[發(fā)明專利]一種永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承及該旋轉(zhuǎn)機(jī)械

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910104073.4
• 申請(qǐng)日: 2009-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN101924413A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何君;伍懷秋;何應(yīng)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 何君;伍懷秋;何應(yīng)明
• 主分類號(hào): H02K5/167
• 分類號(hào): H02K5/167;H02K5/173;H02K5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于高速電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子支承，特別涉及用于安裝在交通運(yùn)輸工具——車輛等上的由大容量高速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣制冷機(jī)、空氣壓縮機(jī)等的轉(zhuǎn)子支承，其中轉(zhuǎn)子以例如不小于每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)

大功率、高轉(zhuǎn)速的高速電動(dòng)機(jī)(20kw，60000/min以上)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)問題之一就是軸承設(shè)計(jì)。目前，對(duì)這種大功率、高轉(zhuǎn)速的電機(jī)軸承設(shè)計(jì)一般都考慮采用電磁軸承與滾動(dòng)軸承混合支承的主動(dòng)型磁力軸承支承方式，但這種磁力軸承的電控和制造復(fù)雜，價(jià)格昂貴、可靠性較低，目前還不能商品化；液體滑動(dòng)軸承因電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損失較大和空氣滑動(dòng)軸承的承載力小等原因也受到一定程度的使用限制；采用復(fù)合陶瓷球角接觸球軸承作為這種大功率、高轉(zhuǎn)速的電機(jī)軸承，目前國(guó)內(nèi)還未見相關(guān)報(bào)道。

本發(fā)明提供了一種適用于安裝在交通運(yùn)輸工具上的由高速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣制冷機(jī)、空氣壓縮機(jī)等應(yīng)用的永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承，對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明采用的技術(shù)方案是，考慮到高速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣制冷機(jī)、空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速雖然很高，但外載荷比較均勻，且對(duì)轉(zhuǎn)子系的運(yùn)轉(zhuǎn)精度要求不是很高，因此，設(shè)計(jì)一種對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)精度要求不是很高而可靠性很高、軸承摩擦損失小、運(yùn)行壽命很長(zhǎng)的復(fù)合式軸承，即永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承由此提出；另一方面，由于安裝在交通運(yùn)輸工具上的高速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣制冷機(jī)、空氣壓縮機(jī)工作中無法避免振動(dòng)，以及轉(zhuǎn)子長(zhǎng)時(shí)間工作的各種原因，動(dòng)平衡精度有可能有所破壞，除了要求轉(zhuǎn)子在初始就具有一定的動(dòng)平衡精度外，更為重要的是使軸承要能夠吸收振動(dòng)能量，以保證軸承可靠地工作。因此，采用永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就可以形成對(duì)轉(zhuǎn)子系的彈性支承和工作中的油膜減振，也是本發(fā)明采取的主要技術(shù)方案之一。

本發(fā)明的有益效果是，由于轉(zhuǎn)子系采用永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式轉(zhuǎn)子支承，轉(zhuǎn)子軸被滾滑動(dòng)雙重軸承和永磁卸荷軸承共同支承，電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子軸頸與徑向滑動(dòng)軸承、徑向滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承間的相對(duì)轉(zhuǎn)速下降，摩擦功耗和溫升顯著減小，滾-滑動(dòng)軸承使用壽命提高；另一方面，由于永磁徑-軸向卸荷軸承的作用，轉(zhuǎn)子系被懸浮，這樣，滾動(dòng)軸承運(yùn)行中幾乎僅承受極其輕微的預(yù)載荷，從而使?jié)L滑動(dòng)雙重軸承的使用壽命得以極大提升；再者，浮動(dòng)套與軸承座孔之間形成的彈性支承和油膜減振，還可以吸收轉(zhuǎn)子的振動(dòng)能量。因此，當(dāng)高速電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子在60000r/min以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1是一種作為包括本發(fā)明的轉(zhuǎn)子支承的高速電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的空氣制冷機(jī)實(shí)施例的主視圖。

圖2是本發(fā)明的一種永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承的實(shí)施例的主視圖。

圖3是圖2中的徑向滑動(dòng)軸承的視圖。

圖4是圖2中的徑向永磁卸荷軸承的主視圖。

圖5是圖1中的壓氣葉輪和圖2中的左磁環(huán)護(hù)套端面上設(shè)置的“干氣螺旋密封”槽道的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。圖1表示為一種空氣制冷機(jī)1的主視圖，該制冷機(jī)1由一臺(tái)包括本發(fā)明的永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承5a和5b的電動(dòng)機(jī)4直接驅(qū)動(dòng)。圖1中，空氣制冷機(jī)1在其中部包括一臺(tái)電動(dòng)機(jī)4。電動(dòng)機(jī)4包括轉(zhuǎn)子2和定子3。轉(zhuǎn)子2兩側(cè)安置永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承5a和5b。左端的軸承座6與左水套蓋13組成左冷卻水套，右端的軸承座6與右水套蓋7組成右冷卻水套。釬焊有散熱翅片11的定子外套10與本體12組成定子3的冷卻水套。制冷葉輪15和壓氣葉輪8固定在轉(zhuǎn)子2的兩個(gè)軸端部上。從渦輪機(jī)出口引出部分冷氣進(jìn)入電動(dòng)機(jī)4內(nèi)部冷卻。

圖2表示為上述空氣制冷機(jī)1的永磁與滾滑動(dòng)雙重軸承式電機(jī)轉(zhuǎn)子支承5a和5b。

圖2中，轉(zhuǎn)子2兩端軸頸上的徑向滑動(dòng)軸承23兩端部上嵌套一對(duì)陶瓷球角接觸球軸承19a和19b且呈背對(duì)背安裝方式，球軸承19a旁設(shè)有噴油襯圈I26，球軸承19b旁設(shè)有噴油襯圈II24，碟形彈簧25置于噴油襯圈I26與噴油襯圈II24之間，對(duì)兩球軸承19a和19b實(shí)施定壓預(yù)緊和補(bǔ)償軸向游隙，整體以滑配方式嵌入浮動(dòng)套22內(nèi)，軸位螺釘21限制噴油襯圈II24僅作軸向移動(dòng)，止動(dòng)螺釘20將噴油襯圈I26固定在浮動(dòng)套22內(nèi)。

浮動(dòng)套22的外圓兩端部上各設(shè)有兩道O形橡膠密封圈18，外側(cè)端上設(shè)置軸用彈性擋圈17和擋塊16，限制浮動(dòng)套22軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，使其裝入具有一定配合間隙的左右端軸承座6孔內(nèi)整體處于半浮動(dòng)狀態(tài)，形成彈性支承，總體構(gòu)成轉(zhuǎn)子2兩端對(duì)置、雙向限位的半浮動(dòng)式滾-滑動(dòng)雙重軸承。