[实用新型]一种推力轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及轴承装置领域，尤其涉及及发电机或电动机推力轴承。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。

滑动轴承，是在滑动摩擦下工作的轴承，其轴承支承的轴部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。滑动轴承具有工作平稳、可靠、无噪声的优点，但由于摩擦较大，其轴颈与轴瓦之间通过润滑油分开而不发生直接接触。在液体润滑条件下，可以大大减小摩擦损失和表面磨损，同时，油膜还具有一定的吸振能力。另外，为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。

轴承是用于支撑发电机、电动机、转轮、飞轮等的必不可少的部件，在用于大型发电机时，如水轮发电机，由于水轮发电机轴承所承接的径向力和轴向力非常大，其摩擦产热也非常大，需要特定的冷却结构对其摩擦面进行降热。

现有水轮发电机采用的推力轴承，如图1所示，包括轴承座a1、轴承盖a2、推力瓦a3、油泵a4、第一油腔a5、第二油腔a6和冷却器a7；所述轴承盖a2盖合在轴承座a1上，所述推力瓦a3通过螺栓固定在轴承座a1上；所述第一油腔a5为轴承盖a2与轴承座a1盖合形成的密封腔；所述第二油腔a6位于第一油腔a5下方，所述第二油腔a6的上腔壁设有进油道a61和出油道a62，所述第二油腔a6通过进油道a61连通第一油腔a5，所述第二油腔a6内安装冷却器a7，所述第二油腔a6的冷却油通过出油道a62由油泵a5导入到推力瓦a3与轴承座a1的间隙内，冷却油流经推力摩擦面，从推力瓦a3外径侧排出到第一油腔a5。

现有水轮发电机轴承中常用的冷却器a7，如图2所示，包括冷却铜管a71、边环流道隔板a72和中心流道隔板a73，冷却铜管a71贯穿边环流道隔板a72和中心流道隔板a73；如图3所示，所述边环流道隔板a72的环边与第二油腔a6的腔壁之间为用于流过冷却油的边环流道a74，如图4所示，中心流道隔板a73的中心为用于流过冷却油的中心流道a75。

上述现有技术中采用的轴承冷却器结构，存在如下不足：

冷却油只在第二油腔a6上半部流通，第二油腔a6下半部的冷却油滞留，导致冷却器a7与冷却油的热交换效率偏低，冷却油的循环油温偏高。

目前水电站均采用上述现有的轴承冷却器结构，在水轮发电机推力轴承运行三小时后，推力瓦a3温度普遍在57℃以上，油温在53℃以上。

由于现有的冷却油主要采用46号汽轮机油或32号汽轮机油，46号汽轮机油在40℃下的运动粘黏度为45.8，其较佳运行温度范围为44-46℃；32号汽轮机油在40℃下的运动粘黏度为32，其较佳运行温度范围为38-40℃；现有的冷却油运行过程中需控制在65℃以下，当冷却油温度过高，粘黏度变小，会导致润滑不良，摩擦系数变大，摩擦产热加剧，油温迅速升高，且油温居高不下，加剧滑动摩擦面的磨损；现有轴承采用此冷却结构，为了防止油温过高造成磨瓦，需对轴承中油温进行监控，当温度偏高时，需增大需加大冷却体的进水流量，当温度过高时，进行报警，并停止运行。

由于现有的水轮发电机轴承普遍存在热交换效率偏低的问题，发电机容易出现报警停机，该问题不仅影响电站的输出效能和经济效益，且电站的停机和启动过程对电站其它设备的使用寿命影响较大。

存在的上述问题的原因主要是：由于冷却油的密度和粘黏度受到油温变化的影响较大，冷却油温越高，密度和粘黏度越小，冷却油经冷却铜管a71冷却降温后，其降温量较大的冷却油下沉，且流速变小，其降温量较小的冷却油上浮，导致第二油腔a6的下部区降温量较大的冷却油滞留，而上部区的降温量较小的冷却油流速变快，并从出油道a62流出，导致出油道a62流出的冷却油处于高温状态。