[发明专利]一种大负荷高速电机轴承冷却装置

说明书

本发明提出一种大负荷高速电机轴承冷却装置，包括带注脂孔的端盖、盖板、轴承压板、外轴承支架、轴承、轴承限位环、轴承衬套；其中，在端盖和轴承之间设置有外轴承支架；外轴承支架两边分别设置有轴承；在端盖上开有注脂孔用于注入润滑脂，润滑脂能够通过外轴承支架分别流向两边的轴承，通过端盖和轴承压板的阻挡，使得润滑脂不会流到端盖外部；当轴承内的润滑脂出现损耗时，端盖注脂孔内的润滑脂会在重力的作用下自动补充；所述端盖表面的注脂孔安装有紧定螺钉；所述外轴承支架为环形，在两侧环形端面设置有交错布置的凹槽，通过两端交错布置的凹槽，引导润滑脂能顺畅的流向两边的轴承。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别涉及一种大负荷高速电机轴承冷却装置。

背景技术

在本发明之前，高速电机(20000rpm)常用的轴承为空气轴承、油气润滑轴承和磁悬浮轴承：空气轴承使用气体作为润滑剂，耐高温、无污染，但负荷能力较低；油气润滑通过外接给气设备不间断向轴承输入润滑冷却的油气，在一些需要密闭真空环境很难应用，同时因其需要外接给气设备增加系统的复杂性以及空间需求；磁悬浮轴承利用磁力作用将转子悬浮在空中，机械磨损小、无需润滑、无油污染，但其造价昂贵，常配合其他类型的轴承一起使用，并且控制系统非常复杂。

同时高速电机的频率随转速以及电机极对数线性增加，而频率增加会导致电机铁芯损耗增加引起电机效率降低以及发热温升增加并对控制系统的电子功率元器件的开关频率提出挑战，因而高速电机尽可能的使用少的极对数，最小的1对极最好：对于小负荷的高速电机(45kW以下)不需要大尺寸，只要电机的转子外径小于当前工艺满足的尺寸(Ф100mm)，即可采用瓦片式径向辐射环充磁的永磁体表贴转子从而满足电机尽量小的极对数电机以降低高速电机的频率；但对于需要大负荷应用的高速电机，即需要较大尺寸空间，一旦转子外径大于一定的尺寸后很难在工艺上实现径向辐射环式充磁的瓦片永磁体表贴方案，因而当前大多数高速大负荷的电机使用的是2对极或以上的多对极内嵌永磁体式方案，使得该类电机的转速提升、效率增加、系统低成本有相当难度。

发明内容

本发明主要目的在于设计一种大负荷高速电机轴承冷却装置，它涉及电机轴承的润滑和冷却、转子小极对数设计。本发明使用脂润滑轴承作为高速电机轴承，通过便捷的轴承润滑脂注入以及轴承冷却装置，解决了脂润滑轴承在高速运转时温升较快，润滑脂损耗大引起电机寿命短的问题，有效降低了电机轴承的发热，延长了电机的寿命；本发明通过电机磁场优化设计调整使用了转子表贴平行充磁瓦片状永磁体方案有效的解决了因大负荷电机较大转子直径无法使用表贴径向辐射环充磁瓦片状永磁体从而无法实现小的极对数而引起的高频率高损耗高发热低效率的问题。本发明适用于大负荷、高转速的电机。

一种大负荷高速电机轴承冷却装置，包括带注脂孔的端盖、盖板、轴承压板、外轴承支架、轴承、轴承限位环、轴承衬套；其中，

在端盖和轴承之间设置有外轴承支架；外轴承支架两边分别设置有轴承；

在端盖上开有注脂孔用于注入润滑脂，润滑脂能够通过外轴承支架分别流向两边的轴承，通过端盖和轴承压板的阻挡，使得润滑脂不会流到端盖外部；当轴承内的润滑脂出现损耗时，端盖注脂孔内的润滑脂会在重力的作用下自动补充；

所述端盖表面的注脂孔安装有紧定螺钉；

所述外轴承支架为环形，在两侧环形端面设置有交错布置的凹槽，通过两端交错布置的凹槽，引导润滑脂能顺畅的流向两边的轴承。

进一步的，在端盖上开有冷却流道，通过第一开口和第二开口与电机主壳体的冷却流道串联联接，将电机主壳体的冷却液引入端盖并通过冷却流道冷却来轴承室从而降低轴承的温度。

进一步的，在端盖上开有的冷却流道的第一开口与第二开口之间另添加独立的冷却液进出口，与电机主壳体的冷却流道并联联接，用于保障在与轴承冷却流道串联的主壳体冷却液因压力不足、堵塞故障时，或需要增大轴承冷却液流量增强轴承冷却散热时，随时开启此并联轴承冷却流道。