[发明专利]一种滚动轴承式转子支承及该高速感应电动旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高速感应电动旋转机械的滚动轴承式转子支承，特别涉及用于安装在交通运输工具——车辆等上的由大容量高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机等的转子支承，其中转子以例如不小于每分钟数万转的高速旋转。

背景技术

大功率、高转速的高速感应电动机(20kw，60000/min以上)设计的主要技术问题之一就是轴承设计。目前，对这种大功率、高转速的电机轴承设计一般都考虑采用电磁轴承与滚动轴承混合支承的主动型磁力轴承支承方式，但这种磁力轴承的电控和制造复杂，价格昂贵、可靠性较低，目前还不能商品化；液体滑动轴承因电机高速旋转时的摩擦损失较大和空气滑动轴承的承载力小等原因也受到一定程度的使用限制。

本发明提供了一种适用于安装在交通运输工具上的由高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机等应用的滚动轴承式转子支承，对系统可靠运行起到了至关重要的作用。

发明内容

发明采用的技术方案是在高速感应电动旋转机械的转子两侧，对称布置双列半浮动式滚动轴承。其主要设计思想是，由于高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机运转时的外载荷均匀，且对转子系的运转精度要求不是很高，采取对陶瓷球角接触球轴承的内外环同时进行喷射润滑，足以满足20kW左右、60000r/min以上的高速感应电动机运行条件要求；另一方面，由于安装于交通运输工具上的高速感应电机驱动的空气制冷机、空气压缩机工作中无法避免振动，以及转子长时间工作的各种原因，动平衡精度有可能有所破坏，为保证电机轴承具有长的工作寿命，除了要求转子在初始就具有一定的动平衡精度外，更为重要的是使轴承要能够吸收振动能量，以保证轴承可靠地工作。为此，利用半浮动式滚动轴承与轴承座孔间的配合间隙和其中的压力油膜，形成弹性支承和油膜减振器来吸收振动能量。

本发明的有益效果是，由于采取对陶瓷球角接触球轴承的内外环同时进行喷射润滑，以及半浮动式滚动轴承的弹性支承作用，当高速感应电动旋转机械的转子在60000r/min以上运转时，系统运行稳定可靠。

附图说明

图1是一种包括本发明的转子支承的高速感应电动旋转机械的空气制冷机的实施例主视图。

图2是本发明的转子支承的主视图。

图3是图2中的半浮动式滚动轴承的主视图。

图4是图2中的带“磨盘式”排油道的水套盖的视图。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的具体实施例。图1表示为一种空气制冷机1的主视图，该制冷机1由一台包括本发明的转子支承7的电动机4直接驱动。图1中，空气制冷机1在其中部包括一台电动机4。电动机4包括转子2和定子3。转子2两侧对置双列半浮动式滚动轴承5。钎焊有散热翅片10的定子外套9与本体8组成定子3的冷却水套。制冷叶轮11和压气叶轮6固定在转子2的两个轴端部上。从涡轮机出口引入部分冷气进入电动机4内部冷却。

图2表示上述空气制冷机1的转子支承7。包括：转子2两侧对置的双列半浮动式滚动轴承5、轴承座15、左水套盖13、右水套盖17、左盖板12、右盖板18、左衬套16、右衬套19、挡块14以及其它附件。

图2中，轴承座15与左水套盖13组成左冷却水套，轴承座15与右水套盖17组成右冷却水套。

左水套盖13和右水套盖17的外侧设置有图4所表示的“磨盘式”排油道，各自与左盖板12和左衬套16，右盖板18和右衬套19组成左右转子支承7的润滑油端部密封装置。

浮动套21的外侧端部上装有轴用弹性挡圈20，限制转子2左右窜动。

图3中，每列半浮动式滚动轴承5的浮动套21内安装两只陶瓷球角接触球轴承22a、22b，轴承22a、22b的外环上开有环形槽润滑油道并在环形槽的圆周上均布三个直径为0.5mm-0.8mm的小喷孔，形成通过外环对轴承22a、22b进行喷射润滑和冷却的油道，与内环喷射润滑共同作用，提高了轴承22a、22b的使用寿命和极限转速。

轴承22b的外环、内喷油衬圈27、碟形弹簧26、推杆圈25、外喷油衬圈23、推杆24和轴承22a的外环依次嵌入浮动套21孔内，小轴套30、大轴套29安置于两轴承22a、22b内环之间，外喷油衬圈23固定不动，内喷油衬圈27仅作轴向移动。比外喷油衬圈23长转子2最大热伸长量Δmm的推杆24装入外喷油衬圈23上均布的四个导向孔内，并使外喷油衬圈23与推杆圈25之间保持间隙，用作为转子2工作时的轴向热伸长游隙。

内喷油衬圈27、碟形弹簧26、推杆圈25和推杆24共同构成对两轴承22a、22b的定压预紧和补偿轴向游隙。