1.本实用新型属于电机散热技术领域，尤其涉及一种电机滑动轴承的散热结构。
背景技术：2.发电机轴承随着转速和负荷越来越高，轴承温度越来越高，瓦温高会降低润滑介质粘度，减小轴承油膜厚度，使机组产生安全风险。对于利用动压润滑原理进行润滑的滑动轴承，其轴瓦本体具有以下特点：瓦面与瓦底之间以及轴瓦进油边与轴瓦出油边之间均存在温度梯度，在轴瓦进油边的温度较低，靠近轴瓦出油边位置处温度最高。轴瓦本体的最高温度处，润滑介质粘度降低，油膜厚度减小的位置是轴承最容易发生磨损的部位。
3.现有的滑动轴承的冷却主要是通过润滑介质的循环流动，在油槽内部或外部设冷却器，冷却轴承摩擦损耗加热后的润滑介质，避免因轴承过热而造成轴承失效或磨损。同时，有一些轴承利用热管技术进行冷却，其方法有如下形式：
4.1）将热管的蒸发端插入轴承的储油室，而冷凝端伸出到轴承壳体外部，利用高温区的蒸发气体将热量带到轴承壳体外，利用环境温度来冷凝散热；
5.2）将轴承内部的腔填满填充物，通过填充物传热到热管蒸发端，热管的冷凝端伸出到轴承壳体之外进行热交换。
6.综上所述，基于滑动轴承的温度分布特点以及散热要求，上述冷却方式存在以下缺陷：储油室内部为轴承端泄排出来的油,基本没有流动,因此蒸发端基本是通过润滑介质与管壳的热传导获得热量,而冷凝端插入轴承座外,并通过与空气的自然散热进行冷却,传热效率低,传热能力差。冷凝段的传热效率低,极容易使得热管的换热达到极限,只能用于小型的且摩擦损耗较小的轴承上,应用场景和应用能力有限。
技术实现要素：7.本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种电机滑动轴承的散热结构，利用热管技术的高效散热方式，采用了内与外的双重冷却手段，最大限度的为润滑轴承提供有效、可靠的散热条件。
8.具体通过以下技术方案实现：
9.一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述散热结构包括内嵌散热结构和/或外设散热结构；内嵌散热结构布设于滑动轴承的轴瓦本体中，用于均衡滑动轴承内部温度；外设散热结构布设于发电机的轴承润滑系统上，用于滑动轴承的外部导热。
10.优选的，所述内嵌散热结构包括开设于滑动轴承中轴瓦本体内部的若干热管腔，且热管腔从轴瓦本体的高温区延伸到轴瓦本体的低温区；每个热管腔中布设有热管体ⅰ，且热管体ⅰ的冷凝端处于轴瓦本体的低温区，热管体ⅰ的蒸发端处于轴瓦本体的高温区。
11.优选的，所述热管腔的腔壁上沿周向并排或间隔设置有若干槽体结构，该槽体结构沿热热管腔的轴向延伸。
12.优选的，所述热管体ⅰ由直接填充于热管腔内部的相变介质构成。
13.优选的，所述热管体ⅰ包括相变介质和吸液芯；吸液芯粘附于热管腔的腔壁上，呈空心柱状结构，相变介质填充于吸液芯的内部。
14.优选的，所述相变介质与吸液芯之间设置有管壳。
15.优选的，所述热管体ⅰ包括相变介质、吸液芯和管壳；吸液芯粘附于管壳的内壁上，呈空心柱状结构，相变介质填充于吸液芯的内部。
16.优选的，所述管壳与轴瓦本体之间填充有导热膏/胶，管壳与轴瓦本体通过导热膏/胶进行耦合。
17.优选的，所述外设散热结构包括密封板、散热壳体和若干热管体ⅱ；密封板与发电机轴承润滑系统中油槽壳的外壁紧密贴合，散热壳体通过密封板与油槽壳的外壁密封连接，且散热壳体处于发电机转子通风冷却回路中的冷风通道上；热管体ⅱ穿过密封板和油槽壳，热管体ⅱ的冷凝端处于散热壳体内部，热管体ⅱ的蒸发端浸泡在油槽壳内部的润滑介质中。
18.优选的，所述散热壳体上设置有通风口。
19.优选的，所述散热壳体密封设置，散热壳体的内部填充有液体冷却介质。
20.优选的，所述散热壳体内部填充有用于强化对流传热的固态导热体。
21.本技术方案带来的有益效果：
22.1）本技术方案将内嵌散热结构和外设散热结构相结合，不仅可实现轴瓦本体温度梯度趋缓，热变形减小，油膜厚度增大，还实现了润滑轴承的快速冷却，即采用了内与外的双重冷却手段，最大限度的为润滑轴承提供有效、可靠的散热条件。
23.2）本技术方案利可用电机转轴的搅拌使得润滑介质与热管的蒸发端进行了强迫对流热交换,使得热管蒸发端管壳的传热效率大幅提高。在热管体ⅱ的冷凝端可利用电机转子旋转时产生的用于冷却转子和线圈的多余风量或直接通过冷却介质进行强迫冷却,同样大幅提高冷凝段散热效率和散热能力。综上所述，本技术方案通过提高冷却润滑轴承的润滑系统的冷却效率，使对润滑轴承的冷却效率和能力大幅提高,可对损耗较大的润滑轴承进行冷却,同时可以省去轴承润滑循环的动力系统，应用范围极其广泛。
24.3）本技术方案本利用热管体ⅰ在轴向上热阻小、快速导热的特点，将热管的蒸发端置于轴瓦本体的高温区，冷凝端置于轴瓦本体的低温区。这样可以将高温区的热量利用热管体ⅰ蒸发冷却的原理快速传递到低温区，使高温区的温度降低，低温区的温度上升，整个轴瓦本体温度梯度趋缓，热变形减小，油膜厚度增大，轴承安全可靠性增加。
附图说明
25.本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：
26.图1为第一种优选的外设散热结构示意图；
27.图2为第二种优选的外设散热结构示意图；
28.图3为第三种优选的外设散热结构的局部示意图；
29.图4为一种基本的内嵌散热结构的分布示意图；
30.图5为第一种优选的内嵌散热结构的分布示意图；
31.图6为第二种优选的内嵌散热结构的分布示意图；
32.图7为内嵌散热结构在瓦面到瓦底方向的的分布示意图；
33.图8为一种基本结构的热管体ⅰ剖视结构示意图；
34.图9为一种优选结构的热管腔剖视结构示意图；
35.图10为第一种基本结构的热管体ⅰ剖视结构示意图；
36.图11为第二种基本结构的热管体ⅰ剖视结构示意图；
37.图12为第三种基本结构的热管体ⅰ剖视结构示意图；
38.图中：
39.1、密封板；2、散热壳体；3、热管体ⅱ；4、通风口；5、固态导热体；6、液体冷却介质；7、电机转子；8、滑动轴承；8.1、轴瓦本体；8.1.1、瓦面；8.1.2、瓦底；8.1.3、轴瓦泄油端；8.1.4、轴瓦出油边；8.1.5、轴瓦进油边；8.1.6、温度最高处；8.1.7、温度最低处；9、润滑介质；10、油槽壳；11、空冷器；12、热管体ⅰ；12.1、相变介质；12.2、吸液芯；12.3、管壳；13、热管腔；13.1、槽体结构；14、导热膏/胶；15、汇流管；16、电机转轴。
具体实施方式
40.为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例1
43.本实施例提供一种电机滑动轴承的散热结构，滑动轴承8包括轴瓦本体8.1，滑动轴承8的外部安装有用于存放润滑介质9的油槽壳10。作为本技术方案一种优选的实施方案，散热结构为内嵌散热结构和/或外设散热结构。
44.内嵌散热结构包括开设于轴瓦本体8.1内部的若干热管腔13，且热管腔13从轴瓦本体8.1的高温区延伸到轴瓦本体8.1的低温区；每个热管腔13中布设有热管体ⅰ12，且热管体ⅰ12的冷凝端处于轴瓦本体8.1的低温区，热管体ⅰ12的蒸发端处于轴瓦本体8.1的高温区。具体的，如8所示，热管体ⅰ12由直接填充于热管腔13内部的相变介质构成，即在轴瓦本体8.1上开槽，然后在槽中注入合适的相变介质12.1，然后将槽进行密封，密封后的槽即为热管腔13。即本技术方案的冷凝液直接处于散热孔（热管腔13）中，通过抽真空（相变介质充满热管腔13，使热管腔13中不存在空气）控制蒸发温度，由于没有接触热阻，传热效率高，适用于冷凝液重力回流。其中，所谓合适的相变介质12.1，即是指相变介质12.1需要具备与轴瓦本体8.1的兼容性。进一步的，为了更加便于产生毛细力，热管腔13的腔壁上沿周向并排或间隔设置有若干槽体结构13.1，该槽体结构13.1沿热热管腔的轴向延伸，其中，槽体结构13.1的横截面结构可以呈三角形、梯形和矩形等，如图9所示，槽体结构13.1的横截面结构呈矩形。
45.外设散热结构包括密封板1、散热壳体2和若干热管体ⅱ3；密封板1与油槽壳10的外壁紧密贴合，散热壳体2通过密封板1与油槽壳10的外壁密封连接，且散热壳体2处于发电机转子7通风冷却回路中的冷风通道上；热管体ⅱ3穿过密封板1和油槽壳10，热管体ⅱ3的
冷凝端处于散热壳体2内部，热管体ⅱ3的蒸发端浸泡在油槽壳10内部的润滑介质9中。具体的，如图3所示，散热壳体2密封设置，散热壳体2的内部填充有液体冷却介质6，冷却介质可快速带走热管体ⅱ3冷凝端的热量，提高了热管体ⅱ3冷凝端散热效率，进一步提高了外设散热结构对轴承的润滑系统乃至润滑轴承自身的冷却效果。
46.综上所述，本技术方案将内嵌散热结构和外设散热结构相结合，不仅可实现轴瓦本体8.1温度梯度趋缓，热变形减小，油膜厚度增大，还实现了润滑轴承的快速冷却，即采用了内与外的双重冷却手段，最大限度的为润滑轴承提供有效、可靠的散热条件。
47.实施例2
48.本实施例提供一种电机滑动轴承的散热结构，其中，滑动轴承8的外部安装有用于存放润滑介质9的油槽壳10。作为本技术方案一种优选的实施方案，散热结构为散热结构为外设散热结构。如图1所示外设散热结构包括密封板1、散热壳体2和若干热管体ⅱ3；密封板1与油槽壳10的外壁紧密贴合，散热壳体2通过密封板1与油槽壳10的外壁密封连接，具体可将散热壳体2安装于油槽壳10的顶部、底部或侧面，最终需使散热壳体2处于发电机转子7通风冷却回路中的冷风通道上；热管体ⅱ3穿过密封板1和油槽壳10，热管体ⅱ3的冷凝端处于散热壳体2内部，热管体ⅱ3的蒸发端浸泡在油槽壳10内部的润滑介质9中。
49.在实际运用中，密封板1可通过密封手段，可靠的把合在油槽壳10，用于将热管体ⅱ3的蒸发端与冷凝端隔开，同时防止油槽壳10内部的润滑介质9流出。热管体ⅱ3的蒸发端浸泡在润滑介质9中。当发电机转动时，滑动轴承8由于摩擦损耗会产生大量的热量，该热量使得润滑介质9温度升高。电机转轴16转动时，会搅动润滑介质9在圆周方向和平行于轴向流动，由此一来，润滑介质9通过对流传热将热量传递到热管体ⅱ3的蒸发端。热管体ⅱ3的蒸发端受热后，热管体ⅱ3管芯内的液体受热蒸发，产生蒸汽。基于压力差，蒸汽向冷凝端移动，在冷凝端被凝结成液体，释放热量。液体（冷凝液）通过重力或毛细力流回蒸发端，完成自循环。冷凝端释放出来的热量,可通过散热壳体2进行冷却。具体的，可将热管体ⅱ3的冷凝端连接于散热壳体2上，以实现快速导热。电机转子7内部的热风经过空冷器11后被冷却，从空冷器11中的冷风经过冷风通道时带走散热壳体2的热量。进一步的，为提高冷却效率，可在散热壳体2上设置通风口4。
50.本技术方案可利用电机转轴16的搅拌使得润滑介质9与热管的蒸发端进行了强迫对流热交换,使得热管蒸发端管壳12.3的传热效率大幅提高。在热管体ⅱ3的冷凝端可利用电机转子7旋转时产生的用于冷却转子和线圈的多余风量或直接通过冷却介质进行强迫冷却,同样大幅提高冷凝段散热效率和散热能力。综上所述，本技术方案通过提高冷却轴承的润滑系统的冷却效率，使对润滑轴承的冷却效率和能力大幅提高,可对损耗较大的润滑轴承进行冷却,同时可以省去轴承润滑循环的动力系统，应用范围极其广泛。
51.实施例3
52.本实施例提供一种电机滑动轴承的散热结构，本技术方案是针对所有利用动压润滑原理进行润滑的滑动轴承8，包括但不限于可倾瓦推力轴承、整体瓦推力轴承、可倾瓦径向轴承、椭圆轴承、圆轴承、多油楔轴承等结构形式。作为本技术方案一种优选的实施方案，散热结构为内嵌散热结构，内嵌散热结构包括开设于轴瓦本体8.1内部的若干热管腔13，且热管腔13从轴瓦本体8.1的高温区延伸到轴瓦本体8.1的低温区；每个热管腔13中布设有热管体ⅰ12，且热管体ⅰ12的冷凝端处于轴瓦本体8.1的低温区，热管体ⅰ12的蒸发端处于轴瓦
本体8.1的高温区。
53.具体的，针对每个滑动轴承8，根据瓦面8.1.1与瓦底8.1.2之存在的温度差以及轴瓦进油端与轴瓦出油端存在的温度差，可采用包括但不限于如图4至图7的方式布设内嵌散热结构，其中：图4至图6是按照轴瓦进油端和轴瓦出油端的温差变化布设的热管腔13和热管体ⅰ12；图4为了确保足够的冷凝面积，将热管腔13（热管体ⅰ12）相对于轴瓦轴承泄油端倾斜设置；图5为了达到更好的均温效果，采用两个方向倾斜的热管腔13（热管体ⅰ12）布设结构；图6的热管腔13（热管体ⅰ12）平行于轴瓦泄油端8.1.3，并设置汇流管15以增加冷凝面积；图7是针对于瓦面8.1.1到瓦底8.1.2的温差布设热管腔13（热管体ⅰ12），即热管腔13（热管体ⅰ12）垂直于瓦面8.1.1和瓦底8.1.2。
54.本技术方案本利用热管体ⅰ12在轴向上热阻小、快速导热的特点，将热管的蒸发端置于轴瓦本体8.1的高温区，冷凝端置于轴瓦本体8.1的低温区。这样可以将高温区的热量利用热管体ⅰ12蒸发冷却的原理快速传递到低温区，使高温区的温度降低，低温区的温度上升，整个轴瓦本体8.1温度梯度趋缓，热变形减小，油膜厚度增大，轴承安全可靠性增加。
55.实施例4
56.本实施例提供一种电机滑动轴承的散热结构，滑动轴承8包括轴瓦本体8.1，滑动轴承8的外部安装有用于存放润滑介质9的油槽壳10。作为本技术方案一种优选的实施方案，散热结构为内嵌散热结构和/或外设散热结构。
57.内嵌散热结构包括开设于轴瓦本体8.1内部的若干热管腔13，且热管腔13从轴瓦本体8.1的高温区延伸到轴瓦本体8.1的低温区；每个热管腔13中布设有热管体ⅰ12，且热管体ⅰ12的冷凝端处于轴瓦本体8.1的低温区，热管体ⅰ12的蒸发端处于轴瓦本体8.1的高温区。具体的，如10所示，热管体ⅰ12包括相变介质和吸液芯12.2；吸液芯12.2粘附于热管腔13的腔壁上，呈空心柱状结构，相变介质填充于吸液芯12.2的内部。本实施例在不用在热管腔13上设置槽体结构13.1的前提下，通过设置吸液芯12.2产生毛细力，为冷凝液毛细回流提供可靠条件，方便更换热管体ⅰ12，且工艺简单、成本低。进一步的，所述相变介质与吸液芯12.2之间设置有管壳12.3，可先将管壳12.3充满相变介质12.1后，再将管壳插入到吸液芯12.2中，便于安装和更换，且可适用于冷凝液重力回流。
58.外设散热结构包括密封板1、散热壳体2和若干热管体ⅱ3；密封板1与油槽壳10的外壁紧密贴合，散热壳体2通过密封板1与油槽壳10的外壁密封连接，且散热壳体2处于发电机转子7通风冷却回路中的冷风通道上；热管体ⅱ3穿过密封板1和油槽壳10，热管体ⅱ3的冷凝端处于散热壳体2内部，热管体ⅱ3的蒸发端浸泡在油槽壳10内部的润滑介质9中。具体的，如图2所示，散热壳体2内部填充有用于强化对流传热的固态导热体5，比如肋片，翅片，导风板，导风栅格等。
59.实施例5
60.本实施例提供一种电机滑动轴承的散热结构，作为本技术方案一种优选的实施方案，散热结构为内嵌散热结构，内嵌散热结构包括开设于轴瓦本体8.1内部的若干热管腔13，且热管腔13从轴瓦本体8.1的高温区延伸到轴瓦本体8.1的低温区；每个热管腔13中布设有热管体ⅰ12，且热管体ⅰ12的冷凝端处于轴瓦本体8.1的低温区，热管体ⅰ12的蒸发端处于轴瓦本体8.1的高温区。具体的，热管体ⅰ12包括相变介质、吸液芯12.2和管壳12.3；吸液芯12.2粘附于管壳12.3的内壁上，呈空心柱状结构，相变介质填充于吸液芯12.2的内部。本
实施例适用于冷凝液毛细回流，通过壳体包裹吸液芯12.2和相变介质，可先在轴瓦本体8.1上开槽，采用热胀的方式将槽扩大，然后将包裹有吸液芯12.2和相变介质的管壳12.3塞入槽中，最后对槽进行密封，构成热管腔13，待热管腔13冷却后，便将管壳12.3紧密包裹。由此可以看出，该结构的热管体ⅰ12便于安装和更换。
61.优选的，如图12所示，在不采用热胀方式的情况下，可在管壳12.3与轴瓦本体8.1之间填充导热膏/胶14，管壳12.3与轴瓦本体8.1通过导热膏/胶14进行耦合。
技术特征：1.一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述散热结构包括内嵌散热结构和/或外设散热结构；内嵌散热结构布设于滑动轴承的轴瓦本体中，用于均衡滑动轴承内部温度；外设散热结构布设于发电机的轴承润滑系统上，用于滑动轴承的外部导热。2.如权利要求1所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述内嵌散热结构包括开设于滑动轴承（8）中轴瓦本体（8.1）内部的若干热管腔（13），且热管腔（13）从轴瓦本体（8.1）的高温区延伸到轴瓦本体（8.1）的低温区；每个热管腔（13）中布设有热管体ⅰ（12），且热管体ⅰ（12）的冷凝端处于轴瓦本体（8.1）的低温区，热管体ⅰ（12）的蒸发端处于轴瓦本体（8.1）的高温区。3.如权利要求2所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述热管腔（13）的腔壁上沿周向并排或间隔设置有若干槽体结构（13.1），该槽体结构（13.1）沿热管腔的轴向延伸。4.如权利要求2所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述热管体ⅰ（12）由直接填充于热管腔（13）内部的相变介质构成。5.如权利要求2所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述热管体ⅰ（12）包括相变介质和吸液芯（12.2）；吸液芯（12.2）粘附于热管腔（13）的腔壁上，呈空心柱状结构，相变介质填充于吸液芯（12.2）的内部。6.如权利要求5所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述相变介质与吸液芯（12.2）之间设置有管壳（12.3）。7.如权利要求2所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述热管体ⅰ（12）包括相变介质、吸液芯（12.2）和管壳（12.3）；吸液芯（12.2）粘附于管壳（12.3）的内壁上，呈空心柱状结构，相变介质填充于吸液芯（12.2）的内部。8.如权利要求7所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述管壳（12.3）与轴瓦本体（8.1）之间填充有导热膏/胶（14），管壳（12.3）与轴瓦本体（8.1）通过导热膏/胶（14）进行耦合。9.如权利要求1所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述外设散热结构包括密封板（1）、散热壳体（2）和若干热管体ⅱ（3）；密封板（1）与发电机轴承润滑系统中油槽壳（10）的外壁紧密贴合，散热壳体（2）通过密封板（1）与油槽壳（10）的外壁密封连接，且散热壳体（2）处于发电机转子（7）通风冷却回路中的冷风通道上；热管体ⅱ（3）穿过密封板（1）和油槽壳（10），热管体ⅱ（3）的冷凝端处于散热壳体（2）内部，热管体ⅱ（3）的蒸发端浸泡在油槽壳（10）内部的润滑介质（9）中。10.如权利要求9所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述散热壳体（2）上设置有通风口（4）。11.如权利要求9所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述散热壳体（2）密封设置，散热壳体（2）的内部填充有液体冷却介质（6）。12.如权利要求9所述一种电机滑动轴承的散热结构，其特征在于：所述散热壳体（2）内部填充有用于强化对流传热的固态导热体（5）。
技术总结本实用新型属于电机散热技术领域，尤其涉及一种电机滑动轴承的散热结构，具体为内嵌散热结构和/或外设散热结构；内嵌散热结构包括开设于轴瓦本体内部的若干热管腔，每个热管腔中布设有热管体Ⅰ；外设散热结构包括密封板、散热壳体和若干热管体Ⅱ；散热壳体通过密封板与油槽壳的外壁密封连接，热管体Ⅱ的冷凝端处于散热壳体内部，热管体Ⅱ的蒸发端浸泡在油槽壳内部的润滑介质中。本技术方案将内嵌散热结构和外设散热结构相结合，不仅可实现轴瓦本体温度梯度趋缓，热变形减小，油膜厚度增大，还实现了润滑轴承的快速冷却，即采用了内与外的双重冷却手段，最大限度的为润滑轴承提供有效、可靠的散热条件。靠的散热条件。靠的散热条件。
技术研发人员：杨培平 廖毅刚 周光厚 杨仕福 钟海权 刘坤 李效振 罗永刚 解朝军
受保护的技术使用者：东方电气集团东方电机有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/7/5
