(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 117032347 A (43)申请公布日 2023.11.10 (21)申请号 8.5 (22)申请日 2023.09.12 (71)申请人 马建设 地址 473000 河南省南阳市南阳大一统防 爆科技有限公司 (72)发明人 张博伦马建设 (74)专利代理机构 郑州明德知识产权代理事务 所(普通合伙) 41152 专利代理师 宋建勋 (51)Int.Cl. G05D 23/20 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 (54)发明名称 滑动轴承温度智能控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种滑动轴承温度智能控制 系统，包括制冷模块和控制模块，制冷模块是在 滑动轴承油池内设置热传导元件热管，热管与设 置在滑动轴承外部的半导体制冷片的制冷面相 接触，在半导体制冷片的发热面上设置散热降温 装置，半导体制冷片的制冷功率设计为大于滑动 轴承的发热功率。控制模块通过对设置于滑动轴 承油池内的温度传感器进行自动的实时检测，来 控制半导体制冷片的运行状态，从而实现将滑动 轴承的温度控制在设定的范围内。本发明具有外 形体积小、热交换效率高、安装方便等优点，实现 了对滑动轴承温度的智能化精确控制，确保相应 A 设备安全稳定的长期运行。 7 4 3 2 3 0 7 1 1 N C CN 117032347 A 权利要求书 1/1 页 1.一种滑动轴承温度智能控制系统，包括制冷模块和控制模块，所述制冷模块是在滑 动轴承体油池内设置热传导元件热管，热管与设置在滑动轴承体外部的半导体制冷片的制 冷面相接触，在半导体制冷片的发热面设散热装置；所述控制模块通过对设置于滑动轴承 油池内的温度传感器进行自动的实时检测来控制半导体制冷片的运行状态，实现将滑动轴 承温度控制在设定的范围内。 2.根据权利要求1所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是所述半导体制冷片的 制冷功率大于自润滑滑动轴承的发热功率。 3.根据权利要求1所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是根据半导体制冷片的 功率和数量，所述热管和对应设置的半导体制冷片、散热装置呈双层对称、多边对称或非对 称布设。 4.根据权利要求1所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是所述散热装置是由翘 片散热板和散热风扇组成。 5.根据权利要求4所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是所述散热风扇采用直 流无刷磁悬浮轴承微型风扇。 6.根据权利要求1所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是所述控制模块设置有 报警温度，报警温度小于原滑动轴承的强制停机温度，大于本控制系统控制的温度范围的 上限温度值，从而形成在原系统强制停机前的二级保护。 7.根据权利要求1所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是所述控制模块能够实 时显示滑动轴承润滑油的温度及实时显示控制系统的运行状态，温度控制范围的上下限值 能够人工调整以适用不同用户的要求。 8.根据权利要求1所述的滑动轴承温度智能控制系统，其特征是所述控制系统能够制 作成防爆型滑动轴承温度智能控制系统。 2 2 CN 117032347 A 说明书 1/4 页 滑动轴承温度智能控制系统 技术领域 [0001] 本发明涉及滑动轴承，具体涉及一种滑动轴承温度智能控制系统，是一种将滑动 轴承的温度控制在设定范围内的智能控制系统。 背景技术 [0002] 对于重型机械旋转支撑领域的滑动轴承，在运行过程中由于诸如轴承磨损、负载 变化、机械应力释放或形变造成的机械旋转同轴度偏离、环境温度上升等各方面综合因素 的影响，从而造成滑动轴承因其温度过高发生轴颈粘连等事故。由于滑动轴承的轴瓦与轴 颈的接合面上的巴氏合金正常使用温度≤100℃，所以滑动轴承均设置有温度检测控制系 统，该检测控制系统的作用是当滑动轴承温度≥85℃时强制使整个机械系统停止转动运 行，以避免滑动轴承上的巴氏合金发生失效、熔化、最后与轴颈粘连、抱轴等事故，这种非正 常强制性保护停机，给企业的正常生产经营造成巨大影响，这也是目前国内外长期存在的 老大难问题。 [0003] 自润滑滑动轴承的基本结构见图1，在滑动轴承的下轴承体2和上轴承体4内设置 轴瓦3，轴瓦3上浇注巴氏合金7实现对轴颈6的旋转支撑；甩油环8通过轴颈6的带动性旋转， 将轴承体下部油池1内的润滑油甩到注油孔5内实现对旋转接合面的润滑并对滑动轴承进 行内循环降温；在油池1内设温度传感器 （原）9并通过滑动轴承外部的温度检测控制系统， 实时检测滑动轴承的温度；在下轴承体2的壳体下部对称设置有两个备用管螺纹预留孔10。 [0004] 强制润滑滑动轴承与自润滑滑动轴承的区别是：在滑动轴承的外部设置油站，油 站通过滑动轴承空腔内的管路定向的对注油孔5强制注油、同时对油池1内的润滑油进行外 循环降温。 [0005] 滑动轴承的旋转支撑接合面 （巴士合金与轴颈的接合面）的摩擦发热是必然现象， 其发热量主要取决于：1、接合面的润滑效果；2、轴颈的转速 ；3、轴颈对巴氏合金施加的压 力；4、机械系统的振动频率及幅度带来的额外交变性冲击力；5、巴氏合金的磨损状态，巴氏 合金由于长期受到交变应力会产生的龟裂、掉块；6、机械系统的同轴度对旋转接合面施加 的偏心力。润滑油的质量状态对支撑接合面的发热也有较大影响，但润滑油按要求需要定 期更换，所以实际影响不大。 [0006] 上述6大环节中其第1～4项在滑动轴承的选型时已经给予了充分的考量，但第5项 的“磨损”是不可避免的，且呈恶性循环发展趋势；第6项随着机械结构的应力释放变形、机 械系统磨损性损伤及安装基础变形等等原因，也属于恶性发展趋势并对第4项产生直接影 响，这两部分是滑动轴承出现温度过高的主要原因。那么当上述的摩擦发热速度＞＞滑动 轴承的散热速度时，滑动轴承的绝对温度就会出现＞100℃，此时如果设备继续运行其“巴 氏合金”就会失效、熔化而发生与轴颈粘连事故。所以在滑动轴承领域，一般都是将其温度 上限设置为85℃，个别关键工序、关键设备甚至将温度设置为≤65℃。这个“强制停机温度” 的设置，是一种无奈的、被动的、非正常的强制性手段，避免了滑动轴承事故性损坏，但对于 正常生产经营造成了巨大的冲击。 3 3 CN 117032347 A 说明书 2/4 页 [0007] 如上所述对于强制润滑滑动轴承由于设置了独立的油站，其对滑动轴承的定向补 充及降温效果明显，所以一般不会出现轴承温度过高的问题，但其对滑动轴承的密封性要 求高所以结构复杂、成本高，油站也需占用一定的场地空间，且需在生产现场进行具体的布 局及管路安装，所以目前在国内外“强制润滑滑动轴承”的使用比例只占50%左右。 [0008] 而对于自润滑滑动轴承就经常出现温度超标，一旦出现这种情况目前国内外通行 的补救办法是：1、利用自润滑滑动轴承的2个预留孔，在滑动轴承的的油池内加装如图2所 示的自来水盘管11进行水冷却，自来水盘管的两端联通自来水，通过盘管和润滑油进行热 交换来实现对润滑油的降温。2、增设润滑油油站，利用自润滑滑动轴承的2个预留孔，将润 滑油抽出再送回，通过油站油箱内大体量润滑油的循环实现对润滑油的强制降温。上述“自 来水盘管”冷却方案其降温效果取决于：1、盘管热交换面积；2、自来水的温度，也就是热交 换温度差；3、滑动轴承内润滑油的流动性。由于这些因素所以其具体降温效果比较差，同时 需要设备现场引入自来水管道，自来水的浪费非常严重，每小时消耗自来水达1 .3吨左右， 如果增设水循环冷却塔其安装周期长、设备投资大。而加装油站进行强制冷却效果明显，但 需要对滑动轴承的密封性能进行加强所以实施难度大，同时加装油站需要较大的场地，设 备成本高，而其额外耗电量达到1.1KW/h，其经济性也不佳。 发明内容 [0009] 针对现有自润滑滑动轴承使用过程中所存在的重大隐患及现有补救措施存在的 缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何降低类似“水冷却盘管”热交换元件自身的温度、 同时提高热交换元件的热交换效率、解决加装“降温装置”的实施难度、降低“降温装置”的 运行成本，并实现将自润滑滑动轴承的温度控制在设定的范围内。 [0010] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种滑动轴承温度智能控制 系统，包括制冷模块和控制模块，所述制冷模块是在滑动轴承体油池内设置热传导元件热 管，热管与设置在滑动轴承体外部的半导体制冷片的制冷面相接触，在半导体制冷片的发 热面设散热装置；所述控制模块通过对设置于滑动轴承油池内热管前端上的温度传感器进 行自动的实时检测来控制半导体制冷片的运行状态，实现将滑动轴承温度控制在设定的范 围内。 [0011] 为了确保能够将滑动轴承润滑油的温度控制在设定范围内，所述半导体制冷片的 制冷功率大于自润滑滑动轴承的发热功率。 [0012] 根据半导体制冷片的功率和数量，所述热管和对应设置的半导体制冷片、散热装 置呈双层对称、多边对称或非对称布设。 [0013] 所述散热装置是由翘片散热板和散热风扇组成。 [0014] 为了大幅度提高制冷模块的寿命周期，所述散热风扇采用直流无刷磁悬浮轴承微 型风扇。 [0015] 所述控制模块是在壳体内设包括单片机、与单片机连接的开关电源、与单片机连 接实现有线传输的信号变送器和/或实现无线传输的无线发射器，开关电源与半导体制冷 片连接，滑动轴承油池内的温度传感器与单片机连接。 [0016] 所述控制模块设置有报警温度，报警温度小于原滑动轴承的强制停机温度，大于 本控制系统控制的温度范围的上限温度值，从而形成在原系统强制停机前的二级保护。 4 4 CN 117032347 A 说明书 3/4 页 [0017] 所述控制模块能够实时显示滑动轴承润滑油的温度及实时显示控制系统的运行 状态，温度控制范围的上下限值能够人工调整以适用不同用户的要求。 [0018] 所述控制系统能够制作成防爆型滑动轴承温度智能控制系统。 [0019] 本发明采用上述技术方案所设计的滑动轴承温度智能控制系统，其有益效果为： 1.可精确地、自动地将滑动轴承的温度控制在设定的范围内，避免或大幅度减少 了设备出现“保护性强制停机”给正常生产经营造成的冲击，确保相应设备的安全稳定长期 运行； 2.制冷模块外形尺寸小，可直接利用原滑动轴承的备用孔直接安装；控制模块外 形尺寸小，可利用滑动轴承现有空间进行安装； 3. 新增设了二级保护，以便及时的进行人工干预，减少强制停机给正常生产造成 的冲击； 4.系统的总功率为300W且运行方式为间歇式，耗能只有现水冷、油冷改进方案的 10%左右； 5.整个系统现场安装方便，成本低廉； 6.制冷模块可达到无故障运行要求。 附图说明 [0020] 图1表示自润滑滑动轴承的结构示意图； 图2表示采用自来水盘管冷却的结构示意图； 图3表示本发明制冷模块的主视结构示意图； 图4表示本发明制冷模块的右视结构示意图； 图5表示本发明制冷模块的俯视结构示意图； 图6表示本发明制冷模块双层结构的主视示意图； 图7表示本发明制冷模块双层结构的右视示意图； 图8表示本发明制冷模块双层结构的俯视示意图； 图9表示本发明控制模块的电气原理示意图； 图10表示本发明的控制逻辑流程示意图； 图11表示本发明安装结构局部示意图。 [0021] 图中：1‑油池，2‑下轴承体，3‑轴瓦，4‑上轴承体，5‑注油孔，6‑轴颈，7‑巴氏合金， 8‑甩油环，9‑温度传感器（原），10‑预留孔，11‑自来水盘管，12‑热管，13‑散热风扇，14‑翘片 散热板，15‑半导体制冷片，16‑温度传感器 （新），17‑制冷模块，18‑控制模块，19‑隔热绝缘 胶封材料。 实施方式 [0022] 下面结合附图对本发明滑动轴承温度智能控制系统作具体说明。 [0023] 本发明一种滑动轴承温度智能控制系统，参见图3至图11，包括制冷模块17和控制 模块18。 [0024] 本发明制冷模块17是在滑动轴承体油池1内设置热传导元件热管12，热管12与设 置在滑动轴承体外部的半导体制冷片15的制冷面相接触，在半导体制冷片15的发热面设散 5 5 CN 117032347 A 说明书 4/4 页 热装置，散热装置是由翘片散热板14和散热风扇13组成, 设置散热装置可进一步降冷 面的绝对温度，同时保障半导体制冷片的长期安全工作。为了确保能够将滑动轴承润滑油 的温度控制在设定范围内，半导体制冷片15的制冷功率应大于自润滑滑动轴承的发热功 率。 [0025] 根据自润滑滑动轴承发热的总功率，为提高降温效果、降低系统运行时间提高系 统的寿命周期，本发明的热管12、半导体制冷片15及翘片散热板14和散热风扇13可呈双层 对称布设或多边对称、非对称布置，并用隔热绝缘密封材料19进行胶封。本发明附图3是单 层结构，图6是双层对称设置，那么当需要制冷量再大时、就需要“多边对称”“多边非对称” 设置。热管12之间采用支撑措施使其有一定的间隙，在热管的前端一定的距离新增设温度 传感器 （新）16，在每层热管12上对应设半导体制冷片15，每层半导体制冷片15的制冷面分 别与对应的热管接触。为了大幅度提高制冷模块的寿命周期，散热风扇13采用直流无刷磁 悬浮轴承军工级微型风扇，以实现制冷模块17的长期无故障工作。本发明制冷模块17利用 滑动轴承的预留管螺纹孔10安装在滑动轴承的底部。 [0026] 本发明控制模块18通过对设置于滑动轴承油池1内热管12前端上的温度传感器16 进行自动的实时检测来控制半导体制冷片15的运行状态，实现将滑动轴承温度控制在设定 的范围内。控制模块18可以多种多样，本发明实施例采用综合功能比较完善、元件体积比较 小的控制模块，其是在壳体内设包括单片机、与单片机连接的开关电源、与单片机连接实现 有线传输的信号变送器和/或实现无线传输的无线发射器，开关电源与半导体制冷片15连 接，滑动轴承油池内的温度传感器 （新）16与单片机连接。本发明控制模块设置有报警温度， 报警温度小于原滑动轴承的强制停机温度，大于本控制系统控制的温度范围的上限温度 值，从而形成在原系统强制停机前的二级保护。 [0027] 本发明控制逻辑流程：单片机预先设定了温度对比参数值T1、T2和T3，T1为控制滑 动轴承温度的下限值，T2为为控制滑动轴承温度的上限值，T3为滑动轴承的报警温度值米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台。T1 ＜T2＜T3＜原滑动轴承的强制停机温度值，T1和T2构成了智能控制系统对滑动轴承温度的 控制范围，T3可实现在原滑动轴承温度超标强制停机前的提前报警，以便及时进行人工干 预。T1、T2和T3的参数可用手机植入的控制程序通过蓝牙通讯模块进行人工调整，以适应用 户的不同工况条件要求要求。 [0028] 当滑动轴承润滑油温度≥T2时制冷模块17工作，由于半导体制冷片15的制冷功率 大于滑动轴承的发热功率，而半导体制冷片15及热管12的非热交换部分通过隔热绝缘胶封 材料19进行了隔热绝缘胶封，杜绝了能量损失，这样通过热管12对滑动轴承油池1内的润滑 油进行降温，直到滑动轴承润滑油温度≤T1时制冷模块17断电停止工作，实现了将滑动轴 承温度控制在设定的范围内。 [0029] 本发明控制模块18设置有运行状态的指示灯显示，设置有滑动轴承的实时温度显 示，该实时温度也可有线或无线远程传输到中控室。 [0030] 本发明的自润滑滑动轴承温度控制系统中，将散热风扇13改为防爆型风扇，同时 将控制模块18设置于防爆空腔内 ，那么本发明就可制成防爆型滑动轴承温度智能控制系 统。 6 6 CN 117032347 A 说明书附图 1/6 页 图 1 7 7 CN 117032347 A 说明书附图 2/6 页 图 2 图 3 8 8 CN 117032347 A 说明书附图 3/6 页 图 4 图 5 9 9 CN 117032347 A 说明书附图 4/6 页 图 6 图 7 10 10 CN 117032347 A 说明书附图 5/6 页 图 8 图 9 图 10 11 11 CN 117032347 A 说明书附图 6/6 页 图 11 12 12米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台(访问: hash.cyou 领取999USDT）