[发明专利]高速电机用气体动静压混合轴承系统及该电动旋转机械

摘要

一种根据本发明的高速电机用气体动静压混合轴承系统，用以支承立式布置的高速电动旋转机械，采取在电机转子上下两端的轴颈上各安置一个径向动静压混合轴承，下端的径向动静压混合轴承下侧紧靠安置一个轴向动静压混合轴承；电机转子的底部设置一个对电机转子的轴向轴承作非接触保护的滚动轴承轴向支承，整体构成高速电机转子支承的气体动静压径/轴向混合轴承系统。采用本发明的高速电机用气体动静压混合轴承支承的高速电动旋转机械，电机转子可实现稳定高速旋转，效果是显著的。

主权项

一种根据本发明的高速电机用气体动静压混合轴承系统，用以支承立式布置的高速电动旋转机械，包括：在电机转子(11)上下两端的轴颈上各安置一个半浮动的径向动静压混合轴承(14)；电机转子(11)下端的轴颈旁紧靠联接于一体的轴向推力盘(17)，轴向推力盘(17)的上侧安置上环形轴向动静压混合轴承(16)，下侧安置下环形轴向动静压混合轴承(18)；电机转子(11)的底部设置一个对上下环形轴向动静压混合轴承(16)和(18)运动副作非接触保护的滚动轴承轴向支承(23)，整体构成高速电机转子支承的气体动静压径/轴向混合轴承系统；径向动静压混合轴承(14)的节流形式为：小孔‑浅腔二次节流，节流孔径0.3～0.6mm，节流孔在径向轴承的轴向长度上均布四排，每排圆周上均布六～十个节流孔并对应布置矩形节流浅腔；节流孔在浅腔中的位置为：在轴承的轴线方向上，节流孔设置在浅腔的中间；在轴承的圆周方向上，节流孔设置在浅腔的一侧，使其处于收敛楔形气膜的起使端；半浮动的径向动静压混合轴承(14)的结构形式为：径向动静压混合轴承(14)两端的外圆周上各嵌有一个“0”形橡胶密封圈(15)，径向动静压混合轴承(14)由定位螺钉(13)定位在上轴承座(5)和下轴承座(12)的轴承孔中，可径/轴向微量浮动，以吸收电机(10)工作过程中电机转子(11)轴颈的热膨胀量对轴承副间隙的影响和电机(10)运行中的振动；电机(10)的上轴承座(5)和下轴承座(12)靠电机定/转子绕组的一侧还设置有压缩气体的喷射腔(6)，喷射腔(6)的端面圆周上均布数个喷嘴孔(7)，压缩气体通过喷嘴孔(7)对电机转子绕组和定子绕组端部进行喷射‑膨胀降温‑冷却，以间接控制电机(10)温升引起的电机转子(11)轴颈的热膨胀量，使轴承工作稳定；上下环形轴向动静压混合轴承(16)和(18)的节流形式为：小孔‑浅腔二次节流，节流孔径0.2～0.5mm，节流孔在环形轴向轴承端面的径向圆周方向上均布两圈，每圈上均布八～十六个节流孔并对应布置扇形或圆形节流浅腔；节流孔在浅腔中的位置为：在轴承的径向方向上，节流孔设置在浅腔的中间；在轴承的圆周方向上，节流孔设置在浅腔的一侧，使其处于收敛楔形气膜的起使端；供给上下环形轴向动静压混合轴承(16)和(18)的压缩气体采取各自独立的气路进入轴承内，轴向推力盘(17)上侧的上环形轴向动静压混合轴承(16)的压缩气体由气源(25)通过反比例阀(24)后再进入轴承内，反比例阀(24)随调控压力的升高而使轴承供气压力按比例减小，调控压力取自高速电动旋转机械——离心式压气机(1)入口的压力，以自适应离心式压气机(1)在作为产品系统设计时的轴向力平衡；轴向推力盘(17)下侧的下环形轴向动静压混合轴承(18)的压缩气体由气源(25)直接进入轴承内。