[發(fā)明專利]一種軸流渦輪增壓器浮動推力軸承結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710037291.5
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106763153B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申華;周東;周黎;肖永琴;袁小平
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶江增船舶重工有限公司
• 主分類號: F16C17/08
• 分類號: F16C17/08;F16C17/24;F01D25/18;F01D25/12;F01D25/16
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發(fā)明公開了一種軸流渦輪增壓器浮動推力軸承結(jié)構(gòu)，包括軸承殼、軸承座和軸承蓋，支撐于軸承座和軸承蓋的轉(zhuǎn)子軸以及套設(shè)在轉(zhuǎn)子軸上的徑向軸承、推力盤和推力軸承，軸承座與軸承殼固定連接，軸承蓋與軸承座固定連接，徑向軸承安裝在軸承座和軸承蓋內(nèi)，推力軸承和推力盤設(shè)置于軸承蓋和軸承座形成的空腔內(nèi)，所述推力軸承置于軸承蓋和推力盤之間，推力軸承分別與軸承蓋、推力盤和轉(zhuǎn)子軸形成三對軸承副；推力軸承沿徑向設(shè)置有油楔槽，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動時，推力軸承在轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)時通過油膜力的作用帶動推力軸承一起轉(zhuǎn)動，形成浮動推力軸承，使浮動推力軸承以一定的轉(zhuǎn)速跟隨轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，減小浮動推力軸承與軸承蓋、推力盤之間的相對角速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸流渦輪增壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種軸流渦輪增壓器浮動推力軸承結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

渦輪增壓器是典型柴油機配套部件，配合柴油機一起工作，能有效提高柴油機輸出功率。船用增壓器按照進氣方式不同，分為徑/混流增壓器和軸流增壓器兩大類。徑流增壓器的特點是渦輪端進氣方式為徑向進氣，氣動力作用方向主要在渦輪的圓周上，在軸向上的推力分力比較小；而軸流增壓器的特點是渦輪端進氣方式為軸向進氣，氣動力主要的作用方向在軸向，在軸向上的推力非常大，尤其是增壓器在壓比、流量非常大的情況下，甚至達到上萬級。現(xiàn)有技術(shù)中，柴油機要求渦輪增壓器單機匹配功率越來越大，增壓器通常采用軸流結(jié)構(gòu)型式，其軸向的推力達到萬牛級。

隨著現(xiàn)代船用柴油機朝著高功率大密度方向發(fā)展，對增壓器的性能指標(biāo)提出了高效率、高比功率、高可靠性結(jié)構(gòu)等要求。增壓器整機效率η_總是由壓氣機效率η_c、渦輪效率η_T和機械效率η_m組成，即η_總＝η_c*η_T*η_m，其中增壓器機械效率主要指的是軸承系統(tǒng)的效率，合理設(shè)計高效率的軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，是提高整機機械效率的有效措施。在高速大推力軸承-轉(zhuǎn)子中，其效率主要由推力軸承決定，有效降低推力軸承摩擦副的摩擦損失，降低推力軸承副油膜工作溫度，是保證軸承-轉(zhuǎn)子安全可靠、高效率的運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。摩擦副的機械損失功率P_f由摩擦力f和相對線速度v決定，即P_f＝f*v，其中摩擦力f主要由推力決定，相對線速度由軸承摩擦副的相對轉(zhuǎn)速決定，現(xiàn)有技術(shù)中，在高速旋轉(zhuǎn)條件下，一般固定式的推力軸承結(jié)構(gòu)因軸承摩擦副損失大、軸承副油膜工作溫度高，難以滿足增壓器的使用要求。因此，如何設(shè)計一種新型浮動推力軸承結(jié)構(gòu)，有效降低推力軸承摩擦副的摩擦損失，降低推力軸承摩擦副油膜工作溫度，提高軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的工作效率是解決上述問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中固定式推力軸承摩擦副的摩擦損失大，推力軸承副油膜工作溫度高的問題，提供一種新型軸流渦輪增壓器浮動推力軸承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)推力軸承以一定速度跟隨轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動，降低推力軸承與推力盤和軸承蓋的相對角速度，降低軸承副的油膜溫度，減小推力軸承摩擦功率，從而保證渦輪增壓器在重載、高速條件下高效率地運行。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種軸流渦輪增壓器浮動推力軸承結(jié)構(gòu)，包括軸承殼、設(shè)置于軸承殼內(nèi)部的軸承座和軸承蓋，可轉(zhuǎn)動地支撐于軸承座和軸承蓋的轉(zhuǎn)子軸以及套設(shè)在轉(zhuǎn)子軸上的徑向軸承、推力盤和推力軸承，所述軸承座與軸承殼固定連接，軸承蓋與軸承座固定連接，所述徑向軸承固定安裝在軸承座和軸承蓋內(nèi)，所述軸承蓋內(nèi)安裝壓端徑向軸承，軸承座內(nèi)安裝渦端徑向軸承，所述推力軸承和推力盤設(shè)置于軸承蓋和軸承座形成的空腔內(nèi)，所述推力軸承置于軸承蓋和推力盤之間，推力軸承分別與軸承蓋、推力盤和轉(zhuǎn)子軸形成三對軸承副；所述推力軸承沿徑向設(shè)置有油楔槽，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動時，推力軸承在轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)時通過油膜力的作用帶動推力軸承一起轉(zhuǎn)動，形成浮動推力軸承，使浮動推力軸承以一定的轉(zhuǎn)速跟隨轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，減小浮動推力軸承與軸承蓋、推力盤之間的相對角速度。