[0001] 本申请涉及轴承技术领域，具体涉及一种集油组件、冷却系统及推力轴承。

[0002] 推力轴承是大型水轮发电机组最重要的组成部分之一,整个水轮发电机组的转动部分重量以及水的冲击力全压在推力轴承上。推力轴承的可靠性直接影响水轮发电机组的
可靠运行。推力轴承主要包括推力轴瓦、镜板和油冷却器等部件。

[0003] 轴承工作时产生的热量通常需要油循环系统进行冷却，因此维持轴承油槽的温度在特定值下，以保证轴承正常工作。推力轴瓦与镜板相互滑动摩擦，冷油在推力轴瓦与镜板
之间的相互摩擦作用下变成热油，热油会与油槽中的油混合，导致油槽内的油温升高，使得
油冷却器中的换热效率降低，降低了轴承的性能。

[0004] 为了解决这一技术问题，现有技术采用在进油边加工出进油油囊。在镜板旋转时，将油槽中的油连通上游轴瓦油膜流出的热油一并通过油囊泵出油槽，进入冷却系统冷却，
实现轴承的热交换。然而，由于轴承进口边油膜较厚，轴承的温度仍旧较高，散热效率低。

[0029] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

[0030] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解
为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多
个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0031] 在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任
何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列
出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况
下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必
要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合
本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

[0032] 现有技术中，推力轴承通常设置在油槽内。油槽内设置有油冷却管，油冷却管内通入冷却介质，以对油槽内的油进行热交换，以维持轴承在特定温度范围内。然而，镜板与推
力轴瓦之间相互滑动摩擦，会在两者的滑动面上产生热油油膜。热油油膜从瓦面流出后，直
接与油槽中的油混合，导致油槽中的油温升高，使得轴承难以维持在特定温度范围内。为
此，现有技术通过在进油边加工出出进油油囊。镜板旋转时，将油槽中的混合油，连同上游
瓦油膜流出的热油，一并通过油囊泵出油槽，进入冷却系统，实现轴承的热交换。

[0033] 然而，轴承进口边油膜较厚，上游瓦出口的热油膜附着在滑动面上，使得轴承温度较高。

[0034] 为此，本申请实施例提出一种集油组件，用于收集推力轴承的热油3。该热油3为轴瓦2与镜板1之间滑动界面上因为两者摩擦所产生的热油3。在具体介绍集油组件之前，先行
介绍轴瓦2和镜板1。镜板1固定在推力轴承的推力头上。轴瓦2通常为多个，呈扇形板状结
构，设置在推力轴承推力头的下方，与镜板1滑动接触。推力轴承的其他结构不是本申请的
改进重点，因而不进行过多赘述。

[0035] 在实施例中，如图1和图2所示，所述集油组件包括支撑座5和集油瓦4。集油瓦4设置于支撑座5上，支撑座5用于支撑集油瓦4。通常情况下，支撑座5固定安装在推力轴承的油
箱上。在实施例中，所述集油瓦4设置于相邻的两个轴瓦2之间；如图3所示，所述集油瓦4面
向所述镜板1的一侧设置有阻油板11和集油孔10，所述集油孔10位于所述阻油板11在所述
镜板1的旋转方向的后侧，所述集油瓦4设置有与所述集油孔10连通的集油腔12；其中，所述
阻油板11在所述推力轴承的轴向上凸出所述轴瓦2面向所述镜板1的一侧，以使得在所述镜
板1旋转时，所述阻油板11将附着于所述镜板1上的热油3通过集油孔10刮入所述集油腔12
内。

[0036] 在本申请实施例的技术方案中，通过在推力轴承的轴向上凸出轴瓦2面向镜板1的一侧的阻油板11将附着于镜板1上的热油3刮除并通过位于其后侧集油孔10进入到集油腔
12内，使得附着于镜板1上的热油3油膜至少被阻油板11拦截，并刮入集油腔12内进行收集，
而当镜板1通过该集油瓦4后能够重新附着冷的润滑油，以能降低推力轴承的运行温度，提
高轴承的散热能力。

[0037] 需要说明的是，由于热油3具有粘滞性，当镜板1相对轴瓦2旋转时，紧靠镜板1滑动面的热油3在粘滞阻力的作用下被带走。当热油3运动至集油瓦4的位置处时，被阻油板11刮
除，使得镜板1在进入到下一轴瓦2时被重新附着上冷油，达到降低轴承温度的目的，提高轴
承的散热效率。

[0038] 需要说明的是，镜板1在旋转至集油瓦4时，先经过集油孔10后经过阻油板11，因此所述集油孔10位于所述阻油板11在所述镜板1的旋转方向的上游。

[0039] 轴瓦2沿着推力轴承的周向间隔设置，因而响铃的两个轴瓦2在周向上具有一条沿推力轴承的径向延伸的狭长型空隙。因此，一般情况下，集油瓦4通常为设置在该狭长型空
隙内的窄形长条瓦。

[0040] 作为上述实施例的可选实施方式，所述集油瓦4的个数为多个，且比所述轴瓦2的个数少1个；其中，每两个周向相邻的轴瓦2之间设置有一个所述集油瓦4。在实施例中，集油
瓦4的个数比轴瓦2的个数少1个。在每两个周向相邻的轴瓦2之间设置有一个所述集油瓦4，
使得镜板1上的热油3在每通过一个轴瓦2后便会被位于该轴瓦2下游的集油瓦4上的阻油板
11进行刮除，使得镜板1在通过集油瓦4后热油3油膜厚度减少因而会被重新附着上冷油。

[0041] 作为上述实施例的可选实施方式，如图2和图3所示，所述支撑座5为弹性支撑座5。弹性支撑座5通常包括导柱和弹簧，导柱与集油瓦4之间滑动配合。弹簧围绕导柱周向设置，
或者弹簧套设在导柱上。弹簧的一端固定在油箱盖上，另一端固定在集油瓦4上。另一些实
施例中，弹性支撑座5包括阻尼结构13，阻尼结构13一端与集油瓦4连接，另一端与油箱盖连
接。通过弹性支撑座5支撑集油瓦4，使得集油瓦4能够适应轴瓦2与镜板1之间的相互作用，
以使得集油瓦4可靠地刮油。

[0042] 当然，在一些对温控精度不高的使用场景下，支撑座5也可以设置为刚性支撑座5。

[0043] 作为上述实施例的可选实施方式，所述集油瓦4具有面向所述镜板1设置的轴向端面，所述阻油板11设置于所述轴向端面上。一般情况下，阻油板11可以焊接在轴向端面上，
也可以是一体形成于轴向端面上。所述阻油板11具有挡油面，用于阻挡热油3。挡油面是阻
油板11的迎油面。在镜板1旋转时，镜板1上的附着的热油3在挡油面的阻挡作用下不会继续
跟随镜板1继续运动至下游，而顺着挡油面乡下流动。所述集油孔10具有位于所述旋转方向
上的第一侧壁，所述第一侧壁与所述挡油面所在的平面相接，使得绝大部分被阻拦的热油3
通过集油孔10内。

[0044] 在一些实施例中，第一侧壁为平面，则第一侧壁和挡油面处于同一平面内。比如，第一侧壁为曲面，则第一侧壁和挡油面相切。

[0045] 作为上述实施例的可选实施方式，如图2和图3所示，所述集油瓦4还具有瓦油槽9，所述瓦油槽9为开口设置于所述轴向端面上且向所述集油瓦4内部凹陷所形成的区域。所述
瓦油槽9在所述旋转方向上位于所述集油孔10的上游，所述瓦油槽9与所述集油孔10相通。
在阻油板11阻挡作用下，热油3在阻挡板、镜板1和轴向端面围合的区域内堆积，因此设置瓦
油槽9使得热油3具有更大的暂存区域，在镜板1旋转的作用下，热油3在瓦油槽9内流动，以
进入到集油孔10内。

[0046] 作为上述实施例的可选实施方式，所述集油孔10具有在所述旋转方向上与所述第一侧壁相对设置的第二侧壁；所述集油瓦4具有面向其周向相邻的轴瓦2的周向侧面，所述
瓦油槽9从所述周向侧面延伸至所述第二侧壁。在实施例中，瓦油槽9可以设置为位于轴向
端面上的缺口，其从周向侧面一直延伸至第二侧壁上，以使得瓦油槽9具有更大的暂存空
间，以能容纳更多的热油3。

[0047] 在实施例中，瓦油槽9的深度可以设置为在旋转方向上逐渐加大，使得热油3可以借助重力以及镜板1的旋转作用流动至集油孔10内，以减少热油3汇入油槽内的量，提高散
热效果。

[0048] 在一些实施例中，推力轴承所支撑的旋转轴配有正转和反转两种工作模式。因此，作为上述实施例的可选实施方式，所述集油孔10具有至少两个；至少两个所述集油孔10在
所述推力轴承的周向上分布；其中，所述阻油板11设置在两个沿所述推力轴承的周向上分
布的所述集油孔10之间。也即，不管镜板1正转还是反转，在阻油板11的作用下，镜板1上的
热油3均会被拦截而通过集油孔10进入到集油腔12内而被收集。

[0049] 在实施例中，通常情况下，集油孔10设置为两个：第一集油孔和第二集油孔。所述“旋转方向”可以为正转或者反转。当镜板1正转时，在旋转方向上，第一集油孔位于阻油板
11下游，第二集油孔位于阻油板11上游。当镜板1反转时，在旋转方向上，第一集油孔位于阻
油板11上游，第二集油孔位于阻油板11下游。第一集油孔和第二集油孔均可以设置为条形。

[0050] 在另外一些实施例中，集油孔10设置为多个：多个第一集油孔和多个第二集油孔。多个第一集油孔沿推力轴承的径向间隔分布，多个第二集油孔沿推力轴承的径向间隔分
布。当镜板1正转时，在旋转方向上，多个第一集油孔位于阻油板11下游，多个第二集油孔位
于阻油板11上游。当镜板1反转时，在旋转方向上，多个第一集油孔位于阻油板11上游，多个
第二集油孔位于阻油板11下游。

[0051] 作为上述实施例的可选实施方式，如图1所示，所述集油瓦4与其周向相邻的两个轴瓦2之间具有周向间隙。也即，在周向相邻的两个轴瓦2之间设置集油瓦4后，两个轴瓦2之
间的狭长形空间未被集油瓦4完全占据。通常情况下，集油瓦4与位于其在旋转方向上下游
的轴瓦2之间的周向间隙通常是冷油通道，而使得冷油能够进入到周向间隙内，而附着在镜
板1上，避免镜板1和轴瓦2之间出现缺油的情况发生。集油瓦4与位于其在旋转方向上上游
的轴瓦2之间的周向间隙通常是热油3通道，一部分热油3被刮入到集油瓦4内，而还有一部
分热油3通过该周向间隙重新进入到油槽内。

[0052] 如图1所示，本申请还提出一种冷却系统，用于向推力轴承提供冷却油，包括：冷却器8，用于向所述推力轴承提供冷却油；出油管7；以及如前所述的集油组件；所述集油瓦4设
有与所述集油腔12连通的出油口，所述出油管7的一端与所述出油口连通，所述出油管7的
另一端与所述冷却器8连通，以将进入到所述集油瓦4的热油3通过所述出油管7输送至所述
冷却器8内。将从镜板1上刮除下来的热油3送入冷却器8中进行冷却，热油3冷却后为冷油，
冷油重新回送至油槽内，使得油槽内的油温维持在特定的温度范围内。

[0053] 该冷却器8设置在油箱外侧，对集油瓦4收集的热油3进行冷却，可以提高冷却器8油的对数温差，可以大幅提高冷却器8的换热效率，从而用较小容量的冷却器8就可以实现
大的换热容量。

[0054] 在一些实施例中，出油管7呈环形，围绕集油瓦4设置，以使得多个集油瓦4的热油3均汇入该出油管7内，再由出油管7统一输送至冷却器8中，有利于充分利用油箱的空间，减
少出油管7的设置数量。

[0055] 在实施例中，出油口可以设置在集油瓦4的径向端面上，该径向端面背离推力轴承所制成的轴，以便于设置出油管7等结构，降低结构的复杂程度。出油口处设置有管接头6，
以连接环形出油管7。

[0056] 本申请还提出一种推力轴承，包括集油组件。该集油组件采用前述实施例中的一部分技术方案或者全部技术方案，因而具备前述实施例的一部分或者全部技术优势，在此
不做过多赘述。通常情况下，该推力轴承也包括前述实施例所述的冷却系统，以将从镜板1
上刮除下来的热油3送入冷却器8中进行冷却，热油3冷却后为冷油，冷油重新回送至油槽
内，使得油槽内的油温维持在特定的温度范围内。

[0057] 在一些实施例中，油槽由油箱所限定。油箱内设置有冷却管，冷却管内通入冷却介质，油箱内的油与冷却介质进行热交换。而从镜板1上刮除的热油3通过集油瓦4收集后，通
过出油管7排出至冷却器8内。该冷却器8设置在油箱外侧，对集油瓦4收集的热油3进行冷
却，可以提高冷却器8油的对数温差，可以大幅提高冷却器8的换热效率，从而用较小容量的
冷却器8就可以实现大的换热容量。

[0058] 在一些实施例中，油箱可以加工出排油口，排油口与冷却器8之间设置有排油管，以将油槽内的油一并送入冷却器8内进行冷却。该实施例通常用于对温控精度较高的场景。

[0059] 以上对本申请实施例所提供的一种集油组件、冷却系统及推力轴承进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只
是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的
思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为
对本发明的限制。