[實用新型]一種推力軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720145901.9
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN206647437U
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭遠軍
• 申請（專利權(quán)）人: 郭遠軍
• 主分類號: F16C37/00
• 分類號: F16C37/00;F16C35/02;F03B11/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及軸承裝置領(lǐng)域，尤其涉及及發(fā)電機或電動機推力軸承。

背景技術(shù)

軸承是當代機械設(shè)備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉(zhuǎn)體，降低其運動過程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。按運動元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。

滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。

滑動軸承，是在滑動摩擦下工作的軸承，其軸承支承的軸部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。滑動軸承具有工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲的優(yōu)點，但由于摩擦較大，其軸頸與軸瓦之間通過潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸。在液體潤滑條件下，可以大大減小摩擦損失和表面磨損，同時，油膜還具有一定的吸振能力。另外，為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料。滑動軸承應(yīng)用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護保養(yǎng)及加注潤滑油困難的運轉(zhuǎn)部位。

軸承是用于支撐發(fā)電機、電動機、轉(zhuǎn)輪、飛輪等的必不可少的部件，在用于大型發(fā)電機時，如水輪發(fā)電機，由于水輪發(fā)電機軸承所承接的徑向力和軸向力非常大，其摩擦產(chǎn)熱也非常大，需要特定的冷卻結(jié)構(gòu)對其摩擦面進行降熱。

現(xiàn)有水輪發(fā)電機采用的推力軸承，如圖1所示，包括軸承座a1、軸承蓋a2、推力瓦a3、油泵a4、第一油腔a5、第二油腔a6和冷卻器a7；所述軸承蓋a2蓋合在軸承座a1上，所述推力瓦a3通過螺栓固定在軸承座a1上；所述第一油腔a5為軸承蓋a2與軸承座a1蓋合形成的密封腔；所述第二油腔a6位于第一油腔a5下方，所述第二油腔a6的上腔壁設(shè)有進油道a61和出油道a62，所述第二油腔a6通過進油道a61連通第一油腔a5，所述第二油腔a6內(nèi)安裝冷卻器a7，所述第二油腔a6的冷卻油通過出油道a62由油泵a5導入到推力瓦a3與軸承座a1的間隙內(nèi)，冷卻油流經(jīng)推力摩擦面，從推力瓦a3外徑側(cè)排出到第一油腔a5。

現(xiàn)有水輪發(fā)電機軸承中常用的冷卻器a7，如圖2所示，包括冷卻銅管a71、邊環(huán)流道隔板a72和中心流道隔板a73，冷卻銅管a71貫穿邊環(huán)流道隔板a72和中心流道隔板a73；如圖3所示，所述邊環(huán)流道隔板a72的環(huán)邊與第二油腔a6的腔壁之間為用于流過冷卻油的邊環(huán)流道a74，如圖4所示，中心流道隔板a73的中心為用于流過冷卻油的中心流道a75。

上述現(xiàn)有技術(shù)中采用的軸承冷卻器結(jié)構(gòu)，存在如下不足：

冷卻油只在第二油腔a6上半部流通，第二油腔a6下半部的冷卻油滯留，導致冷卻器a7與冷卻油的熱交換效率偏低，冷卻油的循環(huán)油溫偏高。

目前水電站均采用上述現(xiàn)有的軸承冷卻器結(jié)構(gòu)，在水輪發(fā)電機推力軸承運行三小時后，推力瓦a3溫度普遍在57℃以上，油溫在53℃以上。

由于現(xiàn)有的冷卻油主要采用46號汽輪機油或32號汽輪機油，46號汽輪機油在40℃下的運動粘黏度為45.8，其較佳運行溫度范圍為44-46℃；32號汽輪機油在40℃下的運動粘黏度為32，其較佳運行溫度范圍為38-40℃；現(xiàn)有的冷卻油運行過程中需控制在65℃以下，當冷卻油溫度過高，粘黏度變小，會導致潤滑不良，摩擦系數(shù)變大，摩擦產(chǎn)熱加劇，油溫迅速升高，且油溫居高不下，加劇滑動摩擦面的磨損；現(xiàn)有軸承采用此冷卻結(jié)構(gòu)，為了防止油溫過高造成磨瓦，需對軸承中油溫進行監(jiān)控，當溫度偏高時，需增大需加大冷卻體的進水流量，當溫度過高時，進行報警，并停止運行。

由于現(xiàn)有的水輪發(fā)電機軸承普遍存在熱交換效率偏低的問題，發(fā)電機容易出現(xiàn)報警停機，該問題不僅影響電站的輸出效能和經(jīng)濟效益，且電站的停機和啟動過程對電站其它設(shè)備的使用壽命影響較大。

存在的上述問題的原因主要是：由于冷卻油的密度和粘黏度受到油溫變化的影響較大，冷卻油溫越高，密度和粘黏度越小，冷卻油經(jīng)冷卻銅管a71冷卻降溫后，其降溫量較大的冷卻油下沉，且流速變小，其降溫量較小的冷卻油上浮，導致第二油腔a6的下部區(qū)降溫量較大的冷卻油滯留，而上部區(qū)的降溫量較小的冷卻油流速變快，并從出油道a62流出，導致出油道a62流出的冷卻油處于高溫狀態(tài)。