CN101944791A - 发电机转子轴承预压的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

通过在外壳中的空间内放置弹簧，发电机具有缩短的长度。该外壳包括由输入轴驱动的输出轴，以及用于分离两个轴的轭。通过在具有第一部分的外壳中的空间内放置弹簧来装配发电机。该空间也具有轭。转子轴承放置于邻近弹簧的空间内并抵触在弹簧上。将外壳的第二部分附接到外壳的第一部分上，从而弹簧在其中被预压。发电机也采用用于保持弹簧的导引件。发电机还具有用于将弹簧的力施加到转子轴承上的推力盘。

Description

发电机转子轴承预压的方法和设备 
背景技术
如果发电机发生故障，一些发电机，包括商用飞机所使用的那些发电机，故意被要求去与从变速箱或其他动力传递机构中传递的动力断开。断开发电机是一种安全预防措施，以减少坏的发电机将损坏变速箱或引擎的可能性，并进一步减少对发电机的损坏。有些发电机有效地使用具有斜坡的轭(yoke)以将发电机和变速箱断开。轭需要轴向空间以将齿轮轴和发电机轴断开。 
现代变频飞机发电机通常使用轴向预压的角接触轴承，以提高发电机的临界速率。传统地，这种预压弹簧是一种放置在发电机外壳内的波峰到波峰(crest-to-crest)的波形弹簧。 
减少飞机零件的重量以增加飞机的效率是飞机零件设计者的普通目标。 
发明内容
根据本发明，通过在外壳中的空间内放置弹簧，发电机具有被缩短的长度，在该空间内，轭操作以将输出轴和输入轴分离，从而减少发电机的长度和重量。 
根据本发明，一种装配发电机的方法包括在具有第一部分的外壳中的空间内放置弹簧。该空间在其内还具有轭。转子轴承邻近弹簧放置并抵触在弹簧上。然后，将外壳的第二部分附接到外壳的第一部分上，从而弹簧被预压在空间内。 
根据本发明的一种实施方式，飞机发电机使用弹簧导引件用以保持弹簧。弹簧导引件具有圆柱形本体，该圆柱形本体具有外径，以致于圆柱形本体的外径与弹簧的外径的比约为0.56。 
根据本发明的另一实施方式，使用在飞机发电机上的推力盘具有扁平环形本体，该扁平环形本体具有限定宽度的内径及外径，使得所述本体的 宽度与外径的比约为0.16。 
根据本发明的另一实施方式，用于在其中具有多个弹簧的飞机发电机的衬套具有环形本体，该环形本体具有3.973英寸或100.9毫米的内径和4.337英寸或110.16毫米的外径，以及设置于内径上的多个缺口。 
根据本发明的又一实施方式，用于在其中具有轴承的飞机发电机的组件具有弹簧导引件、设置在所述弹簧导引件周围的弹簧、定位弹簧导引件的衬套，以及邻近弹簧和轴承的推力盘。 
附图说明
结合所附附图阅读的情况下参照以下优选实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考标号始终指代视图中同样的零件。其中： 
图1是现有技术的采用波峰到波峰的波形弹簧的发电机的剖面示意图； 
图2是现有技术的波峰到波峰的波形弹簧的透视图； 
图3是结合本发明的发电机的剖面示意图； 
图4是结合本发明的发电机的顶部透视示意图；以及 
图5是结合本发明的发电机的一部分的侧面透视图；以及 
图6是结合本发明的轴承衬套的透视示意图。 
具体实施方式
现参照图1，揭示了一种现有技术的具有外壳10的商用飞机发电机5的实施方式。发电机具有输入轴15，输入轴15接收来自变速箱(未显示)或动力源(未显示)的旋转动力。输入轴选择性地耦接到输出轴组件20上，输出轴组件20包括随着外轴30旋转的内轴25。内轴25可在外轴内选择性地轴向移动，以将内轴25和输入轴15分离。外轴30支撑转子平衡组件35。 
转子平衡组件35和输出轴30由一对轴承组件45所支撑。如在本技术中已知的，波形弹簧50(也见图2)被预压抵靠轴承组件，以提高发电机临界速度。波形弹簧环绕输入轴15设置在外壳10内。 
轭60被放置于外壳10内输出轴组件20的远端65上。轭移向内轴25，并接合其上的斜坡表面70以将内轴远离输入轴轴向移动，从而使得 内轴25与输入轴15相脱离。在某些可能损坏发电机的情况下，必须禁用发电机，以避免损坏变速箱或其他动力源(未显示)或进一步损坏发电机。 
发电机5的轴长包括波形弹簧50的宽度(见图2)。波形弹簧设置在外壳远离轭60的一端。然而，根据本发明，消除了波形弹簧50，且邻近轭放置轴向弹簧150(如将在下文中所描述)，以消除波形弹簧，并从而使发电机5的宽度减到最小。 
现在参照图3-5，披露了本发明的一种实施方式。就像和现有技术一样，显示了具有外壳110的发电机105。发电机具有输入轴115，输入轴115接收来自变速箱(未显示)或动力源(未显示)的旋转动力。输入轴选择性地耦接到输出轴组件120上，输出轴组件120包括随着外轴130旋转的内轴125。内轴125可在外轴内选择性地轴向移动，以将内轴125和输入轴115分离。外轴130支撑转子平衡组件135。 
转子平衡组件135和输出轴130由一对轴承组件145所支撑。多个螺旋弹簧150(也见图4和图5)被预压抵靠轴承组件。每个螺旋弹簧具有1.645英寸或41.783毫米的自由长度，并且具有1.305英寸或33.147毫米的安装预压长度。每个螺旋弹簧被设置于大礼帽(top-hat)形弹簧导引件155之上，大礼帽形弹簧导引件155具有圆柱体156和圆形底座157，圆柱体156的直径小于每个螺旋弹簧的直径。每个弹簧导引件具有1.060英寸或26.924毫米的长度，从而螺旋弹簧和弹簧导引件的长度之间的比为1.231。每个弹簧具有0.575英寸或14.605毫米的外径，且每个弹簧导引件具有0.317英寸或8.051毫米的外径，从而所述螺旋弹簧的直径和弹簧支撑的直径的比为1.814。此外，弹簧导引件的底座157具有0.595英寸或15.113毫米的直径，从而底座的直径和圆柱体的外径的比为1.877。弹簧导引件使弹簧在负载下将变形的可能性减到最小。每个圆柱体156具有一对孔洞158，以减轻弹簧导引件的重量。 
扁平环形推力盘159接合每个弹簧和轴承组件145。推力盘具有2.660英寸或67.564毫米的内径和3.925英寸或99.695毫米的外径，这限定了0.6325英寸或16.066毫米的宽度，从而这种推力盘的宽度和外径之间的比为0.161。推力盘还具有设置于其上并面向轴承组件145的外缘163。 
如本技术中已知的，轴承组件145需要润滑。假定此处所述推力盘的位置，润滑油(未显示)和轴承组件之间的流通可能被阻碍。因此，为避 免在油和轴承组件的流通的任何阻碍，推力盘159具有设置在其中以允许油流过的多个孔洞161。 
轭160设置于外壳110内在输出轴组件120的近端165处的空间162中。轭移向内轴125，并接合其上的斜坡表面170以将内轴远离输入轴轴向移动，从而使得内轴125与输入轴相脱离。在某些可能损坏发电机的情况下，必须禁用发电机，以避免损坏变速箱或其他动力源(未显示)。 
参照图4和6，空间162具有设置在其中的轴承衬套175。轴承衬套具有环形本体，环形本体具有3.735英寸或94.869毫米的内径、4.3372英寸或110.165毫米的外径、以及处于内径上的多个扇形缺口180，扇形缺口180用于安置每个弹簧导引件155的底座157。空间还容纳轭160的接合内轴125的斜坡表面170的一端185。因为端185处于空间162中，所以不能在其中放置连续弹簧。每个扇形缺口具有0.3175英寸或8.064毫米的半径，且包含84.5度的弧。衬套175的厚度T和每个弹簧导引件156的长度用于限制螺旋弹簧150的压缩。 
现在参照图5，揭示了本发明的组件。外壳110的第一半190垂直设置。每个螺旋弹簧150设置于弹簧导引件155之上。每个弹簧导引件置于空间162中的轴承衬套175上的缺口180中。推力盘159被放置抵靠每个弹簧，并且将包括输出轴组件120的转子平衡组件135(见图3)降低到推力盘和空间162中的弹簧上。然后，通过螺栓200将外壳的第二半195(见图3)附接到外壳的第一半190上。当紧固螺栓时，螺旋弹簧150根据需要被预压抵靠轴承组件145。 
通过将处于发电机的远离轭60的一端的波形弹簧50转换成处于发电机的邻近轭160的一端上在基本上未使用的空间162中的多个螺旋弹簧150，发电机的长度减少了波形弹簧50的宽度。由于轭160凸入空间162中，所以不能在其中使用波形弹簧，而使用如螺旋弹簧的其他类型的弹簧。 
上述介绍仅是本发明原理的示范。根据以上教导许多修改和变化是可能的。因此，将要理解的是，在所附权利要求书的范围内，除了使用已明确描述的示范实施方式之外的方式也可实施本发明。为此，应研究以下的权利要求书，以确定本发明的真正范围和内容。 

Claims (25)

1.用于使发电机尺寸减到最小的设备，所述设备包括：
外壳；
输入轴；
输出轴，其附接到所述外壳内的转子上，并由所述输入轴驱动；
轭，其用于将所述输入轴从所述输出轴分离；
在所述外壳内的空间，在所述空间内，所述轭选择性地操作以分离所述输入轴和所述输出轴；以及
弹簧，其设置于所述空间内，其中，所述弹簧能够被预压。
2.权利要求1所述的设备，其中，所述弹簧具有轴，所述轴设置成与所述输出轴的轴平行。
3.权利要求2所述的设备，还包括：
支撑，其设置于所述弹簧内。
4.权利要求3所述的设备，其中，所述支撑具有与所述弹簧相关的高度，因此，安装后的所述弹簧的长度和所述支撑的长度之间的比约为1.23。
5.权利要求1所述的设备，还包括：
推力盘，其用于沿所述弹簧轴控制所述弹簧的力。
6.权利要求1所述的设备，还包括：
导引件，其用于在所述空间中定位所述弹簧。
7.权利要求1所述的设备，其中，所述导引件是在轴承衬套中的缺口。
8.用于装配具有最小化长度的发电机的方法，其包括：
在具有第一部分的外壳中的空间内放置轴向弹簧，所述空间在其中具有轭；
使用弹簧导引件以定位在所述空间内的所述弹簧；
抵靠弹簧放置推力盘；
将转子轴承插入所述空间，从而所述转子轴承抵触在所述推力盘上；以及
将所述外壳的第二部分附接到所述的第一部分上，从而所述弹簧在其中被预压。
9.权利要求8所述的装配方法，还包括：
在所述空间内放置所述弹簧之前，将所述弹簧放置于支撑内。
10.权利要求8所述的方法，其中，具有约41.783mm的自由长度的所述弹簧被预压到33.147mm的安装长度。
11.一种导引件，其用于在飞机发电机中使用的螺旋弹簧，所述导引件包括：
圆柱形本体，所述圆柱形本体具有外径，从而所述本体的外径和所述弹簧的外径之比约为0.56。
12.权利要求11所述的导引件，其中，所述导引件还包括附接到所述圆柱形本体一端的圆形底座，其中，底座的直径和圆柱形本体的所述外径之比约为1.814。
13.一种推力盘，其用于在飞机发电机中的轴承上传输负载，所述推力盘包括：
扁平环形本体，其具有限定宽度的内径和外径，从而所述本体的宽度和所述外径之比约为0.161
14.权利要求13所述的推力盘，其中，所述推力盘具有多个贯穿的孔洞，用于允许润滑液流过带有所述轴承的所述推力盘。
15.权利要求13所述的推力盘，其中，所述环形本体具有沿其外径设置的缘。
16.一种衬套，用于在其中具有多个弹簧的发电机，其包括：
环形本体，其具有94.869mm的内径和约4.334英寸的外径；以及
设置于所述内径上的缺口，其中，所述缺口支撑弹簧。
17.权利要求16所述的衬套，其中，每个缺口限定约84.5度的弧。
18.权利要求17所述的衬套，其中，每个缺口限定约8.064mm的半径。
19.一种用于在其中具有轴承的飞机发电机的组件，其包括：
弹簧导引件；
设置在所述弹簧导引件周围的弹簧；
定位所述弹簧的衬套；以及
邻近所述弹簧和轴承的推力盘。
20.权利要求19所述的组件，其中，所述弹簧的安装长度和所述弹簧导引件的长度之比约为1.231到1。
21.权利要求19所述的组件，其中，所述推力盘具有扁平环形本体，所述环形本体具有限定宽度的内径和外径，从而所述本体的宽度和所述外径之比约为0.161。
22.权利要求19所述的组件，其中，所述衬套包括环形本体，所述环形本体具有设置于所述内径上的多个缺口。
23.权利要求22所述的组件，其中，每个缺口限定约84.5度的弧。
24.权利要求20所述的组件，其中，所述弹簧导引件包括：
圆柱形本体，所述圆柱形本体具有外径，从而所述弹簧的外径和所述本体的外径之比约为0.56。
25.权利要求20所述的组件，其中，所述导引件还包括附接到所述圆柱形本体一端的圆形底座，其中，底座的直径和圆柱形本体的所述外径之比约为1.877。
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