一种动力涡轮输出轴系制造技术

本发明专利技术公开了一种动力涡轮输出轴系，它包括设置在涡轮机轴上设置有浮动轴承和双并列滚动轴承，在浮动轴承和双并列滚动轴承外套有中间体，背板固定在中间体位于电机侧的端面上，轴承端盖安装在背板和中间体之间，背板、电机壳体的法兰与套筒通过端面配合形成一个密闭的空气室，在中间体上开有主油道、与主油道相连通的双并列滚动轴承润滑油道，浮动轴承润滑油道与双并列滚动轴承润滑油道相连通,轴承端盖上开有与双并列滚动轴承润滑油道连通的滚动轴承润滑油道，滚动轴承润滑油道从发电机侧引导润滑油到发电机侧滚动轴承端面，在背板涡轮机侧上设置有多个散热翅片。采用本装置可以对轴承进行有效润滑，同时能够防止润滑油沿轴向泄露以及有效隔热。

【技术实现步骤摘要】
一种动力涡轮输出轴系
[0001 ] 本专利技术涉及动力涡轮，主要涉及动力涡轮输出轴系。
技术介绍
使用动力涡轮对热工机械排气余压能量进行回收是当前在机外采取措施提高系统热效率的方法之一。以柴油机为例，喷入气缸的燃油能量有30%左右是通过排气浪费掉，可以使用动力涡轮发电技术或者是动力涡轮机械耦合技术将废热中的能量部分转化成电能或者机械能。转化成的电能能够并入整车的电网，满足车载电动附件的能耗需求；动力涡轮的机械耦合是通过减速机构降速增扭，然后将动力耦合到发动机曲轴上抑或用来驱动水泵、风扇等附件。发动机上与动力涡轮最为相近的是涡轮增压器。涡轮增压技术在一战后从航空发动机逐渐进入车用发动机领域，目前已经成为现代柴油发动机的标准配置之一，在原理、硬件、使用方面都已经很成熟。国内外有很多著名的涡轮增压器制造商为各大发动机和主机厂进行涡轮增压器的设计、制造和匹配工作。涡轮增压器本身是一个非常紧凑、精密的设备，工作环境由于伴随着高温、振动等环境而非常苛刻。最高达20万转每分钟的转速对其制造、动平衡以及复杂环境下的转动稳定性、润滑、隔热等都提出了严峻的挑战。当前成熟的涡轮增压器技术已经为这些问题提供了详尽可靠的解决方案并接受了实际使用的考验。而动力涡轮作为一种相对较新的技术，由于其主要功能和目的的不同，在设计、使用等方面也出现了不同于传统涡轮增压器的特点。动力涡轮输出轴端需要连接高速发电机抑或是高速减速箱等机构，与轴端距离不远便与被驱动机构的轴承相邻，涡轮壳中的热流体工质产生的热辐射和沿轴向的热传导会对被驱动件动力输入轴端的轴承产生附件的热效应，这些附件的热效应是处于被驱动件设计时所考虑的热负荷之外，来自涡轮机的额外热负荷会导致这些轴承的失效，对实验安全及系统成本带来巨大问题和损失。动力涡轮相比涡轮增压器最大的区别在于涡轮机的负载是不同的，增压器涡轮机负载为压气机，而动力涡轮的负载可以是高速发电机或者是减速机构(如高速减速箱)，这些负载相比压气机转动惯量较大，且被驱动件在工作过程中轴系会沿轴向伸缩，对轴承产生一定的轴向和径向力。此外，传统的涡轮增压器为了防止润滑油沿轴向的窜油设置了相应的油封，而涡轮增压器一般不会出现轴向窜油的另一个重要原因是涡端和压端气体压力的平衡。两端的气压平衡有效防止了润滑油沿轴向的窜动。但是在动力涡轮系统中，由于其输出轴端并不存在带压力的流体，而直接是大气压力。润滑油两端的压力不平衡很容易造成润滑油沿着轴向渗出动力输出轴端。润滑油的泄露不仅会造成润滑油量的逐渐减少，泄露的润滑油对实验系统的安全等也会造成很大的隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以对轴承进行有效润滑，同时能够防止润滑油沿轴向泄露以及有效隔热的动力涡轮输出轴系。本专利技术的一种动力涡轮输出轴系，它包括设置在涡轮机轴涡轮端处的浮动轴承和设置在涡轮机轴的输出轴端的双并列滚动轴承，在所述的浮动轴承和双并列滚动轴承外套有中间体，套装在涡轮机轴的输出轴端处的背板紧密配合的固定在中间体位于电机侧的端面上，固定双并列滚动轴承用的轴承端盖安装在背板和中间体之间，在背板法兰与电机壳体的法兰之间安装有两端带定位止口的套筒，背板法兰、电机壳体的法兰与套筒通过端面配合形成一个密闭的空气室，在空气室的下端安装有一个机械放气阀，所述的空气室与气源相连通，在所述的中间体上开有与供油路相连通的主油道、与回油管相连通的回油口以及与主油道相连通的双并列滚动轴承润滑油道，双并列滚动轴承润滑油道通过润滑支路油道直接通向双并列滚动轴承靠近涡轮机侧的滚动轴承，浮动轴承润滑油道与双并列滚动轴承润滑油道相连通并且出口直接通向浮动轴承的润滑油入口以润滑，所述的轴承端盖上开有与双并列滚动轴承润滑油道连通的润滑油入油孔以及与润滑油入油孔连通的滚动轴承润滑油道，滚动轴承润滑油道从发电机侧引导润滑油到双并列滚动轴承的发电机侧滚动轴承端面，在背板涡轮机侧上设置有多个散热翅片。本专利技术的优点:(I)动力输出端的双并列滚动轴承能够保证其连接的转动惯量相对较大的发电机负载稳定运转，具有较强的带载能力。叶轮端的浮动轴承能够以较大的润滑油量带走涡壳中的废气热量。起到隔热的第一道有效屏障的作用。(2)非对称润滑油道的设计，根据不同轴承对润滑油量的需求，特别充分考虑了润滑油除润滑之外的冷却作用，在浮动轴承处进行润滑同时带走大部分的热量。(3)散热加强型背板上的散热翅片能够进一步将从涡轮机端热传导和热辐射带来的热量耗散掉。尽量减少热量在动力涡轮机壳上的停留时间，减小轴承的热负荷，保证系统热安全。(4)发电机与动力涡轮之间空气室的设计能够巧妙利用发动机气泵的压缩空气，同时结合机械放气阀的使用，维持动力输出端一定的压力，有效防止由于压差造成的润滑油轴向泄露，减少润滑油耗。【附图说明】图1为本专利技术的一种动力涡轮输出轴系的整体结构示意图；图2a为本专利技术图1所示的结构中的散热加强型背板的侧视图；图2b为2a所示的背板的正视图；图2c为2a所示的背板A-A向剖视图；图3a为本专利技术图1所示的结构中的带润滑油道的轴承端盖的主视图；图3b为图3a所示的轴承端盖的A-A剖视图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。如附图所示本专利技术的一种动力涡轮输出轴系，它包括设置在涡轮机轴涡轮端处的浮动轴承6和设置在涡轮机轴的输出轴端的双并列滚动轴承1，在所述的浮动轴承6和双并列滚动轴承I外套有中间体3，套装在涡轮机轴的输出轴端处的背板16紧密配合的固定在中间体3位于电机侧的端面上，固定双并列滚动轴承I用的轴承端盖11安装在背板和中间体之间，在背板法兰与电机壳体10的法兰22之间安装有两端带定位止口的套筒18，背板法兰、电机壳体的法兰与套筒通过端面配合形成一个密闭的空气室，在空气室的下端安装有一个机械放气阀19，所述的空气室与气源相连通，在所述的中间体3上开有与供油路相连通的主油道4、与回油管相连通的回油口 9以及与主油道4相连通的双并列滚动轴承润滑油道2，双并列滚动轴承润滑油道2通过润滑支路油道直接通向双并列滚动轴承靠近涡轮机侧的滚动轴承，浮动轴承润滑油道5与双并列滚动轴承润滑油道2相连通并且出口直接通向浮动轴承6的润滑油入口以润滑，所述的轴承端盖上开有与双并列滚动轴承润滑油道2连通的润滑油入油孔27以及与润滑油入油孔27连通的滚动轴承润滑油道15，滚动轴承润滑油道从发电机侧引导润滑油到双并列滚动轴承I的发电机侧滚动轴承端面，在背板涡轮机侧上设置有多个散热翅片14。轴承端盖开通滚动轴承润滑油道的开口处可以安装有堵头，堵头安装螺栓孔30用于安装堵头，用来防止润滑油从润滑油道向外溢出。图中7为叶轮，8为固定浮动轴承用的浮动轴承卡环，13为涡轮机轴端花键，20为发电机轴端花键，21为连接涡轮机轴端花键和发电机轴端花键应的联轴器。空气室用于防止润滑油沿轴向由于压力不平衡而导致泄露，优选的空气室的气源可来自于发动机自带的气泵17。发动机在运行过程中气泵工作，高压空气进入到空气室维持室内一定压力。机械放气阀19的作用是维持室内压力一定,在压力过高时，阀门弹簧被压缩，阀门自动打开，气体压力降低。当降低到规定阀值的时候，弹簧形变恢复，阀门关闭。如此维持空气室所规定气体压力。室内压力与中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力涡轮输出轴系，其特征在于:它包括设置在涡轮机轴涡轮端处的浮动轴承和设置在涡轮机轴的输出轴端的双并列滚动轴承，在所述的浮动轴承和双并列滚动轴承外套有中间体，套装在涡轮机轴的输出轴端处的背板紧密配合的固定在中间体位于电机侧的端面上，固定双并列滚动轴承用的轴承端盖安装在背板和中间体之间，在背板法兰与电机壳体的法兰之间安装有两端带定位止口的套筒，背板法兰、电机壳体的法兰与套筒通过端面配合形成一个密闭的空气室，在空气室的下端安装有一个机械放气阀，所述的空气室与气源相连通，在所述的中间体上开有与供油路相连通的主油道、与回油管相连通的回油口以及与主油道相连通的双并列滚动轴承润滑油道，双并列滚动轴承润滑油道通过润滑支路油道直接通向双并列滚动轴承靠近涡轮机侧的滚动轴承，浮动轴承润滑油道与双并列滚动轴承润滑油道相连通并且出口直接通向浮动轴承的润滑油入口以润滑，所述的轴承端盖上开有与双并列滚动轴承润滑油道连通的润滑油入油孔以及与润滑油入油孔连通的滚动轴承润滑油道，滚动轴承润滑油道从发电机侧引导润滑油到双并列滚动轴承的发电机侧滚动轴承端面，在背板涡轮机侧上设置有多个散热翅片。

【技术特征摘要】
1.一种动力涡轮输出轴系，其特征在于:它包括设置在涡轮机轴涡轮端处的浮动轴承和设置在涡轮机轴的输出轴端的双并列滚动轴承，在所述的浮动轴承和双并列滚动轴承外套有中间体，套装在涡轮机轴的输出轴端处的背板紧密配合的固定在中间体位于电机侧的端面上，固定双并列滚动轴承用的轴承端盖安装在背板和中间体之间，在背板法兰与电机壳体的法兰之间安装有两端带定位止口的套筒，背板法兰、电机壳体的法兰与套筒通过端面配合形成一个密闭的空气室，在空气室的下端安装有一个机械放气阀，所述的空气室与气源相连通，在所述的中间体上开有与供油路相连通的主油道、与回油管相连通的回油口以及与主油道相连通的双并列滚动轴承润滑油道，双并列滚动轴承润滑油道通过润滑支路油道直接通向双并列滚动轴承靠近涡轮机侧的滚动轴承，浮动轴承润滑油道与双并列滚动轴承润滑油道相连通并且出口直接通向浮动轴承的润滑油入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢辉，何冠璋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12