转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置，转轴轴承组件包括：支承轴承的轴承座，转轴可转动地穿过轴承和轴承座的空腔；轴向抵压轴承外圈的轴承压盖；套装在转轴上的花键盘，花键盘具有插入转轴与轴承压盖间径向间隙中的近端，在花键盘的近端的外周上过盈配合地装有至少二个涨圈，并且每个涨圈与轴承压盖间隙配合；其中，轴承压盖、花键盘和任意两个涨圈围成腔室，轴承压盖设有与腔室相通的用于输入压缩气体的第三通孔，并且第三通孔位于上述任意二个涨圈之间。燃气轮机的封油装置包括上述转轴轴承组件。转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置，可使得其所针对的轴承维持良好润滑条件并避免润滑油泄漏。
【专利说明】转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及转动机械部件【技术领域】，尤其涉及一种转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中涉及高速转轴轴承的润滑时，所提供的封油组件因为采用单一的方式导致封油效果不理想。例如，对于燃气轮机而言，燃气轮机转子是一种高速转动的部件，轴承在这种高速机械传动过程中起到固定和支撑旋转体，减小载荷摩擦系数的作用，是一种举足轻重的零部件。因此轴承的供油和润滑至关重要。良好的供油系统能维持较好的轴承润滑条件，具有以下作用:1，减少摩擦及磨损:在轴承的套圈、滚动体及保持器的相互接触部分形成油膜，防止金属接触，减少摩擦、磨损。2，延长轴承疲劳寿命:润滑良好，则滚动接触面润滑良好，轴承的滚动疲劳寿命则延长。3，排出摩擦热、冷却轴承:循环给油可以用滑油排出由摩擦或外部传导产生的热，防止轴承过热。此外，滑油也有防止异物侵入轴承内部，或防止生锈、腐蚀之效果。优秀的供油系统需要既能达到润滑要求，又要避免滑油的泄露。如果设备内滑油泄露、积累，不仅造成浪费，还容易引发严重的爆炸事故。实践证明常规的燃气轮机转子处的密封具有以下缺点:1、气封、梳齿式的封油方式经实践证明不具有彻底的封油能力。2、仅仅应用单一的封油方式不能达到完全封油的效果。3、多种封油方式的耦合没有合理的布局。这些问题影响着燃气轮机的润滑效果，并使燃气轮机的运行存在着重大安全隐患。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置，以使得其所针对的轴承维持良好润滑条件并避免润滑油泄漏。
[0004]为实现上述目的，本实用新型一方面提供一种转轴轴承组件，包括:支承轴承的轴承座，转轴可转动地穿过轴承和轴承座的空腔；轴向抵压轴承外圈的轴承压盖；套装在转轴上的花键盘，花键盘具有插入转轴与轴承压盖间径向间隙中的近端，在花键盘的近端的外周上过盈配合地装有至少二个涨圈，并且每个涨圈与轴承压盖间隙配合；其中，轴承压盖、花键盘和任意二个涨圈围成腔室，轴承压盖设有与腔室相通的用于输入压缩气体的第三通孔，并且第三通孔位于所述任意二个涨圈之间。
[0005]根据本实用新型，还包括:第一静子组件，第一静子组件与花键盘分别设置在轴承座的相对两侧，并第一静子组件与轴承座固定，且具有供转轴穿过的第一通孔；其中，第一静子组件的第一通孔的内周面设置有第一梳齿结构，第一梳齿结构与转轴之间构造成第一梳齿密封。
[0006]根据本实用新型，还包括:第二静子组件，具有供花键盘的远端插入的第二通孔，并与轴承分别位于轴承压盖的相反两侧；花键盘的远端的外圆周设置有第二梳齿结构，第二梳齿结构与第二静子组件的第二通孔之间构造成第二梳齿密封。[0007]根据本实用新型，梳齿结构中的梳齿的齿轮角的角度为8° -15°之间任一值，且梳齿的齿顶为圆角。
[0008]根据本实用新型，涨圈的数量为2个，其中，轴承压盖、花键盘和二个涨圈围成腔室。
[0009]根据本实用新型，涨圈和花键盘的近端的外圆周构成第三梳齿结构；轴承压盖的内圆周与第三梳齿结构构造成第三梳齿密封。
[0010]根据本实用新型，转轴上还套设有与转轴同步转动的挡油环，挡油环设置在轴承与花键盘之间。
[0011]根据本实用新型，挡油环具有环形翅状突起，在挡油环的径向上，翅状突起的高度与轴承的内圈和外圈间的通道宽度相同，翅状突起的靠近轴承的一侧的面的倾斜角度，大于翅状突起的远离轴承的一侧的面的倾斜角度，其中倾斜角度是相应面与挡油环的径向方向的夹角。
[0012]根据本实用新型，还包括:进油管，进油管伸入轴承座的空腔内，并且进油管的出油口朝向轴承；设置于轴承座的回油孔，回油孔与轴承座的空腔相连通；以及回油管，位于轴承座的空腔下方并与空腔相通。
[0013]另一方面提供一种燃气轮机的封油装置，包括上述任一项的转轴轴承组件。
[0014]相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0015]本实用新型的转轴轴承组件由于以合理的布局提供了气封和其涨圈提供了挡油的作用，从而能够获得良好的封油效果，例如，使得其所针对的轴承维持良好润滑条件并避免润滑油泄漏。此外，可选地可将梳齿密封与上述气封耦合使用，从而能够获得更加良好的封油效果。另外，当本实用新型在气封、梳齿密封的基础上结合了挡油环密封的情形下，以合理的布局耦合了气封、梳齿密封、挡油环密封使得封油效果进一步优化。
[0016]本实用新型的燃气轮机的封油装置，由于其中的转轴轴承组件以合理的布局提供了气封和其涨圈提供了挡油的作用，从而能够获得良好的封油效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的转轴轴承组件的一个实施例的沿着转轴的轴向的剖视图，其中以标记A示出“前方”位置(第一静子组件2的左侧)，标记B示出“后方”位置(第二静子组件7的右侧)；
[0018]图2是图1示出的转轴轴承组件的分解图；
[0019]图3是图1中示出的挡油环的主视图；
[0020]图4是图1中示出的挡油环的左视图；
[0021]图5是图1中示出的挡油环沿着挡油环的轴线剖切的剖视图；
[0022]图6是图1中示出的轴承座的主视图；
[0023]图7是图1中示出的轴承座的左视图；
[0024]图8是图1中示出的轴承座的剖视图；
[0025]附图中:
[0026]I 转轴；
[0027]2第一静子组件；[0028]3轴承座；
[0029]4进油管；
[0030]5涨圈；
[0031]6花键盘；
[0032]7第二静子组件；
[0033]8轴承压盖；
[0034]9挡油环；
[0035]10轴承；[0036]11回油管；
[0037]12第三通孔；
[0038]13翅状突起；
[0039]14回油孔；
[0040]21第一梳齿结构；
[0041]31空腔；
[0042]32环形凸起；
[0043]33第一孔；
[0044]34第二孔；
[0045]35第三孔；
[0046]61第二梳齿结构。
【具体实施方式】
[0047]以下参见附图描述本实用新型的转轴轴承组件及燃气轮机的封油装置的【具体实施方式】。
[0048]参照图1和图2，本实用新型的转轴轴承组件的一个实施例，包括轴向抵压轴承10外圈的轴承压盖8、套装在转轴I上的花键盘6，花键盘6具有插入转轴I与轴承压盖8间径向间隙中的近端，在花键盘6的近端的外周上过盈配合地装有至少二个涨圈5，并且每个涨圈5与轴承压盖8间隙配合，其中，轴承压盖8、花键盘6和任意二个涨圈5围成腔室，轴承压盖8设有与腔室相通的用于输入压缩气体的第三通孔12，并且第三通孔12位于所述的任意二个涨圈5之间。
[0049]具体地，在本实施例中，转轴I通过轴承10在轴承座3的空腔31 (图8示出)中转动地支撑，即转轴I由轴承10支承，并且部分地容纳于轴承座3中，且转轴I可相对于轴承座3转动。轴承压盖8与轴承座3固定连接并轴向抵压轴承10的外圈，由此轴承压盖8的内周面与转轴I的外周面之间均有沿转轴I的径向方向的间隙。花键盘6的近端插入该间隙中。此外，花键盘6与转轴I同步转动地连接(例如以键连接在一起)，即转轴I转动带动花键盘6 —起转动。在本实施例中，至少两个涨圈5彼此间隔地套设在花键盘6的近端，且每个涨圈5与花键盘6过盈配合。优选地，每个涨圈5的外直径大于花键盘6的近端的最大外直径，从而起到可以挡油的作用。
[0050]继续参照图1和图2，在本实施例中，轴承压盖8、花键盘6和两个涨圈5 —起围成腔室，具体而言，轴承压盖8的内周面、花键盘6的外周面、两个涨圈5共同围成腔室。[0051]轴承压盖8设有与该腔室相通的第三通孔12且第三通孔12位于上述两个涨圈5之间，可理解，第三通孔12的出口是位于上述两个涨圈5之间的，以将压缩气体通入腔室中。压缩气体经过第三通孔12通入上述腔室，以阻止位于该腔室左侧的润滑油从涨圈和轴承压盖之间的间隙泄出，从而形成气封，阻止润滑油向后流动。其中，压缩气体的压力值为满足实现上述功能的压力值，换言之压缩气体的压力至少高于腔室前方的压力。综上，压缩气体一方面在相对密闭的腔室内可以阻止润滑油向后泄出，另一方面压缩气体不容易泄出，压力不会快速下降。此外，以由轴承10指向花键盘6的方向为由前到后的方向，即图1示出的由A指向B的方向。
[0052]在本实用新型中，设置有两个涨圈5，两个涨圈5相对的表面、轴承压盖8的内周面与花键盘6的外周面围成上述腔室。当然，涨圈5的数量并不局限于此，只要可以形成气封以及安装于花键盘6时能够起到阶梯挡油的作用即可。即可以任意选定至少两个涨圈5中的任意两个涨圈作为形成腔室时所需。而第三通孔12设置在所选定的两个用以形成腔室时所用到的涨圈之间，由此使得压缩气体能够进入腔室。
[0053]由此，本实施例的转轴轴承组件由于以合理的布局提供了气封和其涨圈提供了挡油的作用，从而能够获得良好的封油效果，例如，使得其所针对的轴承维持良好润滑条件并避免润滑油泄漏。
[0054]进一步参照图1和图2，本实施例中，转轴轴承组件还包括第一静子组件2。第一静子组件2与花键盘6分别设置在轴承座3的相对两侧，并第一静子组件2与轴承座3固定连接，转轴I由第一静子组件2的第一通孔穿过。其中，第一静子组件2的第一通孔的内周面设置有第一梳齿结构21，第一梳齿结构21与转轴I之间构造成第一梳齿密封。
[0055]此外，本实施例中，转轴轴承组件还包括第二静子组件7，第二静子组件7具有供花键盘6的远端插入的第二通孔，并与轴承10分别位于轴承压盖8的相反两侧。其中，花键盘6的远端为花键盘6上与其近端相对的一端，可理解，在本实施例中，花键盘6具有两端，其一端较另一端靠近轴承，称此靠近轴承的一端为近端，相比远离轴承的一端为远端，靠近轴承的一端也即插入转轴I与轴承压盖8间径向间隙中的一端。本实施例中，花键盘6的远端的外圆周设置有第二梳齿结构61，第二梳齿结构61与第二静子组件7的第二通孔之间构造成第二梳齿密封。
[0056]另外，涨圈5和花键盘6的近端的外圆周构成第三梳齿式结构，具体地，每个涨圈5的外直径大于花键盘6的近端的最大外直径，即涨圈5较花键盘6的外周面突出，并且将至少两个涨圈间隔地设置，从而所有涨圈5与花键盘6的近端的外圆周构造成凹凸状结构，即形成梳齿结构(为于上述第一梳齿结构和第二梳齿结构区别，此处称为第三梳齿结构)。由此，轴承压盖8的内圆周与第三梳齿结构构造成第三梳齿密封。
[0057]综上，第一梳齿密封、第二梳齿密封、第三梳齿密封与上述气封耦合使用，从而能够获得更加良好的封油效果。当然，不局限于本实施例，可选地构造第一梳齿密封、第二梳齿密封、第三梳齿密封中的一个或多个。
[0058]可选地，在上述三个梳齿结构中，其中任意一个或多个梳齿结构的梳齿可选地的齿轮角的角度为8° -15°之间任一值，且梳齿的齿顶为圆角。
[0059]具体地，在本实施例中，第一梳齿结构21由多个沿第一静子组件的轴线间隔开的梳齿构成，该多个梳齿由第一通孔的内周面延伸出。每个梳齿的角度为8° -15°之间任一值，并且齿顶为圆角。
[0060]继续参照图1和图2，本实施例中，在转轴I上还套设有与转轴I同步转动的挡油环9，挡油环9设置在轴承10与花键盘6之间。花键盘6将挡油环9轴向抵压在轴承10的内圈上，以使得挡油环9与转轴I同步转动。挡油环9与花键盘6可以为一体制成。
[0061]参照图3至图5，具体示出了本实施例中的挡油环9的形状，挡油环9具有环形翅状突起13。在挡油环9的径向上，翅状突起的高度与轴承10的内圈和外圈间的通道宽度相同。可理解，当挡油环9安装在转轴I上时，翅状突起的根部的位置与轴承10的内圈的外周面等高(即二者至转轴I轴线的径向距离相等)，翅状突起的端部的外周面位置与轴承10的外圈的内周面等高(即二者至转轴I轴线的径向距离相等)，而翅状突起的根部至器端部的外周面的径向距离为其高度，轴承10的内圈的外周面与轴承10的外圈的内周面之间的间隙为上述内圈和外圈间的通道。由此，挡油环9能够挡住该处由轴承10内向后飞溅出的润滑油。
[0062]翅状突起的靠近轴承10的一侧的面的倾斜角度，大于翅状突起的远离轴承10的一侧的面的倾斜角度，其中倾斜角度是相应面与挡油环的径向方向的夹角。换言之，翅状突起的两侧的面相互呈角度设置，其中一侧的面较另一侧的面靠近轴承10，该靠近轴承10的面与挡油环的径向方向的夹角为该面的倾斜角度(称为第一倾斜角度)，两侧的面中相比远离轴承10的面与挡油环的径向方向的夹角为该面的倾斜角度(称为第二倾斜角度)，第一倾斜角度大于第二倾斜角度。其中，径向方向是垂直于挡油环的轴向的方向。
[0063]进一步参照图5，在本实施例中，挡油环9包括环状基部和翅状突起13，其中翅状突起13是从环状基部的外周面上径向向外延伸出的，并且挡油环9可以优选为整体件。
[0064]由此，本实施例在气封、梳齿密封的基础上结合了挡油环密封的情形下，以合理的布局耦合了气封、梳齿密封、挡油环密封使得封油效果进一步优化。
[0065]继续参见图1和图2，在本实施例中，转轴轴承组件还包括:进油管4、回油孔14、回油管11。进油管4与轴承压盖8分别位于轴承10的相反两侧，进油管4伸入轴承座3的空腔31内，并且进油管4的出油口朝向轴承10。回油孔14 (图8中示出)设于轴承座3中，回油孔14与轴承座3的空腔31 (图8中示出)相连通。回油管11位于轴承座3的空腔31的下方并与空腔31相通。在图1的示例中还可以看出，进油管4在转轴I上方而回油管11在转轴I的下方。
[0066]本实施例的转轴轴承组件还包括喷油嘴和回油池，其中喷油嘴与进油管4的入油口连通，回油池通过回油管11与轴承座3的空腔31相通。
[0067]参照图6至图8，示出了本实施例中的轴承座3，其包括供进油管4插入的第一孔33、供回油管11穿过的第二孔34。结合图1和图8，在所示示例中，轴承10安装在轴承座的第三孔35中，第一静子组件2固定在轴承座3的外周面上的环形凸起32上。
[0068]为便于理解，参见图1描述转轴轴承组件的油密封情形。润滑油经进油管4喷入轴承10，贯穿和润滑轴承10的滚珠后由轴承10回油孔14回流到轴承座3的空腔31，并经空腔31下方的回油管11回流回油池。转轴I与第一静子组件2之间的第一梳齿密封，能够有效阻止轴承座3的空腔31内的润滑油向前(向图1中第一静子组件2的左侧，即自B指向A的方向)泄露。第三梳齿密封能够有效阻止润滑油向后(向图1中花键盘6的右侧，即自A指向B的方向)流动。工作时压缩空气通入由轴承压盖8的内周面、花键盘6的外周面、两个涨圈5共同围城腔室，保持该腔室的腔内压力高于腔室前方压力，将泄露的润滑油推向前方轴承座3的空腔31，阻止润滑油的向后流动。挡油环9能够挡住该处由轴承10内向后飞溅出的润滑油。第二梳齿密封可以阻止飞溅出的润滑油通过。
[0069]在本实施例中，如果没有特别指出则“轴向”指的是转轴I的轴向，“径向”指的是转轴I的径向。
[0070]本实用新型的转轴轴承组件可以用于:具有由轴承支撑的转轴的任意设备。例如，本用于燃气轮机中。
[0071]本实用新型的燃气轮机的封油装置的一个实施例，具有图1示出的转轴轴承组件。由此，本实用新型的燃气轮机具有良好的润滑效果并消除了燃气轮机由于不良润滑导致的燃气轮机运行存在的重大安全隐患。
[0072]具体地，转轴I为燃气轮机的转子的转轴，第一静子组件和第二静子组件作为燃气轮机中的静子组件。总之，本实用新型的转轴轴承组件用于燃气轮机和其他具有轴承油润滑需要的装置，以及其他具有类似封油需要的设备。
[0073]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种转轴轴承组件，其特征在于，包括: 支承所述轴承(10)的轴承座(3)，所述转轴(I)可转动地穿过所述轴承(10)和所述轴承座(3)的空腔(31)； 轴向抵压所述轴承(10)外圈的轴承压盖(8)； 套装在转轴(I)上的花键盘(6 )，所述花键盘(6 )具有插入所述转轴(I)与所述轴承压盖(8)间径向间隙中的近端，在所述花键盘(6)的所述近端的外周上过盈配合地装有至少二个涨圈(5)，并且每个所述涨圈(5)与所述轴承压盖(8)间隙配合； 其中，所述轴承压盖(8)、所述花键盘(6)和任意二个所述涨圈(5)围成腔室，所述轴承压盖(8)设有与所述腔室相通的用于输入压缩气体的第三通孔(12)，并且第三通孔(12)位于所述任意二个涨圈(5)之间。
2.根据权利要求1所述的转轴轴承组件，其特征在于，还包括: 第一静子组件(2)，所述第一静子组件(2)与所述花键盘(6)分别设置在所述轴承座(3)的相对两侧，并所述第一静子组件(2)与轴承座(3)固定，且具有供所述转轴(I)穿过的第一通孔； 其中，第一静子组件(2)的第一通孔的内周面设置有第一梳齿结构，所述第一梳齿结构与所述转轴(I)之间构造成第一梳齿密封。
3.根据权利要求1所述的转轴轴承组件，其特征在于，还包括: 第二静子组件(7)，具有供花键盘(6)的远端插入的第二通孔，并与轴承(10)分别位于轴承压盖(8)的相反两侧； 所述花键盘(6)的远端的外圆周设置有第二梳齿结构，所述第二梳齿结构与所述第二静子组件(7)的所述第二通孔之间构造成第二梳齿密封。
4.根据权利要求2或3所述的转轴轴承组件，其特征在于， 所述梳齿结构中的梳齿的齿轮角的角度为8° -15°之间任一值，且梳齿的齿顶为圆角。
5.根据权利要求1所述的转轴轴承组件，其特征在于， 所述涨圈(5)的数量为2个， 其中，所述轴承压盖(8 )、所述花键盘(6 )和二个所述涨圈(5 )围成所述腔室。
6.根据权利要求1所述的转轴轴承组件，其特征在于， 所述涨圈(5)和所述花键盘(6)的近端的外圆周构成第三梳齿结构； 所述轴承压盖(8)的内圆周与所述第三梳齿结构构造成第三梳齿密封。
7.根据权利要求1所述的转轴轴承组件，其特征在于， 所述转轴(I)上还套设有与所述转轴(I)同步转动的挡油环(9)，所述挡油环(9)设置在所述轴承(10 )与所述花键盘(6 )之间。
8.根据权利要求7所述的转轴轴承组件，其特征在于， 所述挡油环(9)具有环形翅状突起，在挡油环(9)的径向上，所述翅状突起的高度与所述轴承(10)的内圈和外圈间的通道宽度相同， 所述翅状突起的靠近所述轴承(10)的一侧的面的倾斜角度，大于所述翅状突起的远离所述轴承(10)的一侧的面的倾斜角度，其中所述倾斜角度是相应所述面与所述挡油环的径向方向的夹角。
9.根据权利要求1所述的转轴轴承组件，其特征在于，还包括: 进油管(4)，所述进油管(4)伸入所述轴承座(3)的空腔(31)内，并且所述进油管(4)的出油口朝向所述轴承(10); 设置于所述轴承座(3)的回油孔(14)，所述回油孔(14)与轴承座(3)的空腔(31)相连通；以及 回油管(11)，位于所述轴承座(3)的空腔(31)下方并与所述空腔(31)相通。
10.一种燃气轮机的封油装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的转轴轴 承组件。
【文档编号】F02C7/28GK203742793SQ201420050496
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】左来生, 甘中学, 仵浩, 卞娇娇, 王国栋, 王利民, 卢稳, 刘燕君 申请人:新奥科技发展有限公司