專利名稱：高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的制作方法
高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電機(jī)附屬配件技術(shù)領(lǐng)域，是一種高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
使用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的電機(jī)因不需要外界循環(huán)油系統(tǒng)，具有初期設(shè)備資金投入少，安裝維護(hù)方便，操作及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在公知的技術(shù)中，電機(jī)使用的自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承依靠和軸一起旋轉(zhuǎn)的油環(huán)將軸承箱內(nèi)自身儲(chǔ)存的潤(rùn)滑油帶入軸與軸瓦之間的間隙起潤(rùn)滑作用。軸瓦與軸之間摩擦產(chǎn)生的熱量主要靠軸承座與自然環(huán)境中的空氣的對(duì)流熱交換散出。受軸承座材料、結(jié)構(gòu)的限制，軸承產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散出，造成潤(rùn)滑油高溫變質(zhì)，軸瓦溫度高，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致軸承抱死。受油環(huán)的結(jié)構(gòu)限制，油環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)油環(huán)表面附著的潤(rùn)滑油在離心力作用下甩出油環(huán)，造成油環(huán)帶入軸與軸瓦之間間隙的油量過(guò)少，軸承潤(rùn)滑不良，軸承運(yùn)行溫度高。受電機(jī)內(nèi)風(fēng)路負(fù)壓的影響，軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油容易被抽吸到電機(jī)內(nèi)部，造成電機(jī)內(nèi)部線圈被污染，絕緣性能降低， 軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油減少，軸承缺少潤(rùn)滑油導(dǎo)致軸瓦溫度高，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致軸承抱死。以上情況對(duì)高轉(zhuǎn)速、大功率電機(jī)尤為嚴(yán)重。現(xiàn)有技術(shù)中雖然對(duì)軸承采取強(qiáng)制風(fēng)冷，加強(qiáng)軸承密封等措施，但效果仍不太理想。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種滿足高轉(zhuǎn)速、大功率電機(jī)使用的自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分利用熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射傳熱的并解決軸承的負(fù)壓漏油問(wèn)題。
技術(shù)方案一種高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承,包括軸承箱、軸瓦、油環(huán)和注油孔及密封結(jié)構(gòu)，其中，軸承箱包括上、下兩部分殼體，上、下兩部分殼體內(nèi)部均設(shè)置油腔， 其中下部分殼體內(nèi)的油腔為D形大油腔結(jié)構(gòu)，并在下部分殼體外側(cè)壁設(shè)置有散熱片；下部殼體內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有軸瓦內(nèi)支撐和軸瓦外支撐，兩支撐之間形成獨(dú)立空腔，所述軸瓦內(nèi)支撐的內(nèi)側(cè)和軸瓦外支撐的外側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)空腔和外空腔，所述內(nèi)空腔和外空腔在遠(yuǎn)離油環(huán)處分別與獨(dú)立空腔底部連通。內(nèi)空腔和外空腔分別與獨(dú)立空腔構(gòu)成循環(huán)回路進(jìn)行熱交換，通過(guò)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(dǎo)作用使軸瓦內(nèi)外側(cè)端泄的高溫潤(rùn)滑油通過(guò)軸承座散熱，降溫后的潤(rùn)滑油依靠潤(rùn)滑油的自然對(duì)流沉入軸承箱底部，并根據(jù)連通器原理進(jìn)入油環(huán)帶油區(qū)域。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可避免軸瓦內(nèi)外側(cè)端泄的高溫潤(rùn)滑油直接被油環(huán)帶入軸與軸瓦之間的潤(rùn)滑間隙，確保油環(huán)為軸瓦所供潤(rùn)滑油為低溫潤(rùn)滑油，從而降低軸承溫度。
利用D型結(jié)構(gòu)增大了軸承箱外側(cè)的散熱面積，同時(shí)散熱片可加強(qiáng)軸承箱外側(cè)散熱能力。散熱片最好設(shè)置成豎向?qū)l結(jié)構(gòu)，D型結(jié)構(gòu)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(cè)面中部的流速，提高軸承箱的對(duì)流散熱能力。D型結(jié)構(gòu)軸承箱的凸面形狀也提高了熱輻射散熱能力。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(qiáng)度鋁合金整體鑄造。利用鋁合金優(yōu)異的熱傳導(dǎo)能力，降低軸承箱內(nèi)外部的溫差，從而提高軸承的冷卻效率。
在所述內(nèi)空腔內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有空氣腔，空氣腔的內(nèi)、外側(cè)壁分別通過(guò)環(huán)形的浮動(dòng)密封圈與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接，兩道浮動(dòng)密封圈之間的空氣腔下方鑄造有通道通到電機(jī)外側(cè)大氣連通。軸承箱軸瓦支撐、軸瓦、軸與軸瓦側(cè)的浮動(dòng)密封圈之間的空腔為封閉空腔，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部的負(fù)壓對(duì)軸承產(chǎn)生抽吸作用時(shí)，最內(nèi)側(cè)的一道浮動(dòng)密封圈起足夠的密封性能，假如電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行后最內(nèi)側(cè)的浮動(dòng)密封圈有輕微磨損后，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部的負(fù)壓作用于兩道浮動(dòng)密封圈之間的空腔，由于該空氣腔與電機(jī)外側(cè)大氣直接相通，負(fù)壓抽吸的氣體均來(lái)自大氣環(huán)境，空氣腔處的負(fù)壓基本為零，仍可保證軸瓦側(cè)的浮動(dòng)密封圈的密封性能。軸承箱軸瓦支撐、軸瓦、軸與軸瓦側(cè)的浮動(dòng)密封圈之間的空腔為封閉空腔，根據(jù)等質(zhì)量等溫氣體膨脹原理，當(dāng)電機(jī)負(fù)壓對(duì)抽吸封閉空腔產(chǎn)生抽吸作用時(shí)，封閉空腔內(nèi)氣體體積變大，封閉空腔內(nèi)壓強(qiáng)減小，自然會(huì)對(duì)電機(jī)負(fù)壓產(chǎn)生抵消作用，可避免空腔內(nèi)的油霧穿過(guò)密封圈吸入電機(jī)內(nèi)部。 按照上述方案制作的密封結(jié)構(gòu)可確保軸承無(wú)漏油隱患。
所述油環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上均布有多個(gè)盲孔，油環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)油環(huán)底部浸入油池，盲孔內(nèi)的空間會(huì)充滿潤(rùn)滑油，并且在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中因盲孔的容納作用，盲孔內(nèi)的潤(rùn)滑油不會(huì)被離心力甩離油環(huán)，當(dāng)盲孔的位置位于軸正上方時(shí)，在重力作用下部分潤(rùn)滑油克服離心力落在軸表面，并隨旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)入潤(rùn)滑間隙。在公知的技術(shù)中，油環(huán)內(nèi)表面為光滑圓柱表面， 油環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)存在油環(huán)表面附著的潤(rùn)滑油被離心力甩離油環(huán)的問(wèn)題，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決了該問(wèn)題，增大了軸瓦供油量，降低了軸承溫度。


圖I是本發(fā)明滑動(dòng)軸承的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I的油環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的B-B剖面旋轉(zhuǎn)放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)I為軸承箱，1-1為散熱片，1-2為軸瓦內(nèi)支撐，1-3為軸瓦外支撐，1-4為獨(dú)立內(nèi)腔，1-5為內(nèi)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(huán)，3-1 盲孔，4為電機(jī)轉(zhuǎn)軸，5為內(nèi)側(cè)(最內(nèi)側(cè))浮動(dòng)密封圈之一，6為內(nèi)側(cè)浮動(dòng)密封圈之二，7為液面。
具體實(shí)施方式
參看圖I和圖2，本發(fā)明滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)包括軸承箱I、軸瓦2、油環(huán)3、電機(jī)轉(zhuǎn)軸4、浮動(dòng)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(qiáng)度航空鋁合金整體鑄造出D形大油腔結(jié)構(gòu)，外側(cè)豎向鑄造有散熱片1-1。利用D型結(jié)構(gòu)增大了軸承箱I外側(cè)的散熱面積，同時(shí)散熱片1-1可加強(qiáng)軸承箱外側(cè)散熱能力。D型結(jié)構(gòu)軸承箱I可加強(qiáng)軸承箱的對(duì)流、輻射散熱能力，降低軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油的溫度。軸承箱I內(nèi)部鑄造有用于支撐軸瓦的軸瓦內(nèi)側(cè)支撐1-2，軸瓦外側(cè)支撐1-3，軸瓦2安裝在兩個(gè)支撐上。軸瓦內(nèi)側(cè)支撐1-2，軸瓦外側(cè)支撐1-3與軸承箱I兩側(cè)的壁板圍成一個(gè)獨(dú)立空腔1-4，該獨(dú)立空腔通過(guò)軸瓦內(nèi)側(cè)支撐 1-2，軸瓦外側(cè)支撐1-3下方鑄造的通孔分別與軸承箱I內(nèi)空腔1-5和外空腔1-6相通。軸瓦2中間安裝有油環(huán)3，油環(huán)3的下方的一部分浸入空腔1-4的潤(rùn)滑油中，油環(huán)3上內(nèi)表面加工有一定數(shù)量的盲孔3-1，以增加油環(huán)3為電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的供油量。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)時(shí)， 油環(huán)3隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸4 一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)表面及盲孔附帶部分潤(rùn)滑油進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)軸4與軸瓦2之間的潤(rùn)滑間隙起潤(rùn)滑作用，軸瓦2兩側(cè)端泄的高溫潤(rùn)滑油流入軸瓦內(nèi)側(cè)支撐1-2旁邊的內(nèi)空腔1-5和軸瓦外側(cè)支撐1-3旁邊的外空腔1-6中，并得到高效冷卻。獨(dú)立空腔1-4內(nèi)的潤(rùn)滑油因油環(huán)3將部分潤(rùn)滑油帶到轉(zhuǎn)軸上，液面降低，根據(jù)連通器原理，內(nèi)空腔1-5和外空腔1-6內(nèi)經(jīng)過(guò)冷卻的潤(rùn)滑油通過(guò)軸瓦內(nèi)側(cè)支撐1-2，軸瓦外側(cè)支撐1-3下方的通孔進(jìn)入獨(dú)立空腔1-4，由此可確保油環(huán)3為電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的所供潤(rùn)滑油為經(jīng)過(guò)冷卻的低溫潤(rùn)滑油，降低軸瓦溫度。在所述內(nèi)空腔1-5內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有空氣腔1-8，空氣腔的兩側(cè)壁分別為浮動(dòng)密封圈5和6，空氣腔1-8通過(guò)軸承箱I底部鑄造的通氣道1-7與外界大氣相通，當(dāng)軸承箱 I內(nèi)側(cè)受電機(jī)內(nèi)部負(fù)壓抽吸時(shí)，浮動(dòng)密封圈5起首道密封作用，假如浮動(dòng)密封圈5長(zhǎng)期使用有輕微磨損時(shí)，外界大氣的空氣通過(guò)通氣道進(jìn)入空氣腔1-8，補(bǔ)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(dòng)密封圈6不受負(fù)壓影響，確保浮動(dòng)密封圈 6的密封效果，并且浮動(dòng)密封圈6旁邊的空氣腔1-8為電機(jī)轉(zhuǎn)軸4、軸瓦2、軸承箱I、浮動(dòng)密封圈6形成的封閉空腔，當(dāng)浮動(dòng)密封圈6受負(fù)壓抽吸時(shí)，空氣腔1-8內(nèi)的空氣為等溫等體積膨脹，空氣腔1-8內(nèi)的壓力變小，自然產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓以抵消電機(jī)內(nèi)部負(fù)壓，確?？諝馇?-8 內(nèi)的油霧不被吸入電機(jī)內(nèi)部。權(quán)利要求
1.一種高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，包括軸承箱、軸瓦、油環(huán)和注油孔及密封結(jié)構(gòu)，其特征是軸承箱包括上、下兩部分殼體，上、下兩部分殼體內(nèi)部均設(shè)置油腔，其中下部分殼體內(nèi)的油腔為D形大油腔結(jié)構(gòu)，并在下部分殼體外側(cè)壁設(shè)置有散熱片；下部殼體內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有軸瓦內(nèi)支撐和軸瓦外支撐，兩支撐之間形成獨(dú)立空腔，所述軸瓦內(nèi)支撐的內(nèi)側(cè)和軸瓦外支撐的外側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)空腔和外空腔，所述內(nèi)空腔和外空腔在遠(yuǎn)離油環(huán)處分別與獨(dú)立空腔底部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，其特征是所述軸承箱的上、下兩部分殼體采用高強(qiáng)度鋁合金整體鑄造。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，其特征是散熱片設(shè)置成豎向?qū)l結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，其特征是在所述內(nèi)空腔內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有空氣腔，該空氣腔由通氣道與大氣連通，空氣腔的內(nèi)、外側(cè)壁分別通過(guò)環(huán)形的浮動(dòng)密封圈與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，其特征是所述油環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上均布有多個(gè)盲孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速大功率電機(jī)用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。其軸承箱采取D形大油腔結(jié)構(gòu)，油腔外圍鑄造有散熱片。軸承箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可避免軸瓦內(nèi)外側(cè)端泄的高溫潤(rùn)滑油直接被油環(huán)帶入軸與軸瓦之間的潤(rùn)滑間隙，確保油環(huán)為軸瓦所供潤(rùn)滑油為進(jìn)過(guò)高效冷卻后的低溫潤(rùn)滑油，從而降低軸承溫度。油環(huán)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)可加大軸承潤(rùn)滑油量，加強(qiáng)軸瓦的潤(rùn)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(shí)補(bǔ)充被軸承箱局部被抽吸的空氣。軸承箱內(nèi)部局部密封空腔，充分利用氣體等溫等體積膨脹時(shí)自然形成的局部負(fù)壓抵消電機(jī)內(nèi)部負(fù)壓，可確?；瑒?dòng)軸承無(wú)漏油隱患。該結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承具有設(shè)計(jì)合理，軸承散熱能力強(qiáng)，潤(rùn)滑可靠，密封性能好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K5/167GK102983663SQ20121050276
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者張運(yùn)生, 陳建軍, 喬建偉, 李叢德, 曲振業(yè), 田儒彰, 杜振坤, 來(lái)海豐 申請(qǐng)人:南陽(yáng)防爆集團(tuán)股份有限公司