一种高温电机用扶正轴承及转子机构的制作方法

本实用新型涉及高温潜油电机技术领域，特别是涉及一种高温电机用扶正轴承及转子机构。

背景技术：

蒸汽辅助重力泄油(steamassistedgravitydrainage，sagd)用高温潜油电动机工作在有限直径、较深井筒的高温(180℃～300℃)环境中。这类用途的电机为细长形结构，转子由多个单元转子串联而成，相邻的两个单元转子间安装滑动扶正轴承。扶正轴承是潜油电机转子相对于定子作旋转运动的支撑元件，扶正轴承内、外套是间隙配合，间隙的大小影响电机的可靠性和运行的稳定性。

较低温度的潜油电机的扶正轴承外套和内套间的间隙一般取值在0.15～0.2mm，电机内部温度低于200℃。如果潜油电机在高温环境中运行时，电机内部温度高达300℃，由于扶正轴承内、外套的材质不同，它们的膨胀系数也不同，此时，扶正轴承外套和内套间的间隙已经不能保持在0.15～0.2mm之间，要么造成扶正轴承外套和内套抱死，不能转动，要么外套和内套间的间隙过大，造成电机的扫堂。同样的原理，扶正轴承内套和转子轴间的间隙配合也必须合适，否则也造成轴承内套和轴抱死，或轴承内套和轴间的间隙过大，造成电机的扫堂。因此设计可靠的扶正轴承，解决制约高温潜油电机可靠运行缺陷尤为必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高温电机用扶正轴承及转子机构，克服目前高温潜油电机运行不可靠的问题，旨在提高高温潜油电机的运行寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种高温电机用扶正轴承，包括扶正轴承外套和扶正轴承内套，所述扶正轴承外套和扶正轴承内套组成一对轴承摩擦副；

所述扶正轴承外套和扶正轴承内套间的尺寸配合关系为：δt＝d1-d2o，式中t为电潜泵的工作环境温度，单位为℃，d1为扶正轴承外套的内径，d2o为扶正轴承外套的外径，当t≤150℃时，δt＝0.1mm～0.18mm，当t＝150℃～250℃时，δt＝0.05mm～0.1mm。

优选地，所述扶正轴承外套的材料为奥氏体不锈钢或轴承钢，所述扶正轴承内套为铝青铜合金材料制成。

优选地，当所述扶正轴承外套的材料为轴承钢材料时，δt的取值靠近上限；当所述扶正轴承外套的材料为奥氏体不锈钢材料时，δt的取值靠近下限。

本实用新型还提供一种转子机构，包括转轴、扶正轴承和多个单元转子，多个所述单元转子顺次套设在所述转轴上，且各相邻所述单元转子之间通过所述扶正轴承相连接。

优选地，所述转轴采用铬钼钢材料或蒙乃尔材料制成。

优选地，所述扶正轴承内套的内径与所述转轴的外径间的尺寸配合关系为：δt＝d2i-d3，式中d2i为扶正轴承内套的内径，d3为转轴的外径，δt＝-0.035mm～0.02mm。

优选地，当t≤150℃时，δt的取值靠近上限，当t＝150℃～250℃时，δt的取值靠近下限。

应用于上述的转子机构的装配方法，包括以下步骤：

1)首先将第一个单元转子套到转轴上的设计位置；

2)接着将扶正轴承置于保温钳内，使扶正轴承内套与保温钳共同加热至200～300℃；

3)然后将外置有保温钳的扶正轴承套到转轴上，并将其推送至设计的位置；

4)将下一个单元转子套到转轴上并与已经套好的扶正轴承配合安装；

5)重复步骤2)-4)，直至装入最后一个单元转子。

应用于上述的转子机构的装配方法，还可以包括以下步骤：

1)首先将第一个单元转子套到转轴上的设计位置；

2)用热风枪将扶正轴承的内套直接加热至200～300℃；

3)然后将加热到指定温度的扶正轴承套到转轴上，并将其推送至设计的位置；

4)将下一个单元转子套到转轴上并与已经套好的扶正轴承配合安装；

5)重复步骤2)-4)，直至装入最后一个单元转子。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本实用新型的高温电机用扶正轴承及转子机构，通过对转子机构中扶正轴承的改进，解决了传统扶正轴承在高温下运行，造成电机扫堂的现象，或轴承抱死的缺陷。高温扶正轴承结构简单、可靠，轴承材料与传统低温潜油电机的扶正轴承材料相同或相近。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为转子机构的三维图；

图2为转子机构的爆炸图；

图3为转子机构的局部二维图；

图4为扶正轴承的三维图；

图5为扶正轴承的爆炸图；

图6为扶正轴承的局部图；

图7为扶正轴承用保温钳图；

图8为扶正轴承装配过程图；

其中，1转轴；2单元转子；3扶正轴承；301扶正轴承外套；302扶正轴承内套；4保温钳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种高温电机用扶正轴承、转子机构及转子机构的装配方法，克服目前高温潜油电机运行不可靠的问题，旨在提高高温潜油电机的运行寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图4-6所示，本实施例提供一种高温电机用扶正轴承，包括扶正轴承外套301和扶正轴承内套302，扶正轴承外套301和扶正轴承内套302组成一对轴承摩擦副。

扶正轴承外套301和扶正轴承内套302间的尺寸配合关系为：δt＝d1-d2o，式中t为电潜泵的工作环境温度，单位为℃，d1为扶正轴承外套301的内径，d2o为扶正轴承外套301的外径，当t≤150℃时，δt＝0.1mm～0.18mm，当t＝150℃～250℃时，δt＝0.05mm～0.1mm。

于本实施例中，扶正轴承外套301的材料为奥氏体不锈钢或轴承钢，扶正轴承内套302为铝青铜合金材料制成。根据扶正轴承外套301所选用的材料不同，扶正轴承外套301和扶正轴承内套302间的尺寸配合关系中δt的取值方式也不同，当扶正轴承外套301的材料为轴承钢材料时，δt的取值靠近上限，也就是说δt的取值靠近0.1mm；当扶正轴承外套301的材料为奥氏体不锈钢材料时，δt的取值靠近下限，也就是说此时的δt的取值靠近0.05mm。δt取值不同的本质在于不同材料的受热膨胀系数不同，为了保证扶正轴承外套301和扶正轴承内套302间合适的间隙，针对不同的材料而选取不同的δt值。

本实施例中的高温电机用扶正轴承，对扶正轴承外套301和扶正轴承内套302间的尺寸配合关系进行了限定，通过该限定方式的设置，能够避免扶正轴承外套301和内套抱死，不能转动，还能够避免由于外套和内套间的间隙过大，造成电机的扫堂的现象出现。

实施例二

如图1-3所示，本实施例提供一种转子机构，该转子机构包括实施例一种的高温电机用扶正轴承，此外，该转子机构还包括转轴1和多个单元转子2，多个单元转子2顺次套设在转轴1上，且各相邻单元转子2之间通过扶正轴承3相连接。

本实施例中的转轴1采用铬钼钢材料或蒙乃尔材料制成。也可以根据实际的使用需要选用其他满足要求的材料。

于本实施例中，扶正轴承内套302的内径与转轴1的外径间的尺寸配合关系为：δt＝d2i-d3，式中d2i为扶正轴承内套302的内径，d3为转轴1的外径，δt＝-0.035mm～0.02mm。当t≤150℃时，δt的取值靠近上限，当t＝150℃～250℃时，δt的取值靠近下限。

本实施例中的转子机构，通过扶正轴承3来将多个单元转子2进行连接并套设在转轴1上，然后对扶正抽成内套302的内径和转轴1的外径之间的尺寸配合关系做了限定，通过该限定方式，使得扶正轴承内套302和转轴1间的间隙配合合适，避免造成轴承内套和轴抱死，或轴承内套和轴间的间隙过大，造成电机的扫堂等问题的出现；通过上述设置，该转子机构具有更高的运行可靠性。

如图7-8所示，用于对实施例二中的转子机构的装配方法，该方法包括以下步骤：

1)首先将第一个单元转子2套到转轴1上的设计位置；

2)接着将扶正轴承3置于保温钳4内，使扶正轴承内套302与保温钳4共同加热至200～300℃；

3)然后将外置有保温钳4的扶正轴承3套到转轴1上，并将扶正轴承3推送至设计的位置使其与第一个单元转子2相配合；

4)将下一个单元转子2套到转轴1上并与已经套好的扶正轴承3配合安装；

5)重复步骤2)-4)，直至装入最后一个单元转子2，即装配完成。

在实际的使用过程中，也可以根据情况改变对扶正轴承3的加热方式，在步骤2)中，可以直接用热风枪将扶正轴承内套302加热至200～300℃，然后将加热到指定温度的扶正轴承3装配到转轴1上并与前一单元转子2相配合。

转子机构的装配方法，使得装配好的转子机构具有更高的运行稳定性。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。