一种微型燃气轮发电机径向空气轴承、组件及其安装方法
专利摘要:本发明公开了一种微型燃气轮发电机径向空气轴承、组件及其安装方法,包括转轴,所述转轴外侧套接有轴套,所述轴套内开设有凹槽,所述转轴与轴套之间放置有弹片和抗磨片,弹片和抗磨片均从凹槽处装入;当转轴高速旋转时,自主形成具有足够刚度的承载气膜将转轴抬起,并且机械摩擦损耗极低,转轴上无需润滑油,也不需要对空气进行散热,可以在满足微型燃气轮发电机的转动部件超高速转动需求的同时,使得微型燃气轮发电机转动部件的组装工艺更为方便快捷,便于实现微型燃气轮发电机的大规模工业化生产。
专利说明:
一种微型燃气轮发电机径向空气轴承、组件及其安装方法
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及一种轴承,特别涉及一种微型燃气轮发电机径向空气轴承、组件及其安装方法。
[0003] 背景技术
[0004] 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。
[0005] 目前市场的燃气轮机大多数使用油膜滑动轴承,使用油膜轴承的燃气轮机无法提高转速、另外还需要庞大的散热设备为润滑油降温,维护周期较频繁等多种缺点。
[0006] 发明内容
[0007] 本发明提供一种微型燃气轮发电机的径向空气轴承用来克服现有技术中油膜轴承的燃气轮机无法提高转速、另外还需要庞大的散热设备为润滑油降温,维护周期较频繁的缺陷。
[0008] 为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
[0009] 本发明公开了一种微型燃气轮发电机的径向空气轴承组件,包括转轴,所述转轴外侧套接有轴套,所述轴套内开设有凹槽,所述转轴与轴套之间放置有弹片和抗磨片,并且其二者均从凹槽处装入,径向空气轴承组件包括:启动部分和动力部分,所述启动部分和动力部分通过联轴器连接;所述启动部分包括:电机转轴的两侧分别安装有径向空气轴承;所述动力部分包括:空心轴,所述空心轴的外部装配有连体式径向空气轴承;所述连体式径向空气轴承包括:安装有空气轴承的转轴以及位于转轴同一水平方向两侧的压气叶轮和涡轮。
[0010] 进一步的,转轴与轴套为同一圆心。
[0011] 进一步的,弹片和抗磨片的弧度均与轴套的弧度相配合。
[0012] 进一步的,弹片靠近轴套内壁,抗磨片靠近转轴外壁。
[0013] 进一步的,抗磨片以转轴中心为圆心,呈圆周排列,并且相互之间依次首尾相压。
[0014] 空气轴承组件的安装方法,包括以下步骤:
[0015] 在启动端,分别安装一个径向空气轴承在电机转轴的左右两侧:
[0016] 先把左侧径向空气轴承从电机转轴的左侧一端套入,由于空气轴承本身的特性,空气轴承内壁与电机转轴的外壁之间留有气隙,以便电机转轴在高速转动时可以持续产生具有足够刚度的承载气膜,在电机转轴静态时套入空气轴承,不像传统油润滑轴承安装时,需要把轴承和转轴紧密结合,甚至用木锤敲击轴承至转轴的特定位置。然后,在安装非转动部件时把左侧径向空气轴承与前轴承座进行固定安装;
[0017] 先把右侧径向空气轴承从电机转轴的右侧一端套入,由于空气轴承本身的特性,空气轴承内壁与电机转轴的外壁之间留有气隙,以便转轴在高速转动时可以持续产生具有足够刚度的承载气膜,在电机转轴静态时套入空气轴承,不像传统油润滑轴承安装时,需要把轴承和转轴紧密结合,甚至用木锤敲击轴承至转轴的特定位置。然后,在安装非转动部件时把右侧径向空气轴承与后轴承座进行固定安装;
[0018] 在动力端,安装一个连体式径向空气轴承在空心轴的外部,并保持空气轴承在横向上位于压气叶轮和涡轮之间:
[0019] 先把连体式径向空气轴承与轴承座进行固定安装,然后把空心轴装入空气轴承内部,空气轴承内壁与空心轴的外壁之间留有气隙,以便空心轴在高速转动时可以持续产生具有足够刚度的承载气膜,因此空心轴装入空气轴承内部时比较容易。
[0020] 然后,用冷热配合的方式把压气叶轮与空心轴装配在一起,最后,同样用冷热配合的方式把涡轮与空心轴装配在一起。
[0021] 本发明所达到的有益效果是:当转轴高速旋转时,自主形成具有足够刚度的承载气膜将转轴抬起,并且机械摩擦损耗极低,转轴上无需润滑油,也不需要对空气进行散热,可以在满足微型燃气轮发电机的转动部件超高速转动需求的同时,使得微型燃气轮发电机转动部件的组装工艺更为方便快捷,便于实现微型燃气轮发电机的大规模工业化生产。
[0022] 附图说明
[0023] 附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0024] 图1是本发明的内部结构示意图;
[0025] 图2是本发明空气轴承组件的示意图。
[0026] 图中:1、轴套;2、第一凹槽;3、第一弹片;4、第一抗磨片;5、第二凹槽;6、第二弹片;7、第二抗磨片;8、第三凹槽;9、第三弹片;10、第三抗磨片;11、第四凹槽;12、第四弹片;13、第四抗磨片;14、第五凹槽;15、第五弹片;16、第五抗磨片;17、第六凹槽;18、第六弹片;19、第六抗磨片;20、转轴;21、径向空气轴承;22、电机转轴;23、压气叶轮;24、连体式径向空气轴承;25、空心轴;26、涡轮。
[0027] 具体实施方式
[0028] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0029] 实施例1
[0030] 如图1-2所示,一种微型燃气轮发电机的径向空气轴承组件,包括转轴20,所述转轴20外侧套接有轴套1,所述轴套1内开设有6个凹槽,其分别为:第一凹槽2,第二凹槽5,第三凹槽8,第四凹槽11,第五凹槽14和第六凹槽17,所述凹槽内放置有6个弹片和6个抗磨片,其分别为:第一弹片3,第二弹片6,第三弹片9,第四弹片12,第五弹片15合第六弹片18;第一抗磨片4,第二抗磨片7,第三抗磨片10,第四抗磨片13,第五抗磨片16合第六抗磨片19,所述弹片靠近轴套1内壁,所述抗磨片靠近转轴20外壁,弹片和抗磨片的弧度均与轴套1的弧度相配合,抗磨片以转轴20的中心为圆心,呈圆周排列,并且相互之间依次首尾相压,径向空气轴承组件包括:启动部分和动力部分,所述启动部分和动力部分通过联轴器连接;所述启动部分包括:电机转轴22,所述电机转轴22同一水平方向的两侧分别安装有径向空气轴承21;所述动力部分包括:空心轴25,所述空心轴25的外部装配有连体式径向空气轴承24;所述连体式径向空气轴承24包括:安装有空气轴承21的转轴以及位于转轴同一水平方向两侧的压气叶轮23和涡轮26。
[0031] 具体的安装方式:把第一弹片3和第一抗磨片4组装在一起成为组件,然后以第一弹片3靠近轴套1内壁一侧,第一抗磨片4靠近转轴20外壁一侧的方式把组件装入第一凹槽2中;把第六弹片18和第六抗磨片19组装在一起成为组件,然后以第六弹片18靠近轴套1内壁一侧,第六抗磨片19靠近转轴20外壁一侧的方式把组件装入第六凹槽17中。同时,保持第六抗磨片19压在第一抗磨片4的外侧;把第五弹片15和第五抗磨片16组装在一起成为组件,然后以第五弹片15靠近轴套1内壁一侧,第五抗磨片16靠近转轴20外壁一侧的方式把组件装入第五凹槽14中。同时,保持第五抗磨片16压在第六抗磨片19的外侧;把第四弹片12和第四抗磨片13组装在一起成为组件,然后以第四弹片12靠近轴套1内壁一侧,第四抗磨片13靠近转轴20外壁一侧的方式把组件装入第四凹槽11中。同时,保持第四抗磨片13压在第五抗磨片16的外侧;把第三弹片9和第三抗磨片10组装在一起成为组件,然后以第三弹片9靠近轴套1内壁一侧,第三抗磨片10靠近转轴20外壁一侧的方式把组件装入第三凹槽8中。同时,保持第三抗磨片10压在第四抗磨片13的外侧;把第二弹片6和第二抗磨片7组装在一起成为组件,然后以第二弹片6靠近转轴1内壁一侧,第二抗磨片7靠近转轴20外壁一侧的方式把组件装入第二凹槽5中。同时,保持第二抗磨片7压在第三抗磨片10的外侧,第二抗磨片7置于第一抗磨片4的内侧。
[0032] 抗磨片靠近转轴20的外壁一侧,弹片靠近轴套1内壁一侧。以抗磨片和弹片周围环境中的空气作为润滑剂,以抗磨片和弹片共同作为弹性支撑件。当转轴高速旋转时,自主形成的具有足够刚度的承载气膜将转轴20抬起。同时,由于空气粘度几乎可以忽略不计,转轴20在高速转动时的机械摩擦损耗极低,转轴20无需润滑油,也不需要对空气进行散热。
[0033] 空气轴承组件的安装方法,包括以下步骤:
[0034] 在启动端,分别安装一个径向空气轴承21在电机转轴的左右两侧:
[0035] 先把左侧径向空气轴承21从电机转轴22的左侧一端套入,由于空气轴承21本身的特性,空气轴承21内壁与电机转轴22的外壁之间留有气隙,以便电机转轴22在高速转动时可以持续产生具有足够刚度的承载气膜,在电机转轴22静态时套入空气轴承21,不像传统油润滑轴承安装时,需要把轴承和转轴紧密结合,甚至用木锤敲击轴承至转轴的特定位置。然后,在安装非转动部件时把左侧径向空气轴承21与前轴承座进行固定安装;
[0036] 先把右侧径向空气轴承21从电机转轴22的右侧一端套入,由于空气轴承21本身的特性,空气轴承21内壁与电机转轴22的外壁之间留有气隙,以便转轴在高速转动时可以持续产生具有足够刚度的承载气膜,在电机转轴22静态时套入空气轴承21,不像传统油润滑轴承安装时,需要把轴承和转轴紧密结合,甚至用木锤敲击轴承至转轴的特定位置。然后,在安装非转动部件时把右侧径向空气轴承21与后轴承座进行固定安装;
[0037] 在动力端,安装一个连体式径向空气轴承24在空心轴25的外部,并保持空气轴承21在横向上位于压气叶轮25和涡轮26之间:
[0038] 先把连体式径向空气轴承24与轴承座进行固定安装,然后把空心轴25装入空气轴承21内部,空气轴承21内壁与空心轴25的外壁之间留有气隙,以便空心轴25在高速转动时可以持续产生具有足够刚度的承载气膜,因此空心轴25装入空气轴承21内部时比较容易。
[0039] 然后,用冷热配合的方式把压气叶轮23与空心轴25装配在一起,最后,同样用冷热配合的方式把涡轮26与空心轴23装配在一起。
[0040] 另外,本实施例是以6片抗磨片和6片弹片举例说明,并非限制其数量,本申请保护的是本空气轴承的结构以及安装方法。
[0041] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求:1.一种微型燃气轮发电机的径向空气轴承,其特征在于,包括转轴(20),所述转轴(20)外侧套接有轴套(1),所述轴套(1)内侧沿圆周方向开设有若干凹槽,所述转轴(20)与轴套(1)之间放置有若干弹片和抗磨片。
2.根据权利要求1所述的微型燃气轮发电机的径向空气轴承,其特征在于,所述弹片和抗磨片均从凹槽处装入。
3.根据权利要求1所述的微型燃气轮发电机的径向空气轴承,其特征在于,所述若干弹片和抗磨片的弧度均与轴套(1)的弧度相配合。
4.根据权利要求1所述的微型燃气轮发电机的径向空气轴承,其特征在于,所述弹片靠近轴套(1)内壁,抗磨片靠近转轴(20)外壁。
5.根据权利要求1所述的微型燃气轮发电机的径向空气轴承,其特征在于,所述抗磨片以转轴(20)的中心为圆心,呈圆周排列,并且相互之间依次首尾相压。
6.一种安装有权利要求1-5任一所述的空气轴承组件,其特征在于,包括启动部分和动力部分,所述启动部分和动力部分通过联轴器连接;
所述启动部分包括:电机转轴(22),所述电机转轴(22)同一水平方向的两侧分别安装有径向空气轴承(21);
所述动力部分包括:空心轴(25),所述空心轴(25)的外部装配有连体式径向空气轴承(24);所述连体式径向空气轴承(24)包括:安装有空气轴承(21)的转轴以及位于转轴同一水平方向两侧的压气叶轮(23)和涡轮(26)。
7.一种权利要求6所述空气轴承组件的安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在电机转轴(22)静态时将左侧的径向空气轴承(21)从所述电机转轴(22)的左侧一端套入,然后,在安装非转动部件时把左侧的径向空气轴承(21)与前轴承座进行固定安装;
2)在电机转轴(22)静态时将右侧的径向空气轴承(21)从所述电机转轴(22)的右侧一端套入,然后,在安装非转动部件时把右侧径向空气轴承(21)与后轴承座进行固定安装;
3)把连体式径向空气轴承(24)与轴承座进行固定安装,然后把空心轴(25)装入空气轴承(21)内部,空气轴承(21)内壁与空心轴(25)的外壁之间留有气隙;
4)用冷热配合的方式把压气叶轮(23)与空心轴(25)装配在一起,最后,同样用冷热配合的方式把涡轮(26)与空心轴(23)装配在一起。
公开号:CN110594284
申请号:CN201910910878.1A
发明人:姜鑫平
申请人:江苏恒军动力科技有限公司
申请日:2019-09-25
公开日:2019-12-20