CN208723678U - 一种水润滑电机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水润滑电机结构，本结构在输出端采用水润滑径向滑动轴承，非输出端采用水润滑径向滑动轴承及轴向推力滑动轴承，轴承腔采用喷水冷却的机械密封，电机外壳内置冷却水流道，采用上进上出的方式冷却电机。水润滑径向轴承的轴颈设置了通流孔，能有效平衡轴承两侧的压力差，并平衡部分轴向负荷，非输出端设置了水润滑推力轴承，推力轴承两侧推力面设有间隙，能在电机轴受热变形时提供推力并最大限度保持定转子对中。本实用新型方案能大大提升了电机的工作效率及可靠性。

Description

一种水润滑电机结构

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术及电机技术领域，特别涉及一种水润滑电机结构。

背景技术

电机，无论电动机还是发电机，正常运转中轴向负荷一般都很小。然而当电机长时间运转时，转子发热量较大，热量传递到中心轴会产生较大的热膨胀变形，中心轴的热膨胀使得转子铁芯与定子铁芯产生轴向错位，在磁场作用下，电机转子会产生与错位方向相反的轴向力，该轴向力与轴向错位的大小成正比例关系。传统电机一般采用脂润滑深沟球轴承，这种轴承在主要承担径向负荷的同时，也能承受一定轴向负荷，同时能够对电机转子进行轴向定位，是小型电机十分理想的轴承选择。当电机转速偏高、功率偏大时，电机轴承发热量较大，轴承需要足够的冷却才能保证可靠运行，脂润滑已经无法满足要求。

采用水润滑轴承能有效解决轴承发热量大的问题。采用水润滑轴承，不仅要解决径向承载的问题，还必须能够实现电机转子的轴向定位，同时承担可能存在的较小的轴向负荷。要实现电机转子的轴向定位，必须充分考虑电机转子在中心轴热变形的驱动下产生的位移，而由于电机制造过程中的偏差存在，即便电机转子铁芯与定子铁芯没有轴向错位，电机转子可能依然存在很小的轴向负荷，且方向不确定。另外，采用水作为润滑剂，水极有可能进入电机转子腔内，选择合适的轴封机构，布置可靠的排水措施，都是需要考虑的问题，而且电机定子的冷却水路也需要详细组织才能保证可靠的冷却。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种解决采用水润滑轴承时电机转子轴向定位问题同时保证其密封冷却性能的一种水润滑电机结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水润滑电机结构，包括电机定子，设置于电机定子内侧的电机转子和由电机转子带动旋转的电机轴，电机定子外部设置有外壳，电机轴输出端一侧设置有输出端轴承座和输出端轴承盖，电机轴非输出端一侧设置有非输出端轴承座和非输出端轴承盖，还包括设置在电机轴非输出端一侧的动推力盘和静推力盘，还包括安装在电机轴输出端的伸出轴机械密封和圆螺母和输出端轴瓦以及安装在电机轴两端的轴颈、内部机械密封和非输出端轴瓦，所述非输出端轴承座与输出端轴承座设置有轴承供水口及轴封供水口，非输出端轴承盖设置有回水口，输出端轴承盖设置有轴封供水口及回水口，所述轴颈具有轴颈通流孔，输出端轴瓦与非输出端轴瓦具有轴瓦进水槽，所述动推力盘具有动推力盘通流孔。

进一步的是：所述外壳设置有冷却水进出口、冷却水排水口和泄流口，所述外壳具有冷却水流道，冷却水流道内通过环形布置的筋条隔开冷却水进出口，并使冷却水沿圆周方向旋转一圈或数圈后排出。

进一步有的是：所述轴颈及轴瓦应当形成自润滑非金属/硬质金属对磨副；所述动推力盘两侧与非输出端轴瓦、静推力盘应当形成自润滑非金属/硬质金属对磨副。

进一步的是：所述轴颈通流孔圆周方向均布，可以为直孔，也可以设置小孔节流，用于平衡轴颈所承受的轴向负荷。

进一步的是：所述轴瓦进水槽可以使一道或者多道，用于轴承供水，所述动推力盘通流孔圆周方向均布，用于动推力盘两侧供水。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在输出端采用水润滑径向滑动轴承，非输出的采用水润滑径向滑动轴承及轴向推力滑动轴承，轴承腔采用喷水冷却的机械密封，电机外壳内置冷却水流道，采用上进上出的方式冷却电机。水润滑径向轴承的轴颈设置了通流孔，能有效平衡轴承两侧的压力差，并平衡部分轴向负荷，非输出端设置了水润滑推力轴承，推力轴承两侧推力面设有间隙，能在电机轴受热变形时提供推力并最大限度保持定转子对中。该结构能有效提高电机的工作效率，使电机在高转速、大负载场合长期可靠运行。

附图说明

图1为水润滑电机结构示意图。

图中标记为：非输出端轴承盖1；非输出端轴承座2；电机定子3；电机轴4；外壳5；电机转子6；输出端轴承座7；输出端轴承盖8；伸出轴机械密封9；圆螺母10；轴颈11；输出端轴瓦12；内部机械密封13；非输出端轴瓦14；动推力盘15；静推力盘16；轴承供水口a；轴封供水口b；回水口c；轴颈通流孔d；轴瓦进水槽e；动推力盘通流孔f；冷却水进出口g；冷却水排水口h；泄流口i。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示的一种水润滑电机结构，包括电机定子3，设置于电机定子3内侧的电机转子6和由电机转子6带动旋转的电机轴4，电机定子外部设置有外壳5，电机轴输出端一侧设置有输出端轴承座7和输出端轴承盖8，电机轴非输出端一侧设置有非输出端轴承座2和非输出端轴承盖1，还包括设置在电机轴非输出端一侧的动推力盘15和静推力盘16，还包括安装在电机轴4输出端的伸出轴机械密封9和圆螺母10和输出端轴瓦12以及安装在电机轴4两端的轴颈11、内部机械密封13和非输出端轴瓦14，所述非输出端轴承座2与输出端轴承座7设置有轴承供水口a及轴封供水口b，非输出端轴承盖1设置有回水口c，输出端轴承盖8设置有轴封供水口b及回水口c，所述轴颈11具有轴颈通流孔d，输出端轴瓦12与非输出端轴瓦14具有轴瓦进水槽e，所述动推力盘15具有动推力盘通流孔f。

具体的为：本实用新型中非输出端轴承盖1、非输出端轴承座2、电机定子3、外壳5、输出端轴承座7、输出端轴承盖8、输出端轴瓦12、非输出端轴瓦14、静推力盘16为静止部件，电机定子3固定在外壳5内，输出端轴瓦12固定在输出端轴承座7内，非输出端轴瓦14固定在非输出端轴承座2内，静推力盘16固定在非输出端轴承盖1内，非输出端轴承盖1、非输出端轴承座2、外壳5、输出端轴承座7、输出端轴承盖8通过螺栓相互连接。

具体的为：本实用新型中，电机轴4、电机转子6、伸出轴机械密封9、圆螺母10、轴颈11、内部机械密封13、动推力盘15为旋转部件，这些旋转部件全部固定在电机轴4上，并由轴颈11径向承托起来。

由于在非输出端轴承座2、输出端轴承座7底部开设了轴承供水口a，正对输出端轴瓦12与非输出端轴瓦14的轴瓦进水槽e，对轴承进行供水，其中轴瓦进水槽e可以使一道或者多道，只要其中一道针对轴承供水口a即可，在非输出端轴承座2、输出端轴承座7、输出端轴承盖8上开设了轴封供水口b，正对机械密封动静环密封处，对高速旋转的伸出轴机械密封9及内部机械密封13可进行冷却操作，在非输出端轴承盖1和输出端轴承盖8上开设了回水口c，该回水口是两侧轴承及轴封供水汇集后的出水口，为了保证轴承及轴封的冷却润滑，回水口c位于轴承腔的最高点，在轴颈11上开设了轴颈通流孔d，所述轴颈通流孔d圆周方向均布，可以为直孔，也可以设置小孔节流，用于平衡轴颈11所承受的轴向负荷，通过调节两侧轴颈11的节流孔，可以使电机转子轴向负荷为零，且动推力盘15上开设了动推力盘通流孔f，所述动推力盘通流孔f圆周方向均布，用于动推力盘两侧供水。

在上述基础上，所述外壳5上开设了冷却水进出口g，用于冷却水的进出，二者位于外壳5的顶部，所述外壳5具有冷却水流道，冷却水流道内通过环形布置的筋条隔开冷却水进出水口g，并使冷却水沿圆周方向旋转一圈或数圈后排出，外壳5同时开设了冷却水排水口h，用于长期停机或检修时排出冷却水道内的存水，外壳5底部开设了两个直通转子腔的泄流口i，用于***因轴封泄漏而积存的水。

在上述基础上，所述轴颈11及轴瓦12之间形成自润滑非金属/硬质金属对磨副，动推力盘15两侧与非输出端轴瓦14、静推力盘16应当形成自润滑非金属/硬质金属对磨副。动推力盘15两侧与非输出端轴瓦14、静推力盘16之间应当留有间隙，这两个间隙的大小的设置，应当综合考虑电机转子最大热变形轴向错位及电机转子、定子静止未启动时的轴向错位。

本实用新型所述的一种水润滑电机结构，不局限电动机类型，同时也可应用于发电机，此时所述输出端即为扭矩输入端。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水润滑电机结构，其特征在于：包括电机定子(3)，设置于电机定子(3)内侧的电机转子(6)和由电机转子(6)带动旋转的电机轴(4)，电机定子外部设置有外壳(5)，电机轴输出端一侧设置有输出端轴承座(7)和输出端轴承盖(8)，电机轴非输出端一侧设置有非输出端轴承座(2)和非输出端轴承盖(1)，还包括设置在电机轴非输出端一侧的动推力盘(15)和静推力盘(16)，还包括安装在电机轴(4)输出端的伸出轴机械密封(9)和圆螺母(10)和输出端轴瓦(12)以及安装在电机轴(4)两端的轴颈(11)、内部机械密封(13)和非输出端轴瓦(14)，所述非输出端轴承座(2)与输出端轴承座(7)设置有轴承供水口(a)及轴封供水口(b)，非输出端轴承盖(1)设置有回水口(c)，输出端轴承盖(8)设置有轴封供水口(b)及回水口(c)，所述轴颈(11)具有轴颈通流孔(d)，输出端轴瓦(12)与非输出端轴瓦(14)具有轴瓦进水槽(e)，所述动推力盘(15)具有动推力盘通流孔(f)。

2.如权利要求1所述的一种水润滑电机结构，其特征在于：所述外壳(5)设置有冷却水进出口(g)、冷却水排水口(h)和泄流口(i)，所述外壳(5)具有冷却水流道，冷却水流道内通过环形布置的筋条隔开冷却水进出口(g)，并使冷却水沿圆周方向旋转一圈或数圈后排出。

3.如权利要求1所述的一种水润滑电机结构，其特征在于：所述轴颈(11)及轴瓦(12)应当形成自润滑非金属/硬质金属对磨副；所述动推力盘(15)两侧与非输出端轴瓦(14)、静推力盘(16)应当形成自润滑非金属/硬质金属对磨副。

4.如权利要求1所述的一种水润滑电机结构，其特征在于：所述轴颈通流孔(d)圆周方向均布，可以为直孔，也可以设置小孔节流，用于平衡轴颈(11)所承受的轴向负荷。

5.如权利要求1所述的一种水润滑电机结构，其特征在于：所述轴瓦进水槽(e)可以使一道或者多道，用于轴承供水，所述动推力盘通流孔(f)圆周方向均布，用于动推力盘两侧供水。