CN103307015A - 用于风扇的推力轴承轴 - Google Patents

用于风扇的推力轴承轴 Download PDF

Info

Publication number
CN103307015A
CN103307015A CN2013100829015A CN201310082901A CN103307015A CN 103307015 A CN103307015 A CN 103307015A CN 2013100829015 A CN2013100829015 A CN 2013100829015A CN 201310082901 A CN201310082901 A CN 201310082901A CN 103307015 A CN103307015 A CN 103307015A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylindrical part
dish
endoporus
fan
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100829015A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103307015B (zh
Inventor
C.M.比尔斯
L.比内克
V.卢戈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamilton Sundstrand Corp
Original Assignee
Hamilton Sundstrand Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamilton Sundstrand Corp filed Critical Hamilton Sundstrand Corp
Publication of CN103307015A publication Critical patent/CN103307015A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103307015B publication Critical patent/CN103307015B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/051—Axial thrust balancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/051—Axial thrust balancing
    • F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/057—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/646—Mounting or removal of fans
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49327—Axial blower or fan

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及用于风扇的推力轴承轴。具体地，一种用于风扇的推力轴具有轴主体，所述轴主体在一个轴向端部附近具有放大盘以提供一对推力轴承中的旋转表面。第一圆柱形部分沿第一方向从所述盘延伸，并且第二圆柱形部分沿第二相反方向从所述盘延伸。所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将外周边与所述内孔连通。所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间。所述第二圆柱形部分的总长度与所述放大盘的面到所述孔的中心的距离的比率在14.4和15.2之间。还公开了一种推力轴承组件、一种风扇、一种机舱空气供应系统以及一种方法。

Description

用于风扇的推力轴承轴
技术领域
本申请涉及用于风扇的推力轴承轴，其中，该推力轴承轴被设计成分配两个轴向推力轴承表面和径向推力轴承之间的空气。
背景技术
风扇是已知的，并且用于许多应用中。在一个应用中，电马达驱动风扇转子。推力轴承可将风扇轴向地定位在期望位置。一种已知类型的推力轴承使空气沿着推力轴承轴盘的相对面上的两个相对表面经过，以轴向地定位风扇转子。然后，空气穿过轴部分中的开口，并且可越过径向推力轴承。
在现有技术中，空气并没有总是如所期望的被足够地分配。
此类风扇的一个应用是作为冷却系统的一部分，用于将空气供应到飞机机舱。在此类系统中，风扇输送空气越过换热器，换热器进而用于冷却被送入飞机机舱的或者被送去冷却飞机厨房的空气。
发明内容
一种用于风扇的推力轴具有轴主体，所述轴主体在一个轴向端部附近具有放大盘以提供一对推力轴承中的旋转表面。第一圆柱形部分沿第一方向从所述盘延伸，并且第二圆柱形部分沿第二相反方向从所述盘延伸。所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将外周边与所述内孔连通。所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间。所述第二圆柱形部分的总长度与所述放大盘的面到所述孔的中心的距离的比率在14.4和15.2之间。
还公开了一种推力轴承组件、一种风扇、一种机舱空气供应系统以及一种方法。
通过以下说明书和附图可以更好地理解本发明的这些及其它特征，其下面是简要说明。
附图说明
图1示意性地示出了飞机空气供应系统。
图2是本申请的推力轴承轴的透视图。
图3是穿过本申请的推力轴承轴的剖视图。
具体实施方式
飞机空气供应系统18包括风扇20，风扇20包括风扇转子22，风扇转子22被具有马达转子24和定子25的马达驱动。风扇20输送空气进入冷却导管26。来自导管26的空气被示出掠过换热器200。换热器200可以是用于将空气供应到飞机机舱中的空气供应系统210的一部分。换热器210的实际位置可以不同于该图所示的位置，然而，该图意图示意性地示出使用风扇20作为空气供应系统210的冷却源。
风扇20具有一对推力轴承表面28和30，推力轴承表面28和30绕推力轴承轴34的盘部分36间隔。推力轴承轴34随马达转子24旋转。推力轴承轴34具有空气孔44以将空气从盘36上的轴向轴承表面输送到径向推力轴承41。
图2示出了推力轴承轴34的示例性实施例的细节，该推力轴承轴34包括大致圆柱形的盘36、多个空气孔44、轴部分40以及穿过轴部分40的内孔42（即，内孔42与轴部分42纵向地同延）。
在一个实施例中，存在十一个孔44，其绕内孔42的中心线以相等的角度周向地间隔。因此，孔44可间隔开约32.7度的角度。
图3是轴34的剖视图。如图所示，前毂134沿一个方向从盘36延伸，而圆柱形部分40沿相反方向延伸到径向较小外端50。台阶52在外端50内。
盘36沿轴向距离d1延伸。轴向距离是沿着中心线或旋转轴线C测量的。在一个实施例中，d1为约0.200英寸（约0.508 cm）。从盘36的相邻面到孔44的中心定义距离d2。在一个实施例中，d2为约0.23英寸（约0.58 cm）。内孔42至少在与孔44对准的位置延伸跨过直径d3。在一个实施例中，d3为约1.70英寸（约4.31 cm）。孔44具有直径d4，在一个实施例中，其为约0.25英寸（约0.64 cm）。组合的部分40和50的总长度为d5，并且在一个实施例中为约3.41英寸（约8.66 cm）。
在实施例中，d5与d2的比率在14.4和15.2之间，d1与d2的比率在0.82和0.92之间，并且d3与d4的比率在6.60和7.00之间。
一种组装风扇的方法包括插入推力轴主体以随马达转子旋转，并且其中，该转子驱动风扇。推力轴主体具有如所公开的结构。推力轴主体被固定成随马达转子和风扇转子旋转，并且被定位成处于两个壳体部分之间，两个壳体部分每个与推力轴承主体上的放大盘相结合地限定推力轴承表面。
尽管已公开了本发明的实施例，但本领域普通技术人员会认识到在本发明的范围内可进行一定修改。为此，应研究所附权利要求以确定本发明的真实范围和内容。

Claims (17)

1.一种用于风扇的推力轴，包括：
轴主体，其在一个轴向端部附近具有放大盘以提供一对推力轴承中的旋转表面；
沿第一方向从所述盘延伸的第一圆柱形部分，以及沿第二相反方向从所述盘延伸的第二圆柱形部分，所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将所述第二圆柱形部分的外周边与所述内孔连通，所述第二圆柱形部分的所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间；并且
所述第二圆柱形部分的总长度与所述放大盘的面到所述孔的中心的距离的比率在14.4和15.2之间。
2.如权利要求1所述的轴，其中，存在十一个所述空气孔，其绕所述第二圆柱形部分的圆周均等地间隔。
3.如权利要求2所述的轴，其中，所述放大盘延伸轴向厚度，从所述面到所述空气孔的中心定义间隔距离，所述厚度与所述间隔距离的比率在0.82和0.92之间。
4.如权利要求3所述的轴，其中，在与一些多个空气孔对准的轴向位置获取所述内孔的所述直径。
5.一种推力轴承组件，包括：
一对推力轴承构件，其被定位在推力轴主体上的盘的相对侧上；
所述轴主体在一个轴向端部附近具有放大盘以提供位于所述推力轴承构件之间的旋转表面；
沿第一方向从所述盘延伸的第一圆柱形部分，以及沿第二相反方向从所述盘延伸的第二圆柱形部分，所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将所述第二圆柱形部分的外周边与所述内孔连通，所述第二圆柱形部分的所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间；并且
所述第二圆柱形部分的总长度与所述放大盘的面到所述孔的中心的距离的比率在14.4和15.2之间。
6.如权利要求5所述的推力轴承组件，其中，存在十一个所述空气孔，其绕所述第二圆柱形部分的圆周均等地间隔。
7.如权利要求6所述的推力轴承组件，其中，所述放大盘延伸轴向厚度，从所述面到所述空气孔的中心定义间隔距离，所述厚度与所述间隔距离的比率在0.82和0.92之间。
8.如权利要求7所述的推力轴承组件，其中，在与一些多个空气孔对准的轴向位置获取所述内孔的所述直径。
9.一种用于为飞机机舱供应空气的风扇，包括：
马达，所述马达驱动转子，所述转子驱动风扇转子；
壳体，所述壳体围住所述马达和所述风扇转子，并且所述壳体具有两个相对的壳体部分，所述两个相对的壳体部分每个提供空气推力轴承表面；
轴主体，所述轴主体随所述转子旋转并且在一个轴向端部附近具有放大盘以提供推力轴承内的且位于所述两个相对的壳体部分之间的旋转表面；
沿第一方向从所述盘延伸的第一圆柱形部分，以及沿第二相反方向从所述盘延伸的第二圆柱形部分，所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将所述第二圆柱形部分的外周边与所述内孔连通，所述第二圆柱形部分的所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间；并且
所述第二圆柱形部分的总长度为第三距离，所述放大盘的面到所述孔的中心的距离为第四距离，所述第三距离与所述第四距离的比率在14.4和15.2之间。
10.如权利要求9所述的风扇，其中，存在十一个所述空气孔。
11.如权利要求10所述的风扇，其中，所述空气孔的所述十一个绕所述第二圆柱形部分的圆周均等地间隔。
12.如权利要求11所述的风扇，其中，所述放大盘延伸轴向厚度，从所述面到所述空气孔的中心定义间隔距离，所述厚度与所述间隔距离的比率在0.82和0.92之间。
13.一种用于飞机的机舱空气供应系统，包括：
至少一个换热器，所述至少一个换热器用于冷却将要被输送到飞机机舱中的空气；
风扇，所述风扇包括
      马达，所述马达驱动转子，所述转子驱动风扇转子；
      壳体，所述壳体围住所述马达和所述风扇转子，并且所述壳体具有两个相对的壳体部分，所述两个相对的壳体部分每个提供空气推力轴承表面；
      轴主体，所述轴主体随所述转子旋转并且在一个轴向端部附近具有放大盘以提供推力轴承内的且位于所述两个相对的壳体部分之间的旋转表面；
      沿第一方向从所述盘延伸的第一圆柱形部分，以及沿第二相反方向从所述盘延伸的第二圆柱形部分，所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将所述第二圆柱形部分的外周边与所述内孔连通，所述第二圆柱形部分的所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间；并且
      所述第二圆柱形部分的总长度为第三距离，所述放大盘的面到所述孔的中心的距离为第四距离，所述第三距离与所述第四距离的比率在14.4和15.2之间。
14.如权利要求13所述的系统，其中，存在十一个所述空气孔。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述空气孔的所述十一个绕所述第二圆柱形部分的圆周均等地间隔。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述放大盘延伸轴向厚度，从所述面到所述空气孔的中心定义间隔距离，所述厚度与所述间隔距离的比率在0.82和0.92之间。
17.一种组装风扇的方法，包括如下步骤：
插入推力轴主体，所述轴主体在一个轴向端部附近具有放大盘、沿第一方向从所述盘延伸的第一圆柱形部分、以及沿第二相反方向从所述盘延伸的第二圆柱形部分，所述第二圆柱形部分具有中空的内孔，并且多个孔延伸穿过所述第二圆柱形部分以将所述第二圆柱形部分的外周边与所述内孔连通，所述第二圆柱形部分的所述内孔的直径与所述多个空气孔的直径的比率在6.60和7.00之间，所述第二圆柱形部分的总长度与所述放大盘的面到所述孔的中心的距离的比率在14.4和15.2之间；以及
将所述推力轴主体固定成随马达转子旋转，并且将所述放大盘定位成处于两个壳体部分之间，所述两个壳体部分每个与所述放大盘相结合地限定推力轴承表面。
CN201310082901.5A 2012-03-16 2013-03-15 用于风扇的推力轴承轴 Active CN103307015B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/421893 2012-03-16
US13/421,893 US8939738B2 (en) 2012-03-16 2012-03-16 Thrust bearing shaft for fan
US13/421,893 2012-03-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103307015A true CN103307015A (zh) 2013-09-18
CN103307015B CN103307015B (zh) 2016-07-06

Family

ID=49132605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310082901.5A Active CN103307015B (zh) 2012-03-16 2013-03-15 用于风扇的推力轴承轴

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8939738B2 (zh)
CN (1) CN103307015B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD767112S1 (en) * 2015-04-15 2016-09-20 K&N Engineering, Inc. Vent breather
US10774843B2 (en) * 2018-03-16 2020-09-15 Hamilton Sundstrand Corporation Fan housing for ram air fan
US11976664B2 (en) * 2019-08-02 2024-05-07 Hamilton Sundstrand Corporation Motor and bearing cooling paths

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060059941A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Hamilton Sundstrand RAM fan system for an aircraft environmental control system
US20060061221A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Mcauliffe Christopher Integral motor and air bearing cooling path
US20060061222A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Hamilton Sundstrand Air bearing and motor cooling
US20080309175A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 Robert Telakowski Electric motor cooling
CN102200165A (zh) * 2010-03-22 2011-09-28 哈米尔顿森德斯特兰德公司 带有用于航空器的双路冷却的径向轴承
CN102198862A (zh) * 2010-03-22 2011-09-28 哈米尔顿森德斯特兰德公司 止推轴承的冷却路径

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236184B1 (en) 1998-12-23 2001-05-22 Hamilton Sundstrand Corporation Variable speed cooling fan control
TWI302582B (en) 2006-03-17 2008-11-01 Delta Electronics Inc Fan, motor and bearing structure thereof
US7557479B2 (en) 2006-04-26 2009-07-07 Foxconn Technology Co., Ltd. Electric fan with bearing
TWI319257B (en) 2006-05-26 2010-01-01 Delta Electronics Inc Fan, motor and bearing structure thereof
US7695355B2 (en) 2007-07-16 2010-04-13 Hamilton Sundstrand Corporation Integrated housing for fan and alternate flow check valve
US7922447B2 (en) 2007-07-24 2011-04-12 Ming-Shing Kao Fan bearing structure
US8066472B2 (en) 2007-11-06 2011-11-29 United Technologies Corporation Method and apparatus for fan shaft bearing lubrication
US8057173B2 (en) 2009-04-20 2011-11-15 Asia Vital Components ( Shen Zhen) Co., Ltd. Single-bearing fan structure
US8075274B2 (en) 2009-05-13 2011-12-13 Hamilton Sundstrand Corporation Reinforced composite fan blade

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060059941A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Hamilton Sundstrand RAM fan system for an aircraft environmental control system
US20060061221A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Mcauliffe Christopher Integral motor and air bearing cooling path
US20060061222A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Hamilton Sundstrand Air bearing and motor cooling
US20080309175A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 Robert Telakowski Electric motor cooling
CN102200165A (zh) * 2010-03-22 2011-09-28 哈米尔顿森德斯特兰德公司 带有用于航空器的双路冷却的径向轴承
CN102198862A (zh) * 2010-03-22 2011-09-28 哈米尔顿森德斯特兰德公司 止推轴承的冷却路径

Also Published As

Publication number Publication date
US20130243619A1 (en) 2013-09-19
US8939738B2 (en) 2015-01-27
CN103307015B (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102400942B (zh) 用于压缩机中的空气轴承和马达冷却的轴
US8529192B2 (en) Thrust bearing shaft for thrust and journal air bearing cooling in a compressor
CN102562819B (zh) 推力轴承轴、包括该轴的空气循环机及安装该轴的方法
US10208759B2 (en) Compact turbomachine with magnetic bearings and auxiliary bearings
CN103307015A (zh) 用于风扇的推力轴承轴
WO2018151883A1 (en) Active radial magnetic bearing assembly with internal sensors
US20150207381A1 (en) Device having at least one pancake motor rotor, and assembly method
US20130113324A1 (en) Tapered rotor assembly
WO2017092494A1 (zh) 电机、动力装置及无人飞行器
US20180208268A1 (en) Power-driving motor for electric bike
WO2016076143A1 (ja) 転がり軸受
US20120156014A1 (en) Air cycle machine bearing cooling inlet plate
EP3677789A3 (en) Ceiling fan impeller hub including two coaxial parts that clamp a rolling bearing race
US11614092B2 (en) Ventilation fan having a hybrid bearing system
CN104578524A (zh) 用于机舱空气压缩机的马达壳体
US10119572B2 (en) Electro-magnetic bearing assembly with inner ventilation to cool the bearing
US9056522B2 (en) Tapered roller wheel bearing assembly
US20150037138A1 (en) Thrust shaft for ram air fan
CN105437951B (zh) 轮毂驱动装置
US8783952B1 (en) Journal bearing sleeve
CN106837434B (zh) 用于空气轴承冷却的涡轮机推力轴
US10302128B2 (en) Combined ball bearing, main spindle device, and machine tool
US10443619B2 (en) Motor housing assembly for a cabin air compressor
EP3430280B1 (en) Magnetic bearing for a turbomachine
JP2007315526A (ja) 車輪用軸受装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant