CN103016078A - 空气循环机轴支撑组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气循环机轴支撑组件。具体地，一种示例性空气循环机轴承壳体包括壳体，所述壳体设置有孔，所述孔接收轴承。所述轴承可旋转地支撑空气循环机轴。所述孔具有轴向长度和径向直径。所述轴向长度与所述径向直径的比率从0.6989到0.7128。

Description

空气循环机轴支撑组件
技术领域
本公开涉及对空气循环机的轴进行支撑。空气循环机例如将空气供应到飞机机舱。
背景技术
如已知的，空气循环机至少包括涡轮区段和压缩机区段。轴组件将涡轮区段中的涡轮转子可旋转地联接到压缩机区段中的压缩机转子。
诸如轴颈轴承的轴承支撑轴组件。轴承被保持在孔中。密封件限制了相对热的空气朝向轴承的移动。孔和密封件的尺寸影响了轴组件在空气循环机操作期间的效率。
发明内容
一种示例性空气循环机轴承壳体包括壳体，所述壳体设置有孔，所述孔接收轴承。所述轴承可旋转地支撑空气循环机轴。所述孔具有轴向长度和径向直径。所述轴向长度与所述径向直径的比率从0.6989到0.7128。
一种示例性空气循环机密封体组件包括密封体，所述密封体具有密封圈表面，所述密封圈表面接合部件的旋转表面。所述密封圈表面被限定为所述密封体的径向面向内的并且在所述密封体的第一端部和所述密封体的第二相对端部之间轴向延伸的区域。所述密封圈表面的直径与所述部件的直径的比率从1.0013到1.0030。
一种在空气循环机中安装轴的示例性方法包括提供壳体，所述壳体设置有孔，所述孔适于接收轴承，所述轴承可旋转地支撑空气循环机轴。所述孔具有轴向长度和径向直径。所述轴向长度与所述径向直径的比率从0.6989到0.7128。所述方法包括将所述轴承定位在所述孔中以及使用所述轴承来支撑所述空气循环机轴。
附图说明
本领域技术人员将从详细描述中明白所公开的示例的各种特征和优点。详细描述的附图可简要介绍如下：
图1示出了示例性空气循环机的透视图。
图2示出了图1中的线2-2处的剖面图。
图3示出了图2中的区域3的近视图，移除了轴组件的一部分。
图4示出了图1的空气循环机中的密封圈（seal land）的透视图。
具体实施方式
图1和2示出了示例的空气循环机20（“ACM”），其被包括在交通工具的空气供应系统22中，所述交通工具例如是飞机、直升飞机或陆基交通工具。在该示例中，ACM 20向飞机机舱供应空气。
示例的ACM 20包括压缩机区段24、第一涡轮区段26和第二涡轮区段28。主轴组件30沿着轴线A延伸穿过ACM 20。轴颈轴承32和34可旋转地支撑主轴组件30。
压缩机区段24包括压缩机转子38。第一涡轮区段26包括涡轮转子40。第二涡轮区段28包括涡轮转子42。压缩机转子38以及涡轮转子40和42与主轴组件30一起绕轴线A旋转。
参照图3并继续参照图1和2，第一涡轮区段26的壳体46设置了孔48。壳体46可例如由铝铸造而成。在该示例中，第一涡轮区段26是第一级涡轮。
轴颈轴承34被保持在壳体46的孔48中。而且，壳体46中的沟槽50和52保持了第一O形环密封件54和第二O形环密封件56。O形环密封件54和56外接轴颈轴承34的相对的轴向端部。O形环密封件54和56限制了流体和碎屑移动到轴颈轴承34中。
沟槽50和52大致限定了孔48的相对的轴向端部。然而，轴颈轴承34可以轴向地延伸超过沟槽50和52。
该示例性轴颈轴承34的径向外周界是圆柱形的并且由钢套筒形成。适合于可旋转地支撑主轴组件30的其他示例性轴承包括箔带轴承。
壳体46中的沟槽58保持了卡环（未示出），该卡环帮助将轴颈轴承34保持在安装位置。相对于孔48的轴向中心，沟槽58在沟槽52的轴向外侧。
壳体46中的另一个沟槽60提供为安装位置中的轴颈轴承34提供了退切部（relief）。相对于孔48的轴向中心，沟槽60在沟槽50的轴向外侧。
长度L1代表孔48的轴向距离，其大致是沟槽50和沟槽52之间的距离。在该示例中，长度L1从4.016到4.092厘米（1.581到1.611英寸）。
直径D1代表孔48在壳体46接触轴颈轴承34的轴向区域中的径向尺寸。在该示例中，直径D1从5.7404到5.7455厘米（2.260到2.262英寸）。
孔长度L1与孔直径D1的比率受到控制。在该示例中，孔长度L1与孔直径D1的比率从0.6989到0.7128。
第一涡轮区段26的壳体46限定了凹陷65和另一凹陷67，凹陷65保持了第一密封件66，凹陷67保持了第二密封件68。在操作期间，轴组件30相对于第一和第二密封件66和68旋转。
在该示例中，示例性的第一和第二密封件66和68由聚酰胺材料制成。第一和第二密封件66和68与壳体46之间的轻微干涉将第一和第二密封件66和68保持在各自的凹陷中。
第一和第二密封件66和68的径向面向内的密封圈表面70和72直接接触轴组件30的径向面向外的表面。表面70和72分别具有轴向长度L2和L3。
轴向长度L2从表面70的第一轴向端部延伸到表面70的第二相对的轴向端部。轴向长度L3从表面72的第一轴向端部延伸到表面72的第二相对的轴向端部。
在一些示例中，轴组件30的与第一密封件66相接的部分包括有棱区域74，其帮助限制第一密封件66和轴组件30之间的相对轴向运动。有棱区域74的棱从轴线A径向向外延伸。轴组件30的被接收在第二密封件68内的部分也可包括有棱区域。
轴组件30的被接收在第一密封件66内的部分具有直径D2。有棱区域74的棱被包括在直径D2中。
第一和第二密封件66和68限制了相对热的空气朝向轴颈轴承34的移动。相对热的空气能够使轴颈轴承34过热。
第一和第二密封件66和68各自具有接收轴组件30的开口。第二密封件的开口的尺寸由距离O表示，距离O比直径D2大0.03048到0.04064毫米（0.0012到0.0016英寸）。第一密封件66的开口的尺寸也比轴组件30的被接收在第一密封件66中的部分的直径大0.03048到0.04064毫米（0.0012到0.0016英寸）。
将密封件66和68的开口设计成比轴组件30的被接收部分大0.03048到0.04064毫米（0.0012到0.0016英寸）有助于降低密封件磨损，而同时依然提供充分的密封功能。
以上描述实际上是示例性的，而不是限制性的。在不必背离本公开实质的情况下对所公开示例进行的变化和修改对于本领域技术人员而言可变得明显。对本公开给予的法律保护范围仅可通过对所附权利要求书进行研究而得以确定。

Claims (15)

1.一种空气循环机轴承壳体，包括：
壳体，所述壳体设置有孔，所述孔适于接收轴承，所述轴承可旋转地支撑空气循环机轴，其中，所述孔具有轴向长度和径向直径，其中，所述轴向长度与所述径向直径的比率从0.6989到0.7128。
2.如权利要求1所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述轴向长度从1.581到1.611厘米（4.016到4.092英寸）。
3.如权利要求1所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述径向直径从5.740到5.745厘米（14.590到14.592英寸）。
4.如权利要求1所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述壳体由铝材料组成。
5.如权利要求1所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述轴承包括轴颈轴承。
6.如权利要求1所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述壳体是第一级涡轮壳体。
7.如权利要求1所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述孔的第一轴向端部由第一密封沟槽限定，并且所述孔的第二相对端部由第二密封沟槽限定。
8.如权利要求7所述的空气循环机轴承壳体，其中，所述第一和第二密封沟槽各自构造成接收O形环密封件。
9.一种空气循环机密封体组件，包括：
密封体，所述密封体具有密封圈表面，以接合部件的旋转表面，其中，所述密封圈表面被限定为所述密封体的径向面向内的并且在所述密封体的第一端部和所述密封体的第二相对端部之间轴向延伸的区域，其中，所述密封圈表面的直径与所述部件的直径的比率从1.0013到1.0030。
10.如权利要求9所述的空气循环机密封体组件，其中，所述密封体由聚酰胺材料组成。
11.如权利要求9所述的空气循环机密封体组件，其中，所述密封体包括非旋转部件。
12.如权利要求9所述的空气循环机密封体组件，其中，所述密封圈包括绕所述旋转表面的旋转轴线周向地布置的表面，并且所述密封圈表面当被安装时将会直接接合所述旋转表面。
13.如权利要求9所述的空气循环机密封体组件，其中，所述密封体被接收在空气循环机中的涡轮区段的孔内。
14.一种在空气循环机中安装轴的方法，包括：
（a）提供壳体，所述壳体设置有孔，所述孔适于接收轴承，所述轴承可旋转地支撑空气循环机轴，其中，所述孔具有轴向长度和径向直径，其中，所述轴向长度与所述径向直径的比率从0.6989到0.7128；
（b）将所述轴承定位在所述孔中；以及
（c）使用所述轴承来支撑所述空气循环机轴。
15.如权利要求14所述的方法，包括：
（d）提供密封体，所述密封体具有密封圈表面，以接合部件的旋转表面，其中，所述密封圈表面被限定为所述密封体的径向面向内的并且在所述密封体的第一端部和所述密封体的第二相对端部之间轴向延伸的区域，其中，所述密封圈表面的直径与所述部件的直径的比率从1.0013到1.0030；
（e）将所述空气循环机轴定位在所述密封体中；以及
（f）用所述壳体来支撑所述密封体。
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