一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构，该装配结构去掉了定子铁芯与扶正轴承外圆的装配段的黄铜叠片段，改用硅钢片；扶正轴承选用无磁性的奥氏体不锈钢材料制作，内孔采用氮化或热喷涂制备出耐磨层；扶正轴套的材料采用QAL9

【技术实现步骤摘要】
一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构


[0001]本技术属于潜油电泵
，具体涉及一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构。

技术介绍

[0002]潜油电机的结构细而长，由多节单元电机组成。定子由壳体、铁芯、绕组组成；转子由电机轴、多个单元转子、扶正轴承构成。单元转子与单元转子之间用扶正轴承隔开，见图1。定子内孔与转子外径之间的间隙称为气隙，气隙的大小对电机的电磁性能影响很大。而扶正轴承主要是对转子起径向支撑作用，以保证气隙值，防止转子扫膛；扶正轴承内孔和扶正衬套外径构成一对摩擦副，摩擦副内是润滑油膜，轴承和轴套的选材、尺寸设计和润滑油膜的性能都直接影响到潜油电机运行的可靠性和使用寿命。
[0003]常温潜油电机定子铁芯与扶正轴承外圆的装配段，有一段黄铜叠片，如图4所示。黄铜不导磁，可以保证扶正轴承不被磁化，不产生漏磁损失，因而扶正轴承就可以采用导磁材料如轴承钢、4Cr13等制造。常温潜油电机的扶正衬套则通常采用锡青铜制作，这种材料在150℃以下，具有良好的耐磨性能。
[0004]而高温潜油电机的工作环境温度一般都在200℃以上，有些油井温度甚至高达230℃～250℃，考虑到电机的温升，电机内部的工作温度最高可达到300℃左右。如果仍在潜油电机定子铁芯上采用一段黄铜叠片段，由于黄铜的膨胀系数为α＝19.2/
×
10-6
/℃，硅钢片的膨胀系数为α＝12.9/
×
10-6
/℃，当工作温度很高时，黄铜叠片段的膨胀量要比铁芯的膨胀量高出很多，由于受电机壳体束缚，铜片段多出的膨胀量只能沿径向向内膨胀，使内径缩小。实际观察也发现，经高温试验后，黄铜叠片段比硅钢片部分高出一圈凸台。这段黄铜叠片段很容易把扶正轴承抱死。为了防止扶正轴承转动，在扶正轴承外圆上装有耳片，耳片伸进定子铁芯叠片的沟槽内，可以使扶正轴承沿沟槽轴向移动。当扶正轴承被黄铜叠片段抱死后，则扶正轴承不能进行轴向移动，于是扶正轴承端面和转子铁心端面将产生硬性摩擦，如图4中B处所示。其结果是电机机械损耗增加，输出功率降低。另外，常规电机中用于制造扶正轴套的锡青铜材料，如ZQSn10-1，当温度高于180℃时，耐磨性能降低，磨损加快，从而导致扶正轴承和扶正轴套之间的摩擦副间隙增加，间隙增加又导致转子所受单边磁拉力作用加强，继而引发转子振动增强，振动又进一步促使摩擦副间隙增大，定、转子之间的气隙不能保证，最终导致转子扫膛、发热，甚至是绕组短路烧毁。所以，常温潜油电机的扶正轴承和扶正轴套不能在高温电机中使用。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构。本技术所采用的技术方案如下：
[0006]本技术提供一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构，去掉了定子铁芯与扶正轴承外圆对应的装配段的黄铜叠片段，改用硅钢片；扶正轴承选用无磁性的奥氏
体不锈钢材料制作，内孔采用氮化或热喷涂制备出耐磨层；扶正轴套的材料采用QAL9-4-4-2或QAL10-4-4铝青铜材料制作。
[0007]进一步地，所述扶正轴承和扶正轴套在工作温度下运行时，扶正轴承内孔应比扶正轴套外径大0.06～0.08mm，以保证有0.03-0.04mm的油膜存在；在扶正衬套内孔和电机轴外径之间，在工作温度下要保证有0.01-0.03mm的间隙；扶正轴承外径与定子内孔之间，在工作温度下要有0.02-0.05mm的间隙，保证部件之间可以轴向移动，防止抱死。
[0008]进一步地，所述扶正轴套内孔和电机轴之间的装配，在常温下需要采用热装工艺完成。
[0009]本技术应用在高温潜油电机中，并且尤其是应用在200-300℃高温潜油电机中，可以获得优异的装配效果。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0011]本技术的高温潜油电机的扶正轴承和扶正轴套装配结构，在高温下同样具有优异的耐磨性能和使用寿命，并且无漏磁损失，并且避免了发生抱死的故障，应用在高温潜油电机中，可以获得优异的使用效果。
附图说明
[0012]图1为本技术在高温潜油电机上的装配示意图。1—电机壳体；2—硅钢片定子铁芯；硅钢片压装到电机壳体内，构成定子铁芯。3—硅钢片转子铁芯；转子铁芯套在电机轴上，转子铁芯与电机轴常温下装配间隙为0.03～0.05。定子内孔和转子外径之间单边气隙为0.4～0.6。4—扶正轴承：扶正轴承外圆与定子内孔在工作温度时的装配间隙为0.02～0.05。5—扶正轴套；扶正轴套外径与扶正轴承内孔在工作温度时的装配间隙为0.06～0.08。6—弯头键；通过弯头键把扶正轴套与电机轴连接起来，使扶正轴套随电机轴转动。7—隔磁垫片；隔磁垫片材质为铜材，可减少转子端部漏磁损失。8—摩擦垫片；摩擦垫片的材质为聚醚醚酮，具有优良的耐高温性能和耐磨性能，其作用是不使扶正轴承端面与隔磁垫片直接接触，避免金属与金属的接触摩擦。9—电机轴；扶正轴套套在电机轴上，在工作温度时轴套内孔与轴的间隙为0.01～0.03。10—弹簧。11—耳片；耳片在弹簧的作用下可自由伸缩，工作时耳片从扶正轴承外圆表面伸出伸进到定子铁芯内表面的纵向沟槽内，使扶正轴承只做轴向滑动。
[0013]图2为本技术的扶正轴承示意图。扶正轴承材质为不导磁的不锈钢，内孔表面氮化处理，氮化层厚度DN＝0.15～0.25，粗糙度Ra0.4～Ra0.8μm。
[0014]图3为本技术的扶正轴套。扶正轴套的材料为铝青铜QAL9-4-4-2或QAL10-4-4。外径D按扶正轴承内孔尺寸配做，工作温度时间隙0.06～0.08，粗糙度Ra0.4～Ra0.8；内孔d按电机轴径尺寸配做，工作温度时间隙0.01～0.03。而在常温下是过盈配合，须按热装工艺要求将轴套装到轴上。轴套上两个对称的小孔为甩油孔，空心电机轴内的电机油在离心力的作用下，通过电机轴上的甩油孔和扶正轴套上的甩油孔进入轴承摩擦副，对轴承进行润滑和冷却。
[0015]图4为常温潜油电机的扶正轴承装配示意图。图中14—铜片定子段，与扶正轴承外圆在高温时的配合间隙亦应为0.02～0.05，但是，铜片膨胀系数比硅钢片的大很多，多余的膨胀量且向内膨胀，因此这个间隙很难控制，在高温时常常把扶正轴承抱死，冷却后转子退
出或再次装配都很困难。
具体实施方式
[0016]在本技术的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0017]下面结合附图和具体的实施例对本技术做进一步详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。
[0018]实施例1
[0019]本实施例提供一种扶正轴承和扶正轴套装配结构，该装配结构安装在高温潜油电机中，其中，扶正轴承外圆与高温潜油电机的定子铁芯的装配段设有硅钢片；扶正轴承采用无磁性奥氏体不锈钢；扶正轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构，其特征在于：该装配结构去掉了定子铁芯与扶正轴承外圆的装配段的黄铜叠片段，改用硅钢片；扶正轴承选用无磁性的奥氏体不锈钢材料制作，内孔采用氮化或热喷涂制备出耐磨层；扶正轴套的材料采用QAL9-4-4-2或QAL10-4-4铝青铜材料制作。2.如权利要求1所述的一种高温潜油电机扶正轴承和扶正轴套装配结构，其特征在于：所述扶正轴承和扶正轴套...

【专利技术属性】
技术研发人员：季文纲，王德忠，孙兴革，张义顺，彭兵，李延斌，李爱秋，邵林，
申请(专利权)人：沈阳工业大学通益科技有限公司，
类型：新型
国别省市：