专利名称：一种滚动轴承式转子支承及该高速感应电动旋转机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高速感应电动旋转机械的滚动轴承式转子支承，特别涉及用
于安装在交通运输工具一车辆等上的由大容量高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气 压縮机等的转子支承，其中转子以例如不小于每分钟数万转的高速旋转。
背景技术：
大功率、高转速的高速感应电动机(20kw，60000/min以上)设计的主要技术问题 之一就是轴承设计。目前，对这种大功率、高转速的电机轴承设计一般都考虑采用电磁轴承 与滚动轴承混合支承的主动型磁力轴承支承方式，但这种磁力轴承的电控和制造复杂，价 格昂贵、可靠性较低，目前还不能商品化；液体滑动轴承因电机高速旋转时的摩擦损失较大 和空气滑动轴承的承载力小等原因也受到一定程度的使用限制。 本发明提供了一种适用于安装在交通运输工具上的由高速感应电动机驱动的空 气制冷机、空气压縮机等应用的滚动轴承式转子支承，对系统可靠运行起到了至关重要的 作用。
发明内容
发明采用的技术方案是在高速感应电动旋转机械的转子两侧，对称布置双列半浮 动式滚动轴承。其主要设计思想是，由于高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压縮机运 转时的外载荷均匀，且对转子系的运转精度要求不是很高，采取对陶瓷球角接触球轴承的 内外环同时进行喷射润滑，足以满足20kW左右、60000r/min以上的高速感应电动机运行条 件要求；另一方面，由于安装于交通运输工具上的高速感应电机驱动的空气制冷机、空气压 縮机工作中无法避免振动，以及转子长时间工作的各种原因，动平衡精度有可能有所破坏， 为保证电机轴承具有长的工作寿命，除了要求转子在初始就具有一定的动平衡精度外，更 为重要的是使轴承要能够吸收振动能量，以保证轴承可靠地工作。为此，利用半浮动式滚动 轴承与轴承座孔间的配合间隙和其中的压力油膜，形成弹性支承和油膜减振器来吸收振动 能量。 本发明的有益效果是，由于采取对陶瓷球角接触球轴承的内外环同时进行喷射润 滑，以及半浮动式滚动轴承的弹性支承作用，当高速感应电动旋转机械的转子在60000r/ min以上运转时，系统运行稳定可靠。
图1是一种包括本发明的转子支承的高速感应电动旋转机械的空气制冷机的实 施例主视图。 图2是本发明的转子支承的主视图。 图3是图2中的半浮动式滚动轴承的主视图。 图4是图2中的带"磨盘式"排油道的水套盖的视图。
具体实施例方式
下面结合附图描述本发明的具体实施例。图l表示为一种空气制冷机l的主视图， 该制冷机1由一台包括本发明的转子支承7的电动机4直接驱动。图1中，空气制冷机1 在其中部包括一台电动机4。电动机4包括转子2和定子3。转子2两侧对置双列半浮动 式滚动轴承5。钎焊有散热翅片10的定子外套9与本体8组成定子3的冷却水套。制冷叶 轮11和压气叶轮6固定在转子2的两个轴端部上。从涡轮机出口引入部分冷气进入电动 机4内部冷却。 图2表示上述空气制冷机1的转子支承7。包括转子2两侧对置的双列半浮动 式滚动轴承5、轴承座15、左水套盖13、右水套盖17、左盖板12、右盖板18、左衬套16、右衬 套19、挡块14以及其它附件。 图2中，轴承座15与左水套盖13组成左冷却水套，轴承座15与右水套盖17组成 右冷却水套。 左水套盖13和右水套盖17的外侧设置有图4所表示的"磨盘式"排油道，各自与 左盖板12和左衬套16，右盖板18和右衬套19组成左右转子支承7的润滑油端部密封装 置。 浮动套21的外侧端部上装有轴用弹性挡圈20，限制转子2左右窜动。
图3中，每列半浮动式滚动轴承5的浮动套21内安装两只陶瓷球角接触球轴承 22a、22b，轴承22a、22b的外环上开有环形槽润滑油道并在环形槽的圆周上均布三个直径 为0. 5mm-0. 8mm的小喷孔，形成通过外环对轴承22a、22b进行喷射润滑和冷却的油道，与内 环喷射润滑共同作用，提高了轴承22a、22b的使用寿命和极限转速。 轴承22b的外环、内喷油衬圈27、碟形弹簧26、推杆圈25、外喷油衬圈23、推杆24 和轴承22a的外环依次嵌入浮动套21孔内，小轴套30、大轴套29安置于两轴承22a、22b内
环之间，外喷油衬圈23固定不动，内喷油衬圈27仅作轴向移动。比外喷油衬圈23长| x转
子2最大热伸长量Amm的推杆24装入外喷油衬圈23上均布的四个导向孔内，并使外喷油
衬圈23与推杆圈25之间保持l mm间隙，用作为转子2工作时的轴向热伸长游隙。 内喷油衬圈27、碟形弹簧26、推杆圈25和推杆24共同构成对两轴承22a、22b的 定压预紧和补偿轴向游隙。 浮动套21与轴承座15轴孔间具有0. 08-0. 15mm的配合间隙，浮动套21的外圆内 端一侧和轴承座15轴孔的外端一侧各嵌有两道0形橡胶密封圈28，嵌入轴承座15轴孔内 的浮动套21利用轴承座15上设置的挡块14限制浮动套21转动，使浮动套21处于半浮动 状态。 当空气制冷机1工作时，由图2、图3所表示的通过对轴承22a、22b内外环同时进 行喷射润滑和冷却，一方面可以进一步提高轴承的使用寿命和极限转速；另一方面，利用浮 动套21与轴承座15轴孔间的配合间隙和其中的压力油膜以及0形橡胶密封圈28，形成半 浮动式滚动轴承5的油膜-橡胶阻尼减振器，使安装在客车上的空气制冷机1运行可靠，并 且，还可以通过浮动套21与轴承座15轴孔间的滑油带走半浮动式滚动轴承5的一部分热 量，对轴承运转十分有利。
由于图2中的转子支承7结构，由图1所表示的空气制冷机l，高速运行时效果是 显著的。
权利要求
一种高速感应电动旋转机械用滚动轴承式转子支承(7)，包括转子(2)两侧对置的双列半浮动式滚动轴承(5)、轴承座(15)、左水套盖(13)、右水套盖(17)、左盖板(12)、右盖板(18)、左衬套(16)、右衬套(19)、挡块(14)以及其它附件。
2. 根据权利要求1所述的双列半浮动式滚动轴承(5)，其特征是， 每列半浮动式滚动轴承(5)的浮动套(21)内安装两只陶瓷球角接触球轴承(22a、22b)，轴承(22a、22b)的外环上开有环形槽润滑油道并在环形槽的圆周上均布数个小孔， 形成通过外环对轴承(22a、22b)进行喷射润滑和冷却的外环润滑油道；轴承(22b)的外环、内喷油衬圈(27)、碟形弹簧(26)、推杆圈(25)、外喷油衬圈(23)、 推杆(24)和轴承(22a)的外环依次嵌入浮动套(21)孔内，小轴套(30)、大轴套(29)安置 于两轴承(22a、22b)内环之间，外喷油衬圈(23)固定不动，内喷油衬圈(27)仅作轴向移动，比外喷油衬圈(23)长lx转子(2)最大热伸长量Amm的推杆(24)装入外喷油衬圈(23)上均布的四个导向孔内，并使外喷油衬圈(23)与推杆圈(25)之间保持lmm间隙，内喷油衬圈(27)、碟形弹簧(26)、推杆圈(25)和推杆(24)共同构成对两轴承(22a、22b)的定压预 紧和补偿轴向游隙；浮动套(21)与轴承座(15)轴孔间具有一定的配合间隙，浮动套(21)的外圆内端一侧 和轴承座(15)轴孔的外端一侧各嵌有1 2道0形橡胶密封圈(28)，嵌入轴承座(15)轴 孔内的浮动套(21)利用轴承座(15)上设置的挡块(14)限制浮动套(21)转动，使浮动套 (21)处于半浮动状态。
3. 根据权利要求1所述的转子支承(7)，其特征是，利用浮动套(21)与轴承座(15)轴孔间的配合间隙和其中的压力油膜以及O形橡胶密 封圈(28)，形成半浮动式滚动轴承(5)的弹性支承和油膜-橡胶阻尼减振器；轴承座(15)与左水套盖(13)组成左冷却水套，轴承座(15)与右水套盖(17)组成右 冷却水套；左水套盖(13)和右水套盖(17)的外侧设置有"磨盘式"排油道，各自与左盖板(12)和 左衬套(16)，右盖板(18)和右衬套(19)组成左右转子支承(7)的润滑油端部密封装置； 浮动套(21)的外侧端部上装有轴用弹性挡圈(20)，限制转子(2)左右窜动。
4. 一种高速感应电动旋转机械，包括一个由权利要求l所述的转子支承(7)。
全文摘要
一种根据本发明的用于高速感应电动旋转机械的滚动轴承式转子支承，包括转子两侧对置的双列半浮动式滚动轴承、轴承座、水套盖、挡块以及其它附件。每列半浮动式滚动轴承的浮动套内安装两只角接触球轴承；轴承座轴孔内的浮动套的外圆两端部上设有O形橡胶密封圈，并在轴承座上设置挡块限制浮动套转动，使其处于半浮动状态；轴承座与水套盖组成转子支承的冷却水套；水套盖、盖板和衬套组成转子支承的润滑油端部密封装置。当采用本发明的转子支承的高速感应电动旋转机械安装在车辆上以60000r/min的高速运转时，由于半浮动式滚动轴承的弹性支承和支承间的压力油膜-橡胶阻尼减振，系统运行稳定可靠。
文档编号H02K5/173GK101752949SQ200810233188
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者伍怀秋, 何君, 何应明 申请人:何君;伍怀秋;何应明