具有貝納德型散熱槽的軸瓦的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軸瓦，尤其是涉及了一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦。
【背景技術】
[0002]滑動軸承廣泛的應用于汽輪機(工作轉速高)、水輪機(承受特重載荷)、乳鋼機(承受巨大沖擊和振動載荷)等多種大型機械設備上。軸瓦作為滑動軸承的關鍵部件，其性能直接關系到機器的整體性能發揮。隨著社會經濟的快速發展和現代工業的迅速崛起，在大型機械運作的過程中，由于設備工作的時間長，承受的載荷大，工作環節惡劣等因素，軸承的發生故障的情況十分常見。軸承已經稱為了機械設備中的易損件。
[0003]滑動軸承工作時，軸瓦與轉軸之間有一層很薄的油膜起潤滑作用。如果由于散熱不良，軸瓦與轉軸就可能存在直接的摩擦，摩擦會產生很高的溫度。雖然軸瓦是由特殊的軸承合金材料或復合固體潤滑材料制成的，但發生直接摩擦產生的高溫仍足以將其燒壞。燒瓦后軸承就損壞了。故軸瓦的散熱問題亟待解決。現有的散熱技術主要采用外加散熱器或者制造良好的散熱環境。顯然現有的方法不能從根本上解決軸瓦散熱的問題。
【發明內容】
[0004]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在于提供一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦，提高軸瓦的傳熱和散熱能力。
[0005]本發明采用的技術方案是:
[0006]在軸瓦內部設有貝納德式的散熱槽，多個軸瓦的散熱槽相通形成冷卻循環管路系統。貝納德式散熱槽分布在軸瓦內部，形成了一個系統的冷卻網絡。
[0007]所述的散熱槽是沿軸瓦等溫線法線方向分布的多個通槽，通過貝納德對流效應實現均勻散熱。
[0008]所述的貝納德式散熱槽，依據貝納德對流效應，當液面出現溫差并且超過某一臨界值，液體會快速地由低溫處向高溫處對流傳熱，實現軸瓦的散熱冷卻。軸瓦內的潤滑油可以在溝槽內流動，并且在流動的過程中進行散熱。
[0009]所述的軸瓦等溫線是通過對軸瓦表面和軸瓦內部的溫度分析，得知軸瓦表面和內部的溫度分布情況而繪制得到。
[0010]軸承內的各個軸瓦上均設有所述貝納德式的散熱槽，軸瓦的散熱槽連通軸瓦間隙構成冷卻循環管路系統。
[0011]所述的軸瓦等溫線法線是包括軸瓦每一等溫線上的法線相連接形成的多條溫度梯度線。
[0012]所述散熱槽的截面形狀包括但不限于方槽形。
[0013]本發明考慮到軸瓦內部散熱結構對流換熱對軸瓦工作溫度的有效控制效果，充分利用軸瓦的內部空間，在軸瓦內部設計貝納德型散熱槽的冷卻循環管路。當潤滑油在溝槽內流動時，可向周圍散熱，使軸瓦獲得最佳的散熱效果并且可以防止軸瓦熱脫落或龜裂燒瓦。
[0014]本發明具有的有益效果是:
[0015]1)本發明的貝納德式散熱槽可在貝納德對流熱效應下提高潤滑油的散熱效率，加快軸瓦的散熱。
[0016]2)貝納德式散熱槽作為冷卻循環管路分布在軸瓦內部，并與軸瓦間隙相通形成一個冷卻網絡系統。該冷卻網絡可以使軸瓦獲得最佳的散熱效果，以防止瓦面熱脫落和燒瓦現象。
[0017]3)由于提高了軸瓦的散熱效率，軸瓦的使用壽命增加，同時可使軸瓦更廣泛地應用于工作轉速高、承受載荷重和承受沖擊和振動載荷的場合。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例的二維不意圖。
[0019]圖2是圖1的剖視圖。
[0020]圖3是貝納德對流效應的示意圖。
[0021]圖4是圖3剖面的對流方向示意圖。
[0022]圖5是軸瓦的溫度分布示意圖。
[0023]圖6是軸瓦內部貝納德式散熱槽的冷卻循環管路分布示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于理解本發明，但并不構成對本發明的限定。
[0025]如圖1所示，本發明的具體實施例及其實施原理如下:
[0026]圖1中表不的是一種剖分式軸瓦。1-1?1-7表不七個具有貝納德型的散熱槽，散熱槽分布在軸瓦內部，并沿軸瓦等溫線法線方向分布。七個散熱槽作為單個軸瓦內部的冷卻循環管路，充分利用軸瓦的內部空間，與軸承上其他軸瓦形成一個系統的冷卻網絡，從而使軸瓦獲得最佳的散熱效果，以防止瓦面熱脫落和燒瓦現象。
[0027]圖2所示為剖視圖。潤滑油在散熱槽內發生貝納德對流效應，液體發生傳熱，使軸瓦的溫度下降。當軸瓦在工作時，軸瓦的左側溫度要低于右側的溫度，軸瓦內部的潤滑油沿著箭頭方向由低溫處向著高溫處流動。貝納德式散熱槽是沿軸瓦等溫線法線方向分布，可以極大的提高液體傳熱能力。
[0028]本發明貝納德對流效應如圖3所示，在圖3中，由于液體存在溫度差?\> T2，熱量從下不斷通過流體向上。從宏觀上來看，整個液體保持靜止。當溫度差Λ Τ增大超過某一臨界值時，液體的熱傳導狀態就會被打破，形成對流狀態。圖4就是圖3剖面上觀察到的對流線。在對流狀態下，液體在圖4箭頭方向上作宏觀運動，能量可以通過這種宏觀對流得到更有效地傳遞。
[0029]實施例采用軸瓦的等溫線如圖5所示，實施例選用單瓦載荷為10Χ105Ν，轉速為9rad/s，選用VG32潤滑油，軸瓦材料為巴氏合金，計算得到軸瓦的溫度分布情況，并得到其等溫線圖。每一條線上的溫度相等，左側的溫度低于右側溫度，入口處(左側)的溫度設置成45°C，計算得到瓦面最高溫度為62.5°C，溫差17.5°C，從瓦面溫度等值線圖中可以看出瓦面最高溫度靠近出口邊(右側)，離右側約1/5處。
[0030]具有貝納德式散熱槽的冷卻循環管路，如圖6所示，圖5已經給出了具有貝納德式散熱槽軸瓦的等溫線。將軸瓦每一等溫線上的法線相連接，形成一系列的溫度梯度線，即貝納德式散熱槽的分布示意圖，左側為潤滑油的入口處，右側為潤滑油的出口處。
[0031 ] 在本實施例中，根據貝納德對流效應和瓦面溫度的分布情況，在軸瓦內部已加工成沿瓦面等溫線法線方向分布的七個方形溝槽。當潤滑油在散熱槽內流動時，可以向周圍散熱；如果溫度差Λ T增大超過某一臨界值時，散熱槽內會發生貝納德對流效應，在對流狀態下，能量可以通過這種宏觀對流得到更有效地傳遞。最終通過實施驗證可降低瓦面溫度10°C至40°C，由此實現均勻散熱并很大程度上降低軸瓦溫度，技術效果顯著突出。
[0032] 上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦，其特征在于:在軸瓦內部設有貝納德式的散熱槽，多個軸瓦的散熱槽相通形成冷卻循環管路系統。2.根據權利要求1所述的一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦，其特征在于:所述的散熱槽是沿軸瓦等溫線法線方向分布的多個通槽，通過貝納德對流效應實現均勻散熱。3.根據權利要求1所述的一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦，其特征在于:軸承內的各個軸瓦上均設有所述貝納德式的散熱槽，軸瓦的散熱槽連通軸瓦間隙構成冷卻循環管路系統。4.根據權利要求1所述的一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦，其特征在于:所述的軸瓦等溫線法線是包括軸瓦每一等溫線上的法線相連接形成的多條溫度梯度線。5.根據權利要求1所述的一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦，其特征在于:所述散熱槽的截面形狀包括但不限于方槽形。
【專利摘要】本發明公開了一種具有貝納德型散熱槽的軸瓦。在軸瓦內部設有貝納德式的散熱槽，多個軸瓦的散熱槽相通形成冷卻循環管路系統，散熱槽是沿軸瓦等溫線法線方向分布的多個通槽，通過貝納德對流效應實現均勻散熱，軸承內的各個軸瓦上均設有所述貝納德式的散熱槽，軸瓦的散熱槽連通軸瓦間隙構成冷卻循環管路系統。本發明利用貝納德對流熱效應提高潤滑油的散熱效率，加快軸瓦的散熱，并防止瓦面熱脫落和燒瓦現象，使得軸瓦的使用壽命增加，應用廣泛。
【IPC分類】F16C37/00, F16C33/04
【公開號】CN105257702
【申請號】CN201510760288
【發明人】陳李果, 張勇強, 汪久根
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月10日