軸承套的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于支撐空氣循環(huán)機(jī)的軸的軸承套。所述軸承套包括外徑和內(nèi)徑。所述外徑在3.214英寸和3.216英寸的范圍內(nèi)。還包括的是設(shè)置在所述套的所述內(nèi)徑中的箔片保持腔。所述箔片保持腔包括狹槽和位于所述狹槽的相對(duì)軸向端的第一和第二開口。所述第一和第二開口中的每個(gè)都包括具有不同軸向長(zhǎng)度的小部分和大部分。所述大部分的組合軸向長(zhǎng)度與所述箔片保持腔的軸向長(zhǎng)度的比例在.19∶1和.22∶1的范圍內(nèi)。還包括的是設(shè)置在被構(gòu)造為周向支撐密封件的所述軸承套的一個(gè)軸向端上的密封件附接部分。
【專利說明】軸承套
[0001]發(fā)明背景
[0002]本申請(qǐng)涉及軸承套，且特別涉及用于空氣循環(huán)機(jī)(ACM)的軸承套。
[0003]ACM是已知的且包括壓縮空氣并傳送空氣供下游使用(諸如飛行器空氣供應(yīng)系統(tǒng))的壓縮機(jī)。來自壓縮機(jī)出口的空氣的一部分經(jīng)過渦輪轉(zhuǎn)子，從而驅(qū)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。ACM可包括由空氣軸承支撐的幾個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。一種已知類型的空氣軸承包括由軸承套支撐的箔片組件。
發(fā)明概要
[0004]在本公開的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，包括被構(gòu)造為支撐空氣循環(huán)機(jī)的軸的軸承套。軸承套包括外徑和內(nèi)徑。外徑在3.214英寸和3.216英寸的范圍內(nèi)。還包括的是設(shè)置在套的內(nèi)徑中的箔片保持腔。箔片保持腔包括狹槽和位于狹槽的相對(duì)軸向端的第一和第二開口。第一和第二開口中的每個(gè)都包括具有不同軸向長(zhǎng)度的小部分和大部分。大部分的組合軸向長(zhǎng)度與箔片保持腔的軸向長(zhǎng)度的比例在.19: I和.22: I的范圍內(nèi)。還包括的是設(shè)置在被構(gòu)造為周向支撐密封件的軸承套的一個(gè)軸向端上的密封件附接部分。
[0005]在上述任何的其它實(shí)施方案中，外徑的一部分相對(duì)于具有位于軸承套的外徑的徑向外部的原點(diǎn)的外半徑是弧形的。
[0006]在上述任何的其它實(shí)施方案中，外半徑具有距離外徑約4英寸的原點(diǎn)，如從軸承套的軸向端所測(cè)量的.190英寸和.210英寸范圍內(nèi)的距離。
[0007]在上述任何的其它實(shí)施方案中，外徑與內(nèi)徑的比例在1.140: I和1.142: I的范圍內(nèi)。
[0008]在上述任何的其它實(shí)施方案中，第一和第二開口的大部分每個(gè)都具有.265英寸和.305英寸范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度。
[0009]在上述任何的其它實(shí)施方案中，第一和第二開口的小部分每個(gè)都具有.12英寸和.16英寸范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度。
[0010]在上述任何的其它實(shí)施方案中，第一和第二開口的大部分每個(gè)都具有.215英寸和.225英寸范圍內(nèi)的寬度，其相對(duì)于狹槽的中心線而測(cè)量。
[0011]在上述任何的其它實(shí)施方案中，第一和第二開口的小部分每個(gè)具有.065英寸和.075英寸范圍內(nèi)的寬度，其相對(duì)于狹槽的中心線而測(cè)量。
[0012]在上述任何的其它實(shí)施方案中，箔片保持腔具有2.795英寸和2.805英寸范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
[0013]本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施方案包括具有軸承套的空氣循環(huán)機(jī)。軸承套包括外徑和內(nèi)徑。外徑在3.214英寸和3.216英寸的范圍內(nèi)。還包括的是設(shè)置在套的內(nèi)徑中的箔片保持腔。箔片保持腔包括狹槽和位于狹槽的相對(duì)軸向端的第一和第二開口。第一和第二開口中的每個(gè)都包括具有不同軸向長(zhǎng)度的小部分和大部分。大部分的組合軸向長(zhǎng)度與箔片保持腔的軸向長(zhǎng)度的比例在.19: I和.22: I的范圍內(nèi)。還包括的是設(shè)置在被構(gòu)造為周向支撐密封件的軸承套的一個(gè)軸向端上的密封件附接部分。
[0014]在上述任何的其它實(shí)施方案中，空氣循環(huán)機(jī)包括箔片組件，箔片組件包括彎曲部分和其軸向端上的翼片。
[0015]在上述任何的其它實(shí)施方案中，彎曲部分容納在狹槽內(nèi)，且其中翼片容納在第一和第二開口的大部分內(nèi)。
[0016]在上述任何的其它實(shí)施方案中，空氣循環(huán)機(jī)包括將軸承套支撐在空氣循環(huán)機(jī)中的中心開口內(nèi)的至少一個(gè)O形環(huán)，O形環(huán)與軸承套的外徑直接接合。
[0017]在上述任何的其它實(shí)施方案中，空氣循環(huán)機(jī)包括由密封件附接部分支撐的密封件。
[0018]在上述任何的其它實(shí)施方案中，外徑的一部分相對(duì)于具有位于軸承套的外徑的徑向外部的原點(diǎn)的外半徑是弧形的。
[0019]在上述任何的其它實(shí)施方案中，外半徑具有距離外徑約4英寸的原點(diǎn)，如從軸承套的軸向端所測(cè)量的.190英寸和.210英寸范圍內(nèi)的距離。
[0020]在上述任何的其它實(shí)施方案中，外徑與內(nèi)徑的比例在1.140: I和1.142: I的范圍內(nèi)。
[0021]在上述任何的其它實(shí)施方案中，第一和第二開口的大部分每個(gè)都具有.265英寸和.305英寸范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度。
[0022]在上述任何的其它實(shí)施方案中，第一和第二開口的小部分每個(gè)都具有.12英寸和.16英寸范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度。
[0023]在上述任何的其它實(shí)施方案中，箔片保持腔具有2.795英寸和2.805英寸范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
[0024]附圖簡(jiǎn)述
[0025]可如下簡(jiǎn)要描述附圖:
[0026]圖1示意地示出示例空氣循環(huán)機(jī)(ACM)。
[0027]圖2示出示例軸承套的橫截面圖。
[0028]圖3是沿圖2的線A-A截取的視圖。
[0029]圖4是沿圖3的線B-B截取的視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1示意地示出包括風(fēng)扇或壓縮機(jī)部分12、渦輪部分14和至少一個(gè)軸16的空氣循環(huán)機(jī)(ACM) 10。軸16由軸承組件18支撐，所述軸承組件包括軸承套20、箔片組件22和O形環(huán)24。箔片組件22被周向定位在軸承套20內(nèi)。箔片組件22被構(gòu)造為與軸16相互作用并允許軸16旋轉(zhuǎn)，如本領(lǐng)域已知的。軸承套20通過O形環(huán)24的方式被支撐在ACMlO的中心開口內(nèi)。
[0031]圖2示出示例軸承套20的橫截面圖。軸承套20包括外徑D1、內(nèi)徑D2并跨越軸向長(zhǎng)度LI。箔片組件22通過設(shè)置在軸承套20的內(nèi)徑中的箔片保持腔F的方式由軸承套20支撐。在本實(shí)施例中，軸承套20的軸向長(zhǎng)度LI在3.835英寸和3.845英寸(約9.741cm至9.776cm)的范圍內(nèi)。此外，箔片保持腔具有2.795英寸和2.805英寸(約7.099cm至
7.125cm)范圍內(nèi)的總長(zhǎng)度L2。
[0032]軸承套20的外徑Dl被選擇以提供相對(duì)于O形環(huán)24的所需預(yù)負(fù)荷。該預(yù)負(fù)荷被選擇使得軸承套20將在操作過程中保持到位，以及提供ACMlO的所需緩沖水平。例如，預(yù)負(fù)荷越高，ACMlO的操作過程中的緩沖也越高。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，外徑Dl在3.214英寸和3.216英寸(約8.164cm至8.169cm)范圍內(nèi)。該Dl為ACM提供相對(duì)較低但合適水平的緩沖，同時(shí)確保軸承套20在操作過程中保持到位。在這個(gè)實(shí)施例中，外徑Dl與內(nèi)徑D2的比例在1.140: I和1.142: I的范圍內(nèi)。
[0034]繼續(xù)參考圖2，示例軸承套20包括被構(gòu)造為周向支撐密封件的密封件附接部分
23。在一個(gè)實(shí)施例中，密封件是刀口式密封件。密封件可由塑料材料制成，且在一個(gè)實(shí)施例中包括被稱為Vespel? (DuPont的商標(biāo))的材料。密封件被構(gòu)造為限制箔片組件22和ACMlO的各個(gè)其它部分之間的氣流。軸承套20的一部分相對(duì)于被構(gòu)造為與在ACMlO內(nèi)流動(dòng)的氣流相互作用的外半徑25是弧形的。在一個(gè)實(shí)施例中，軸承套20鄰近渦輪部分14且外半徑25提供氣流邊界。在該實(shí)施例中，外半徑25具有與軸承套20的邊緣距離R的原點(diǎn)，如從軸承套20的軸向端所測(cè)量的距離L3。在一個(gè)實(shí)施例中，距離R是約4英寸(約10.16cm)(在公差內(nèi))，且距離L3在.190英寸和.210英寸(約.483cm至.533cm)的范圍內(nèi)。
[0035]如圖3 (其是沿圖2的線A-A截取的視圖)中所示，箔片保持腔包括狹槽26和狹槽26的相對(duì)軸向端上的第一和第二開口 28、30。在一個(gè)實(shí)施例中，開口 28、30每個(gè)都包括大部分A，以及相對(duì)較小部分B。大部分A具有軸向長(zhǎng)度L4，且較小部分B具有較小軸向長(zhǎng)度L5。
[0036]在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)大部分A都具有.265英寸和.305英寸(約.673cm至.775cm)范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度L4，其被選擇為對(duì)應(yīng)于箔片組件22的翼片34的長(zhǎng)度(圖4)。較小部分L5的長(zhǎng)度在.12英寸和.16英寸(約.305cm至.406cm)的范圍內(nèi)。
[0037]在這個(gè)實(shí)施例中，大部分L4的組合軸向長(zhǎng)度(例如，2XL4)與箔片保持腔L2的總軸向長(zhǎng)度的比例在.19: I和.22: I的范圍內(nèi)。該比例與用于與箔片組件22的翼片相互作用的箔片保持腔F的長(zhǎng)度(例如，2XL4)相對(duì)于箔片保持腔L2的總長(zhǎng)度相關(guān)。而這僅僅是一個(gè)實(shí)施例，許多本文所公開的尺寸是相互關(guān)聯(lián)的且因此可在比例方面被有效地表達(dá)。
[0038]圖4是沿圖3的線B-B截取的視圖，并示出其中箔片組件22由箔片腔F保持的方式。箔片組件22包括沿其長(zhǎng)度以容納到狹槽26中的彎曲部分32。狹槽26具有用以容納彎曲部分的寬度Wl。在一個(gè)實(shí)施例中，寬度Wl在.041英寸和.047英寸(約.104cm至.120cm)的范圍內(nèi)。狹槽26還包括其底部的半徑26R，和其中狹槽26設(shè)置到軸承套20的內(nèi)徑以便于機(jī)械加工的破裂邊緣26B。
[0039]猜片組件22還包括其每個(gè)軸向端上的翼片34。翼片34被構(gòu)造為各納在猜片保持腔的第一和第二開口 28、30的大部分A內(nèi)。翼片34具有對(duì)應(yīng)于大部分A的軸向長(zhǎng)度L4的軸向長(zhǎng)度
[0040]圖4還示出開口 28、30的大和小部分A、B的寬度。在這個(gè)實(shí)施例中，大部分A具有.215英寸和.225英寸(約.546cm至.575cm)范圍內(nèi)的寬度W2，且小部分B具有.065英寸和.075英寸(約.165cm至.191cm)范圍內(nèi)的寬度W3，其中W2和W3每個(gè)都相對(duì)于狹槽26的中心線而測(cè)量。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，軸承套20通過電子放電加工(EDM)過程的方式由鋼制成。在本實(shí)施例中，箔片保持腔F在EDM過程中形成。在使用EDM過程形成箔片保持腔F之后，內(nèi)徑D2被進(jìn)一步加工以將所需預(yù)負(fù)荷提供在箔片組件22上。S卩，內(nèi)徑D2的尺寸被選擇為使得由適當(dāng)量的力使箔片組件22接合軸16使得箔片組件22將在操作過程中保持到位，同時(shí)仍允許軸16自由旋轉(zhuǎn)。在EDM過程之后加工內(nèi)徑具有以下益處:去除在EDM過程之后留下的任何殘余物(例如，毛刺)和防止軸承套20的任何翹曲。
[0042]本公開提供了與箔片組件相互作用的軸承套，以及O形環(huán)，以提供適當(dāng)預(yù)負(fù)荷，這涉及ACM的緩沖和箔片組件的支撐以及其它益處。
[0043]雖然不同實(shí)施例具有圖中所示的特定部件，但是本公開的實(shí)施方案不限于這些特定組合。有可能將一個(gè)實(shí)施例中的一些部件或特征與另外一個(gè)實(shí)施例中的特征或部件組合使用。
[0044]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，上面描述的實(shí)施方案是示例性的和非限制性的。即，對(duì)本公開的修改也在本權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)對(duì)上面的權(quán)利要求進(jìn)行研究以確定其真實(shí)的范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于支撐空氣循環(huán)機(jī)的軸的軸承套，其包括: 外徑和內(nèi)徑，其中所述外徑在3.214英寸和3.216英寸的范圍內(nèi)； 設(shè)置在所述內(nèi)徑中的箔片保持腔，所述箔片保持腔包括狹槽和位于所述狹槽的相對(duì)軸向端的第一和第二開口，所述第一和第二開口中的每個(gè)都包括具有不同軸向長(zhǎng)度的小部分和大部分，其中所述大部分的組合軸向長(zhǎng)度與所述箔片保持腔的總軸向長(zhǎng)度的比例在.19: I和.22: I的范圍內(nèi)；和 設(shè)置在被構(gòu)造為周向支撐密封件的所述軸承套的一個(gè)軸向端上的密封件附接部分。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述外徑的一部分相對(duì)于具有位于所述軸承套的所述外徑的徑向外部的原點(diǎn)的外半徑是弧形的。
3.如權(quán)利要求2所述的軸承套，其中所述外半徑具有距離所述外徑約4英寸的原點(diǎn)，如從所述軸承套的軸向端所測(cè)量的.190英寸和.210英寸范圍內(nèi)的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述外徑與所述內(nèi)徑的比例在1.140: I和1.142: I的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述第一和第二開口的所述大部分每個(gè)都具有.265英寸和.305英寸范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度。
6.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述第一和第二開口的所述小部分每個(gè)都具有.12英寸和.16英寸范圍內(nèi)的軸向長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述第一和第二開口的所述大部分每個(gè)都具有.215英寸和.225英寸范圍內(nèi)的寬度，其相對(duì)于所述狹槽的中心線而測(cè)量。
8.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述第一和第二開口的所述小部分每個(gè)都具有.065英寸和.075英寸范圍內(nèi)的寬度，其相對(duì)于所述狹槽的中心線而測(cè)量。
9.如權(quán)利要求1所述的軸承套，其中所述箔片保持腔具有2.795英寸和2.805英寸范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
10.一種空氣循環(huán)機(jī)，其包括: 軸承套，所述軸承套包括外徑和內(nèi)徑，其中所述外徑在3.214英寸和3.216英寸的范圍內(nèi)，所述軸承套還包括設(shè)置在所述內(nèi)徑中的箔片保持腔，所述箔片保持腔包括狹槽和位于所述狹槽的相對(duì)軸向端的第一和第二開口，所述第一和第二開口中的每個(gè)都包括具有不同軸向長(zhǎng)度的小部分和大部分，其中所述大部分的組合軸向長(zhǎng)度與所述箔片保持腔的總軸向長(zhǎng)度的比例在.19: I和.22: I的范圍內(nèi)，且所述軸承套還包括設(shè)置在被構(gòu)造為周向支撐密封件的所述軸承套的一個(gè)軸向端上的密封件附接部分。
11.如權(quán)利要求10所述的空氣循環(huán)機(jī)，其包括箔片組件，所述箔片組件包括彎曲部分和其軸向端上的翼片。
12.如權(quán)利要求11所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中所述彎曲部分容納在所述狹槽內(nèi)，且其中所述翼片容納在所述第一和第二開口的所述大部分內(nèi)。
13.如權(quán)利要求10所述的空氣循環(huán)機(jī)，其包括將所述軸承套支撐在所述空氣循環(huán)機(jī)中的中心開口內(nèi)的至少一個(gè)O形環(huán)，所述O形環(huán)與所述軸承套的所述外徑直接接合。
14.如權(quán)利要求10所述的空氣循環(huán)機(jī)，其包括由所述密封件附接部分支撐的密封件。
15.如權(quán)利要求10所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中所述外徑的一部分相對(duì)于具有位于所述軸承套的所述外徑的徑向外部的原點(diǎn)的外半徑是弧形的。
【文檔編號(hào)】F16C33/06GK104047958SQ201410097414
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】S.E.羅森, R.M.斯特魯齊亞克 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司