱患。該結構滑動軸承具有設計合理，軸承散熱能力強，潤滑可靠，密封性能好等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電機附屬配件
，是一種高速大功率電機用自潤滑滑動軸承結構。
技術介紹
使用自潤滑滑動軸承的電機因不需要外界循環油系統，具有初期設備資金投入少，安裝維護方便，操作及運行狀態監控簡便的優點，因此在現代工業中得到了廣泛的應用。在公知的技術中，電機使用的自潤滑滑動軸承依靠和軸一起旋轉的油環將軸承箱內自身儲存的潤滑油帶入軸與軸瓦之間的間隙起潤滑作用。軸瓦與軸之間摩擦產生的熱量主要靠軸承座與自然環境中的空氣的對流熱交換散出。受軸承座材料、結構的限制，軸承產生的熱量無法及時散出，造成潤滑油高溫變質，軸瓦溫度高，嚴重時導致軸承抱死。受油環的結構限制，油環高速旋轉時油環表面附著的潤滑油在離心力作用下甩出油環，造成油環帶入軸與軸瓦之間間隙的油量過少，軸承潤滑不良，軸承運行溫度高。受電機內風路負壓的影響，軸承箱內的潤滑油容易被抽吸到電機內部，造成電機內部線圈被污染，絕緣性能降低，軸承箱內的潤滑油減少，軸承缺少潤滑油導致軸瓦溫度高，嚴重時導致軸承抱死。以上情況對高轉速、大功率電機尤為嚴重。現有技術中雖然對軸承采取強制風冷，加強軸承密封等措施，但效果仍不太理想。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種滿足高轉速、大功率電機使用的自潤滑滑動軸承，采取合理的結構設計充分利用熱傳導、熱對流、熱輻射傳熱的并解決軸承的負壓漏油問題。技術方案:一種高速大功率電機用自潤滑滑動軸承,包括軸承箱、軸瓦、油環和注油孔及密封結構，其中，軸承箱包括上、下兩部分殼體，上、下兩部分殼體內部均設置油腔，其中下部分殼體內的油腔為D形大油腔結構，并在下部分殼體外側壁設置有散熱片；下部殼體內側分別設置有軸瓦內支撐和軸瓦外支撐，兩支撐之間形成獨立空腔，所述軸瓦內支撐的內側和軸瓦外支撐的外側分別設置有內空腔和外空腔，所述內空腔和外空腔在遠離油環處分別與獨立空腔底部連通。內空腔和外空腔分別與獨立空腔構成循環回路進行熱交換，通過下部分殼體及其散熱片將熱量散出。軸承座利用軸瓦支撐的隔離及引導作用使軸瓦內外側端泄的高溫潤滑油通過軸承座散熱，降溫后的潤滑油依靠潤滑油的自然對流沉入軸承箱底部，并根據連通器原理進入油環帶油區域。該結構設計可避免軸瓦內外側端泄的高溫潤滑油直接被油環帶入軸與軸瓦之間的潤滑間隙，確保油環為軸瓦所供潤滑油為低溫潤滑油，從而降低軸承溫度。利用D型結構增大了軸承箱外側的散熱面積，同時散熱片可加強軸承箱外側散熱能力。散熱片最好設置成豎向導條結構，D型結構軸承箱可利用空氣受熱后的自然浮力，提高空氣從軸承箱底部到側面中部的流速，提高軸承箱的對流散熱能力。D型結構軸承箱的凸面形狀也提高了熱輻射散熱能力。通過以上結構設計，提高了軸承的冷卻效率。所述軸承箱的上、下兩部分殼體采用高強度鋁合金整體鑄造。利用鋁合金優異的熱傳導能力，降低軸承箱內外部的溫差，從而提高軸承的冷卻效率。在所述內空腔內側壁的內側還設置有空氣腔，空氣腔的內、外側壁分別通過環形的浮動密封圈與電機轉軸連接，兩道浮動密封圈之間的空氣腔下方鑄造有通道通到電機外側大氣連通。軸承箱軸瓦支撐、軸瓦、軸與軸瓦側的浮動密封圈之間的空腔為封閉空腔，當電機內部的負壓對軸承產生抽吸作用時，最內側的一道浮動密封圈起足夠的密封性能，假如電機長期運行后最內側的浮動密封圈有輕微磨損后，當電機內部的負壓作用于兩道浮動密封圈之間的空腔，由于該空氣腔與電機外側大氣直接相通，負壓抽吸的氣體均來自大氣環境，空氣腔處的負壓基本為零，仍可保證軸瓦側的浮動密封圈的密封性能。軸承箱軸瓦支撐、軸瓦、軸與軸瓦側的浮動密封圈之間的空腔為封閉空腔，根據等質量等溫氣體膨脹原理，當電機負壓對抽吸封閉空腔產生抽吸作用時，封閉空腔內氣體體積變大，封閉空腔內壓強減小，自然會對電機負壓產生抵消作用，可避免空腔內的油霧穿過密封圈吸入電機內部。按照上述方案制作的密封結構可確保軸承無漏油隱患。所述油環的內側壁上均布有多個盲孔，油環高速旋轉時當油環底部浸入油池，盲孔內的空間會充滿潤滑油，并且在高速旋轉過程中因盲孔的容納作用，盲孔內的潤滑油不會被離心力甩離油環，當盲孔的位置位于軸正上方時，在重力作用下部分潤滑油克服離心力落在軸表面，并隨旋轉軸進入潤滑間隙。在公知的技術中，油環內表面為光滑圓柱表面，油環高速旋轉時存在油環表面附著的潤滑油被離心力甩離油環的問題，本結構設計解決了該問題，增大了軸瓦供油量，降低了軸承溫度。附圖說明圖1是本技術滑動軸承的剖面結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖面結構示意圖；圖3是圖1的油環結構示意圖；圖4是圖3的B-B剖面旋轉放大結構示意圖。圖中標號I為軸承箱，1-1為散熱片，1-2為軸瓦內支撐，1-3為軸瓦外支撐，1-4為獨立內腔，1-5為內空腔，1-6為外空腔，1-7為通氣道，1-8空氣腔，2為軸瓦，3為油環，3-1盲孔，4為電機轉軸，5為內側(最內側)浮動密封圈之一，6為內側浮動密封圈之二，7為液面。具體實施方式參看圖1和圖2，本技術滑動軸承的結構包括軸承箱1、軸瓦2、油環3、電機轉軸4、浮動密封圈5和6。其中，軸承箱I為上、下部分殼體，下部分殼體采用采用高強度航空鋁合金整體鑄造出D形大油腔結構，外側豎向鑄造有散熱片1-1。利用D型結構增大了軸承箱I外側的散熱面積，同時散熱片1-1可加強軸承箱外側散熱能力。D型結構軸承箱I可加強軸承箱的對流、輻射散熱能力，降低軸承箱內潤滑油的溫度。軸承箱I內部鑄造有用于支撐軸瓦的軸瓦內側支撐1-2，軸瓦外側支撐1-3，軸瓦2安裝在兩個支撐上。軸瓦內側支撐1-2，軸瓦外側支撐1-3與軸承箱I兩側的壁板圍成一個獨立空腔1-4，該獨立空腔通過軸瓦內側支撐1-2，軸瓦外側支撐1-3下方鑄造的通孔分別與軸承箱I內空腔1-5和外空腔1-6相通。軸瓦2中間安裝有油環3，油環3的下方的一部分浸入空腔1-4的潤滑油中，油環3上內表面加工有一定數量的盲孔3-1，以增加油環3為電機轉軸4的供油量。當電機轉軸4旋轉時，油環3隨電機轉軸4 一起旋轉，內表面及盲孔附帶部分潤滑油進入電機轉軸4與軸瓦2之間的潤滑間隙起潤滑作用，軸瓦2兩側端泄的高溫潤滑油流入軸瓦內側支撐1-2旁邊的內空腔1-5和軸瓦外側支撐1-3旁邊的外空腔1-6中，并得到高效冷卻。獨立空腔1-4內的潤滑油因油環3將部分潤滑油帶到轉軸上，液面降低，根據連通器原理，內空腔1-5和外空腔1-6內經過冷卻的潤滑油通過軸瓦內側支撐1-2，軸瓦外側支撐1-3下方的通孔進入獨立空腔1-4，由此可確保油環3為電機轉軸4的所供潤滑油為經過冷卻的低溫潤滑油，降低軸瓦溫度。在所述內空腔1-5內側壁的內側還設置有空氣腔1-8，空氣腔的兩側壁分別為浮動密封圈5和6，空氣腔1-8通過軸承箱I底部鑄造的通氣道1-7與外界大氣相通，當軸承箱I內側受電機內部負壓抽吸時，浮動密封圈5起首道密封作用，假如浮動密封圈5長期使用有輕微磨損時，外界大氣的空氣通過通氣道進入空氣腔1-8，補償該處被抽吸的空氣，可保證空氣腔1-8處的氣壓近似為零，從而可確保浮動密封圈6不受負壓影響，確保浮動密封圈6的密封效果，并且浮動密封圈6旁邊的空氣腔1-8為電機轉軸4、軸瓦2、軸承箱1、浮動密封圈6形成的封閉空腔，當浮動密封圈6受負壓抽吸時，空氣腔1-8內的空氣為等溫等體積膨脹，空氣腔1-8內的壓力變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高速大功率電機用自潤滑滑動軸承，包括軸承箱、軸瓦、油環和注油孔及密封結構，其特征是：軸承箱包括上、下兩部分殼體，上、下兩部分殼體內部均設置油腔，其中下部分殼體內的油腔為D形大油腔結構，并在下部分殼體外側壁設置有散熱片；下部殼體內側分別設置有軸瓦內支撐和軸瓦外支撐，兩支撐之間形成獨立空腔，所述軸瓦內支撐的內側和軸瓦外支撐的外側分別設置有內空腔和外空腔，所述內空腔和外空腔在遠離油環處分別與獨立空腔底部連通。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張運生，陳建軍，喬建偉，李叢德，曲振業，田儒彰，杜振坤，來海豐，
申請(專利權)人：南陽防爆集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：河南;41