专利名称：全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座及其制造方法
技术领域：
本发明涉及大型电站使用的风机，具体说，是该风机的轴承座及其制造方法。
背景技术：
大型电站使用的风机，是一种长时间不间断运行的重要设备，风机工作时，其主机转子轴传递转矩时产生的反作用力作用在轴承上，轴承座是承载主机轴的基体，这就要求轴承座必须具有足够的刚度，因此，现有的风机轴承座采用铸铁铸造而成。但另一方面，风机在做功过程中，由于空气的压缩，机壳温度一般在80℃以上，夏季可达100℃左右，因此，轴承座内必须设置冷却装置；同时，由于轴承需要润滑，座内也必须设置润滑装置，这就使得轴承座的结构非常复杂。风机具有两种型式，一种是在转轴两端分别支承的普通风机，另一种是只在转轴一端支承的悬臂式风机，悬臂式风机轴承座内在轴向设有两套轴承，都需要设置冷却装置，轴承座的结构更为复杂。因此，轴承座的铸造工艺难度很大，异常烦琐，铸件缺陷也难于避免，质量不能保证，毛坯合格率一直较低(大约50％)，致使产品成本高，经济效益低，有时还耽误交货期，严重影响企业信誉。
可见，足够的刚度和复杂的结构成为轴承座设计的一对不好处理的矛盾。
发明内容
本发明的目的是提供一种全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座及其加工方法，有效地解决了上述矛盾，该轴承座不仅具有设计要求的刚度和基本功能结构，而且各功能结构的性能优于现有的轴承座，加工工艺可靠，产品质量稳定，成本低。
实现本发明目的采用如下技术方案
一种全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，包括具有冷却水道及温度检测通道的上盖，具有冷却水道的下座，与上盖、下座连为一体的润滑油箱，轴承座的两端设有端盖，上盖、下座分别设有彼此对应的螺栓孔和定位销孔，下座上设有地脚螺栓孔。
所述上盖包括倒扣布置的端口具有法兰的“U”形盖板，与盖板法兰连接的轴承支承环上半，位于盖板、轴承支承环上半之间竖直布置的两块衬板，所述盖板、轴承支承环上半、两块衬板所围成的空腔构成冷却水道，在盖板的两个侧壁上分别设有连通冷却水道的进、出水口。
所述下座包括水平布置的底座，竖直布置在底座上的上端具有法兰的两块侧板，与侧板法兰连接的轴承支承环下半，位于底座、轴承支承环下半之间竖直布置的两块衬板，所述底座、轴承支承环下半、两块衬板和两块侧板围成的空腔构成冷却水道，在两块侧板上分别设有连通冷却水道的进、出水口。
所有上述零件均采用具有优良焊接性能的Q235A钢，相互之间均焊接连接。
所述冷却水道内设有贯通盖板和轴承支承环板上半的测温通道管。
所述“U”型盖板的顶上设有与之焊接的吊块，吊块上有起吊螺栓孔。
所述下座的底座和侧板之间设有与之焊接的加强筋。
由于风机具有两种型式，一种是在转轴两端分别支承的普通风机，另一种是只在转轴一端支承的悬臂式风机。为此，本轴承座也有与之相应的两种结构所述悬臂式风机轴承座具有两个支承位，两支承位所在的轴承支承环、冷却水道、底座对称分布于轴承座的两端；两个支承位之间设有润滑油箱，油箱壁上设有油标。
所述普通风机轴承座只有一个支承位；轴承座一端设有润滑油箱，油箱壁上设有油标。
上述全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座的加工方法，包括如下步骤①.按工艺设计要求下料，加工各零件；
②.选用H08Ma2Si焊条，采用二氧化碳气体保护焊，将各零件焊接成上盖、下座整体；③.焊后退火，消除应力；加热550-650℃，时间1-2小时，然后自然冷却至常温；④.粗金加工；⑤.二次退火，消除应力；加热550-650℃，时间1-2小时，然后自然冷却至常温；⑥.精金加工，使其精度、粗糙度符合设计要求；⑦.对冷却水道进行水压试验，压力4×105Pa，恒压时间1小时；⑧.对冷却水道和润滑油箱进行渗漏试验；⑨.成品检验。
与现有的铸铁轴承座相比，在保证刚度和基本功能结构的基础上，本全焊钢结构轴承座具有如下优点1.消除了铸件不可避免的铸造缺陷，废品率大幅度下降；2.由于钢的弹性模量几乎是铸铁的二倍，产品用料可减少25％以上；3.全焊钢结构件的抗脆断能力比铸铁好，使用中不易损坏；4.在小批量加工时，具有很大的灵活性，生产周期短；且无须制作铸造模具，大幅度降低了产品成本；5.与同规格的铸铁轴承座相比，冷却水道的通径更大，冷却效果好。
当然，从另一方面看，当工件较小、结构复杂异形、批量很大时，铸件仍具有经济上的优越性，而风机轴承座在风机制造企业是批量很小的部件，采用铸件不仅没有经济上的优越性，反而存在前述诸多缺点；虽然焊接结构也存在焊接变形和应力、应力集中等问题，但按照本发明从产品结构设计、材料选择和加工工艺方面进行综合处理，可以很好解决和控制。
图1是悬臂式风机轴承座的下座主视图；图2是图1的俯视图；
图3是图2的A-A视图；图4是图1的C向视图。
图5是悬臂式风机轴承座的上盖主视图；图6是图5的俯视图；图7是图6的A-A视图；图8是图5的C向视图。
图9是普通风机轴承座的下座主视图；图10是图9的俯视图；图11是图9的C向视图；图12是图10的A-A视图。
图13是普通风机轴承座的上盖主视图；图14是图13的俯视图；图15是图13的C向视图；图16是图13的A-A视图。
图1至图8中代号含义1-底座；2-侧板；3、6、15、18-法兰；4-轴承支承环下半；5、17--衬板；7、19-水道孔；8、20、23-螺孔；9-加强筋；10-排污孔；11-油标；12-底板；13-排油孔；14-“U”形盖板；16-轴承支承环上半；21-起吊块；22-温度检测通道；24-加油孔。
图9至图16中代号含义1’-底座；2’-侧板；3’、6’、15’、18’-法兰；4’-轴承支承环下半；5’、17’-衬板；；7’、19’-水道孔；8’、20’、23’-螺孔；9’-加强筋；10’-排污孔；11’-油标；12’-底板；13’-排油孔；14’-“U”形盖板；16’-轴承支承环上半；21’-起吊块；22’-温度检测通道；24’-加油孔；25-油箱法兰下半；26-油箱外侧端板下半；27-油箱法兰上半；28-油箱外侧端板上半。
具体实施例方式
悬臂式风机轴承座参见图1至图8，由相互配合的下座和上盖组成。
下座结构参见图1至图4它包括水平布置的底座1，竖直对称布置在底座1上的两块侧板2，侧板2的上端具有水平布置的法兰3，与法兰3连接的轴承支承环下半4，位于底座1、轴承支承环下半4之间竖直布置的两块衬板5，该底座1、轴承支承环下半4、两块衬板5和两块侧板2围成的空腔构成冷却水道，在两块侧板2上分别设有进、出水法兰6，法兰6上有连通冷却水道的孔7和用于连接外接水管法兰的螺孔8，底座1上还设有冷却水道排污孔10，为方便排污，排污孔10的开口应从底座1的端面引出，排污孔10平常用堵头(图中未示出)堵住。在下座的下部设有一块水平布置的底板12，其四边分别与两侧板2和两内侧衬板5焊接，共同构成润滑油箱，在侧板2上设有一个油标11，用于观察油位高低；底板12上设有排油孔13，用于检修时排除润滑油，平常用堵头(图中未示出)堵住。为了增强轴承座的刚性，在底座1和侧板2之间布置了四块加强筋9，对称分布在底座1的四角。
上盖结构参见图5至图8包括倒扣布置的“U”形盖板14，“U”形盖板14的下口具有水平布置的法兰15，与法兰15连接的轴承支承环上半16，位于盖板14、轴承支承环上半16之间竖直布置的两块衬板17，该“U”形盖板14、轴承支承环上半16、两块衬板17所围成的空腔构成冷却水道，在“U”形盖板14的两个侧壁上分别设有进、出水口法兰18；法兰18上有连通冷却水道的孔19和用于连接外接水管法兰的螺孔20；在“U”形盖板14的顶上设有两块对称布置的起吊块21，起吊块21上有用于连接起吊环的螺孔23；“U”形盖板14顶上还有润滑油加油孔24；每个轴承的温度检测通道22由两根钢管组成，它位于冷却水道内，下端贯穿轴承支承环上半16，上端贯穿“U”形盖板14和起吊块21，穿越处焊接。这样，温度传感器(也可是棒式温度计)的触头可直接接触被测轴承，冷却水道仍保持密封，不会漏水。
为方便装配上盖、下座时对位，最好在它们的法兰3、法兰15上套钻定位锥孔，用适配的锥销定位。
上述轴承座两端还设有端盖(图中未示出)，通过螺栓分别与轴承支承环4、16的端部连接。
普通风机轴承座参见图9至图16它与悬臂式风机轴承座类似，不同之处是只有一个支承位，所以润滑油箱设在轴承座的一端，润滑油箱的箱体为斗状，它包括，下座侧板2’及其法兰3’的延伸部分，倾斜布置的底板12’，内侧端板借用衬板5’，外侧端板26是新增的。润滑油箱的箱盖包括，上盖“U”形盖板14’及其法兰15’的延伸部分，内侧端板借用衬板17’，外侧端板28是新增的，箱体、箱盖的外侧端板26、28在同一平面上，共同组成一个完整的油箱外侧端板，油箱外侧端板上设有用于连接端盖(图中未示出)的法兰，该法兰由下半25、上半27组合构成。底板12’倾斜布置，使润滑油箱的箱体为斗状，目的是便于底板12’与底座1’连接，以免放大底座1’的尺寸。另外，上盖顶上的润滑油加油孔24’，也兼起吊孔，它与起吊块21’上的螺孔23’共同用于起吊上盖。其余与悬臂式风机轴承座相同，不予赘述。
上述全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座的加工方法和技术要求如下1.选用Q235A型钢，按工艺设计要求下料，加工好各零件；2.然后进行焊接，选用H08Ma2Si焊条，采用二氧化碳气体保护焊，将各零件焊接成上盖、下座整体；3.焊件焊后进行第一次退火，以消除应力；加热至600℃，时间1.5小时，然后自然冷却至常温；4.将焊件在机床上粗加工；5.第二次退火，消除应力；加热至600℃，时间1.5小时，然后自然冷却至常温；6.在机床上精加工，使其形位尺寸精度、粗糙度符合设计要求；7.对冷却水道进行水压试验，压力4×105Pa，恒压时间1小时，焊缝无渗漏即合格；8.对润滑油箱进行渗漏试验，向油箱内加入润滑油，常压下静置2小时，焊缝无渗漏即合格；9.成品检验。
权利要求
1.一种全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，包括具有冷却水道及温度检测通道的上盖，具有冷却水道的下座，与上盖、下座连为一体的润滑油箱，轴承座的两端设有端盖，上盖、下座分别设有彼此对应的螺栓孔和定位销孔，下座上设有地脚螺栓孔；其特征在于所述上盖包括倒扣布置的端口具有法兰的“U”形盖板，与盖板法兰连接的轴承支承环上半，位于盖板、轴承支承环上半之间竖直布置的两块衬板，所述盖板、轴承支承环上半、两块衬板所围成的空腔构成冷却水道，在盖板的两个侧壁上分别设有连通冷却水道的进、出水口；所述下座包括水平布置的底座，竖直布置在底座上的上端具有法兰的两块侧板，与侧板法兰连接的轴承支承环下半，位于底座、轴承支承环下半之间竖直布置的两块衬板，所述底座、轴承支承环下半、两块衬板和两块侧板围成的空腔构成冷却水道，在两块侧板上分别设有连通冷却水道的进、出水口；所有上述零件相互之间均焊接连接。
2.根据权利要求1所述的全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，其特征在于所有上述零件均采用Q235A钢加工而成。
3.根据权利要求1所述的全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，其特征在于所述冷却水道内设有贯通盖板和轴承支承环板上半的测温通道管。
4.根据权利要求1所述的全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，其特征在于所述“U”型盖板的顶上设有与之焊接的吊块，吊块上有起吊螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，其特征在于所述下座的底座和侧板之间设有与之焊接的加强筋。
6.根据权利要求1所述的全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，其特征在于所述轴承座是具有两个支承位的轴承座，两支承位所在的轴承支承环、冷却水道、底座对称分布于轴承座的两端；两个支承位之间设有润滑油箱，油箱壁上设有油标。
7.根据权利要求1所述的全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座，其特征在于所述轴承座是只有一个支承位的轴承座；轴承座一端设有润滑油箱，油箱壁上设有油标。
8.权利要求1所述全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座的加工方法，包括如下步骤①.按工艺设计要求下料，加工各零件；②.选用H08Ma2Si焊条，采用二氧化碳气体保护焊，将各零件焊接成上盖、下座整体；③.焊后退火，消除应力；加热温度550-650℃，时间1-2小时，然后自然冷却至常温；④.粗金加工；⑤.二次退火，消除应力；加热温度温度550-650℃，时间1-2小时，然后自然冷却至常温；⑥.精金加工，使其精度、粗糙度符合设计要求；⑦.对冷却水道进行水压试验；⑧.对冷却水道和润滑油箱进行渗漏试验；⑨.成品检验。
全文摘要
本发明公开了一种全焊钢结构大型电站风机水冷式轴承座及其制造方法，特点是采用具有优良焊接性能的Q235A型钢加工成分离零件，再将分离零件组合，采用二氧化碳气体保护焊，将各零件焊接成轴承座的上盖、下座，轴承座内具有冷却水道、润滑油箱和温度检测通道；焊接后经退火后再粗金加工，粗金加工后再次退火，再精金加工，然后冷却水道、润滑油箱进行水压试验。优点是消除了铸件不可避免的铸造缺陷，废品率大幅度下降；用料可减少25％以上；冷却水道的通径大，冷却效果好；抗脆断能力好，使用中不易损坏；生产周期短，无须制作铸造模具，产品成本低。
文档编号F04D29/04GK1687600SQ20051002081
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月29日 优先权日2005年4月29日
发明者杨跃, 陈洪涛 申请人:四川工程职业技术学院