一种高温转轴支承轴承的风冷控温轴承座系统的制作方法
【专利摘要】一种高温转轴支承轴承的风冷控温轴承座系统，包括轴承座、轴承和转轴，在紧邻轴承高温侧的转轴上设置有密封轴套，转轴与轴套之间具有环形气道，密封轴套上设置有进气管和出气管，进气管与风机连接。高压离心风机抽取冷空气，通过进气管将高压冷空气送入环形气道中，经过热交换后的热空气从出气管排出，带走从高温区的轴段传导到安装轴承的轴颈的热量，大大降低了安装轴承轴颈的工作温度，同时降低了轴承内圈的工作温度，使轴颈与内圈的热膨胀效应得到了有效的抑制。另外，还可以通过调节空气流量来控制轴承内外圈的温差，从而能有效的控制轴承的工作游隙在要求的范围内，从而提高轴承和轴承座的使用寿命。
【专利说明】一种高温转轴支承轴承的风冷控温轴承座系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及运转工作于高温环境中的轴承温度控制技术，提供一种长寿命的高温转轴支承轴承温度控制方案。
【背景技术】
[0002]对于工作运转在高温环境中的转轴(或辊道)而言，如辊底加热炉支撑辊、轧钢机(或轧铝合金)的出、入输送辊道、热产品生产线的输送辊等，其转轴的工作温度可达700°C甚至900°C以上，大量的热量通过传导或其他方式传到轴承，使轴承的工作温度较高，大大影响轴承的工作寿命。为确保轴承能稳定、可靠地运行，传统的轴承座通常采用了轴承座加装具有冷却水道结构，或者其冷却结构块固定安装在轴承座的表面上，只对轴承座进行部分的局部冷却。这些设计方案均没控制到此类结构影响轴承工作温度与寿命的关键要素。影响热转轴或辊道用支承轴承的温度与寿命的因素主要有以下几方面:一是轴承与轴承座系统的工作温度过高，致使一定性能的轴承材料的耐磨性受到限制；另一方面轴承温升的大部分热量是从位于高温区的转轴或辊道传导给轴承轴颈，其传导的路径是:位于高温区的轴一轴承轴颈一轴承内圈一轴承滚动体一轴承外圈一轴承座一轴承座冷却水或空气中，这一过程建立的温度梯度是轴承内圈温度远高于轴承外圈温度，当用传统的轴承座冷却技术对轴承座进行冷却时，因轴承外圈安装于轴承座孔内，因此轴承的外圈被强制冷却，而内圈却是高温，这必使轴承的工作游隙变小，当内圈的工作温度与外圈的工作温度所建立的温度梯度超过某一极限时，轴承的工作游隙将小于正常的工作游隙，使得通常的轴承座冷却技术存在原理与结构上的重大缺陷。要想保障轴承的工作寿命，必须从两方面着手:一是降低轴承及轴承座系统的工作温度，更重要的是应保证轴承的工作游隙始终处于正常的工作范围内。现有技术存在主要技术弊端是:轴承座结构复杂，内圈热外圈冷的方案存在原理上的缺陷，不能保证轴承的工作游隙，不仅使轴承座及轴承的正常使用寿命缩短，其频繁的维修或者更换尤其在高温环境中操作是极其困难的，也直接影响了企业生产进度。
[0003]
【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服【背景技术】中轴承座冷却技术的不足，提供一种高温转轴支承轴承的风冷轴承座温度控制系统，其结构简单，控温效果好。
[0005]为实现上述目的，所采用的技术方案:一种高温转轴支承轴承的风冷控温轴承座系统，包括轴承座、轴承和转轴，在紧邻轴承高温侧的转轴上设置有密封轴套，密封轴套的内孔比轴承高温侧的转轴的轴颈略大，转轴与轴套之间形成环形气道，密封轴套上设置有进气管和出气管，进气管与风机连接。
[0006]作为优选，进气管和出气管分别安装在密封轴套的两端，其相位差180度。
[0007]作为优选，所述密封轴套与转轴之间、轴承座与转轴之间都设置有密封圈。
[0008]有益效果:高压离心风机抽取冷空气，通过进气管将高压冷空气送入密封轴套与转轴之间的环形气道中，冷空气吸收转轴的热量后变成热空气，经过热交换后的热空气从出气管排到大气中，带走了从高温区的轴段传导到安装轴承的轴颈的热量，大大降低了安装轴承轴颈的工作温度，同时降低了轴承内圈的工作温度，使轴颈与内圈的热膨胀效应得到了有效的抑制。另外，还可以通过调节空气流量来控制轴承内外圈的温差，从而能有效的控制轴承的工作游隙在要求的范围内，从而可以大大的提高轴承和轴承座的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图I是本实用新型的结构示意图。
[0010]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
【具体实施方式】
[0011]实施例I :
[0012]设备本体I上安装有轴承座2，轴承座2内安装在轴承3，轴承3安装有转轴8，轴承座2的端部连接有轴承盖4，转轴3的端部连接有挡圈5。紧邻轴承3高温侧的转轴8上设置有密封轴套7，密封轴套7与轴承座2连接，密封轴套7的内孔比轴承3高温侧的转轴8的轴颈略大，密封轴套7与转轴8、轴承座2之间形成密封环形气道10，密封轴套7上设置有与环形气道10相通的进气管11和出气管6，进气管11和出气管6的相位差180度，分别安装在密封轴套7的两端。进气管11与风机12连接。密封轴套7的左端与转轴8之间、轴承座2与转轴8之间设置有密封圈9。
[0013]经测试，使用本发明轴承座温度控制系统，转轴或辊道工作温度为700°C时，控制轴承轴颈温度为50-70°C，轴承外圈工作温度为40-60度，轴承的使用寿命为4年。
[0014]比较例I :
[0015]经测试，使用普通轴承座（即没有进行冷却)，转轴或辊道工作温度为700°C时，检测轴承轴颈温度为150-170°C，轴承外圈工作温度为80-90度，轴承使用寿命4个月。
[0016]比较例2;
[0017]经测试,使用水冷轴承座,转轴或棍道工作温度为700°C时,检测轴承轴颈温度为130-150°C，轴承外圈工作温度为40~50度，轴承使用寿命6个月。
【权利要求】
1.一种高温转轴支承轴承的风冷控温轴承座系统，包括轴承座（2)、轴承（3)和转轴(8)，其特征是，在紧邻轴承（3)高温侧的转轴（8)上设置有密封轴套（7)，密封轴套（7)的内孔比轴承（3)高温侧的转轴（8)的轴颈略大，转轴（8)与密封轴套（7)之间形成环形气道(10)，密封轴套（10)上设置有进气管（11)和出气管（6)，进气管（11)与风机（12)连接。
2.根据权利要求I所述的风冷控温轴承座系统，其特征是，进气管（11)和出气管（6)分别安装于密封轴套（7)的两端，其相位差180度。
3.根据权利要求2所述的风冷控温轴承座系统，其特征是，所述密封轴套（7)与转轴(8 )之间、轴承座（2 )与转轴（8 )之间都设置有密封圈（9 )。
【文档编号】F16C37/00GK203548600SQ201320624487
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】郑英, 郭辉明, 谢涛, 薛慧, 吴周敏 申请人:郑英