CN103312079A - 故障滚柱轴承外座圈组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及故障滚柱轴承外座圈组件。具体地，一种用于发电机壳体中的外轴承座圈包括主体，所述主体具有径向内表面，用于接触轴承。所述径向内表面具有右侧和左侧，倒角附接到所述径向内表面的所述右侧，用于将所述轴承引导成与所述径向内表面接触。右表面从所述倒角径向向外延伸，并且左表面从所述左侧径向向外延伸。凸台从所述左表面轴向延伸并且平行于所述径向内表面且与所述径向内表面配准。第一倾斜表面从所述右侧表面径向向外并且轴向朝向所述左表面延伸，并且第二倾斜表面从所述凸台径向向外并且轴向朝向所述右侧表面延伸。第一延伸部从所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面径向向外延伸并且附接到所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面。

Description

故障滚柱轴承外座圈组件

技术领域

本发明涉及发电机，并且更具体地涉及发电机轴承，其中轴承偏斜被最小化。

背景技术

用于在飞机应用中发电的发电机通常以高速操作，例如超过10000 rpm。在这种高的操作速度下，转子轴承的失效可能导致损坏。如果轴承或座圈中的任一个变得失准的话，这种高的每分钟转速还趋向于使轴承及其座圈过早地磨损。

发明内容

根据本文公开的一个示例性实施例，一种用于发电机壳体中的外轴承座圈包括主体，所述主体具有径向内表面，用于接触轴承。所述径向内表面具有右侧和左侧，倒角附接到所述径向内表面的所述右侧，用于将所述轴承引导成与所述径向内表面接触。右表面从所述倒角径向向外延伸，并且左表面从所述左侧径向向外延伸。凸台从所述左表面轴向延伸并且平行于所述径向内表面且与所述径向内表面配准。第一倾斜表面从所述右侧表面径向向外并且轴向朝向所述左表面延伸，并且第二倾斜表面从所述凸台径向向外并且轴向朝向所述右侧表面延伸。第一延伸部从所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面径向向外延伸并且附接到所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面。

根据本文公开的另一个示例性实施例，一种用于发电机的外座圈轴承组件包括外轴承座圈、发电机壳体中的衬里和定位环，所述定位环用于将所述外轴承座圈与所述发电机壳体中的衬里隔开。

根据本文公开的另一个示例性实施例，一种用于外座圈轴承组件的定位环包括径向延伸的主体，所述径向延伸的主体具有：第一延伸部，所述第一延伸部从所述主体的顶部轴向延伸，用于接合所述外座圈轴承组件的顶部；第二延伸部，所述第二延伸部从所述主体的底部轴向延伸，用于接合发电机壳体中的衬里。

根据本文公开的另一个示例性实施例，一种用第二外轴承组件替换发电机的第一外轴承组件的一部分的方法，所述第一外轴承组件包括第一衬里和第一外轴承座圈，所述方法包括步骤：移除所述第一外轴承座圈和所述第一衬里，安装第二衬里并且将其机加工到给定直径，抵靠所述经机加工的衬里和发电机壳体插入定位环，抵靠所述定位环插入第二轴承座圈，以及抵靠所述定位环并抵靠发电机壳体连接所述第二轴承座圈。

附图说明

本领域技术人员将从以下详细描述明白所公开的示例的各种特征和优点。该详细描述的附图可简要介绍如下。

图1是包括了现有技术轴承的发电机的已知实施例的剖视图。

图2是沿线2-2截取的放大剖视图，更详细地示出了现有技术轴承。

图3是用于在发电机中替代现有技术轴承的轴承的实施例的放大剖视图。

图4示出了构造图3的轴承的方法。

具体实施方式

图1示出了发电机10的剖视图。发电机10例如是用于向飞机供应电力的发电机。图1所示的发电机例如是用作波音777的备用发电机的类型。此类发电机10的基本结构在本领域是已知的。

发电机10包括主壳体12，大体由附图标记14标示的转子被支撑在主壳体12内。转子14包括转子轴16，转子轴16被滚珠轴承18和滚柱轴承结构20支撑在壳体12内。转子轴包括输入轴22，输入轴22连接到驱动源，例如来自发动机的减速齿轮箱的齿轮箱轴。转子14包括转子芯部24、转子套筒26和主励磁绕组28。转子14的防驱动端部（即与输入轴12相对的端部）包括泵驱动区段30，泵驱动区段30连接到泵齿轮组32以便操作供应泵34，供应泵34具有泵叶轮36，泵叶轮36连接到扫气入口38。还提供了真空制动阀40。

转子14设置有整流器电桥，而壳体12还设置有主电枢44、激励器定子46和永磁体发电机（PMG）电枢48。如本领域已知的，此类发电机可以为飞机的电力系统发电。

现在参照图2，详细示出了现有技术的滚柱轴承20。轴承结构20包括（一个或多个）滚柱轴承45、干涉配合到轴承壳体55内的圆柱形衬里50、外轴承座圈60以及具有给定直径的内轴承座圈65。外轴承座圈60具有大致矩形的轴承座70、从轴承座70径向向外延伸的凸缘75、与凸缘75成直角地延伸的弹簧臂80以及从凸缘75延伸的顶部90，弹簧臂附接到壳体的径向向内表面85，顶部90在其左侧95附接到衬里50的右侧100。衬里50在其上与轴承壳体和弹簧臂80干涉配合。

然而，在现有技术轴承20的操作期间，已经发现当壳体12在操作期间变热时，使得轴承座70渐缩的干涉配合的量可导致轴承45偏斜，这可限制轴承45的寿命。

参照图3，示出了根据本发明实施例的圆柱形轴承结构105，其使得（一个或多个）轴承110上的偏斜最小化。圆柱形轴承结构105包括外轴承座圈115、衬里120、轴承壳体55以及定位环125。衬里120干涉配合到轴承壳体55中，并且座圈115和定位环125被诸如螺栓或螺钉130之类的附接件130附接到壳体55。轴承结构105被设计成配合在由轴承结构20装填的相同包络范围（envelope）内。

外轴承座圈115具有大致三角形主体145，大致三角形主体145由径向内座圈表面135、倒角140、左侧表面160、第一倾斜表面155、凸台165、第二倾斜表面170以及大致矩形延伸部175限定，倒角140充当轴承110引入表面并且径向向外倾斜到右侧表面150，右侧表面150从倒角140径向向外延伸，左侧表面160从所述内座圈表面135径向向外延伸，第一倾斜表面155从右侧表面150径向向外并且轴向朝向左侧表面160延伸，凸台165从左侧表面160轴向延伸并且平行于内座圈表面135，第二倾斜表面170从凸台165径向向外并且轴向朝向右侧表面150延伸，大致矩形延伸部175附接到第一倾斜表面155和第二倾斜表面170。延伸部175具有顶表面185和开口180，开口180用于接收从中穿过的螺栓130。

圆柱形定位环125具有大致s形主体190。定位环125用于将外轴承座圈115与内轴承座圈65对准并且充当弹簧以保持与衬里120接触，衬里120与壳体55干涉配合。主体190具有竖直部分195、朝向衬里120延伸的底部200、以及顶部205，顶部205在外轴承座圈115的顶表面185上延伸并且与顶表面185配合。底部200具有向上延伸指状部210，用于保持与衬里120接触进入壳体55。在竖直部分195和顶部205之间存在倒角215，以使得定位环125能够抵靠壳体55放置，而不与壳体55的弯曲部分220干涉。竖直部分195在其内具有孔225，孔225外轴承座圈115中的开口180对准以便接收从中穿过的螺栓130。

通过将弹簧臂80的功能移到定位环125，在外轴承座圈115上没有置以锥度（taper）。从现有技术到本公开，锥度从约0.0013”/英寸或0.033/mm降低到约0.0002”/英寸或0.00508/mm。轴承偏斜得以减小并且轴承寿命得以延长。剩余的锥度可能由正常的热变形或机加工公差引起。

现在参照图4，为了将外轴承座圈改型到发电机10中，移除包括衬里50的轴承结构20（步骤300）。将衬里120安装就位（步骤310）并且将衬里120机加工就位直到其允许与轴承座70中相同的轴承座圈115和定位环125的间距（步骤320）。衬里120被留下径向向内悬垂部分230，其较难以机加工掉并且无需移除。壳体55具有从中穿过的孔口235以接收螺栓130，孔口235将要与竖直部分190中的孔225以及外轴承座圈115中的开口180对准。然后，将定位环125插入壳体55中，使其指状部210邻接衬里120（步骤330），并且将轴承座圈115插入定位环125中，使其顶表面185嵌套在上部205下（步骤340）。然后，将螺栓130插入穿过外轴承座圈115中的开口180、竖直部分190中的孔225并插入孔口235中（步骤350）。然后，通过倒角表面140将轴承110插入径向内座圈表面135中（步骤360）。对于新的构造，与现有技术一样，将衬里120配合到壳体55中，例如压配合或者通过加热等使壳体55膨胀（步骤310）。

前面的描述在本质上是示例性的而非限制性的。本领域普通技术人员可使用本文的教导将新的轴承座圈应用到其他类型的机械中。对于本领域技术人员来说，所公开示例的变更和修改可变得明显，其不必偏离本公开的主旨。只能通过研究所附权利要求来确定给予本公开的法律保护范围。

Claims (19)

1.一种用于发电机壳体中的外轴承座圈，所述外轴承座圈包括：

第一主体，所述主体具有

      径向内表面，所述径向内表面具有右侧和左侧，

      倒角，所述倒角联接到所述径向内表面的所述右侧，

      右表面，所述右表面从所述倒角径向向外延伸，

      左表面，所述左表面从所述左侧径向向外延伸，

      凸台，所述凸台从所述左表面轴向延伸，所述凸台平行于所述径向内表面并且与所述径向内表面配准，

      第一倾斜表面，所述第一倾斜表面从所述右侧表面径向向外并且轴向朝向所述左表面延伸，

      第二倾斜表面，所述第二倾斜表面从所述凸台径向向外延伸并且轴向朝向所述右侧表面延伸，和

      第一延伸部，所述第一延伸部从所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面径向向外延伸，所述第一延伸部附接到所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面。

2.如权利要求1所述的外座圈，其中，所述第一延伸部具有用于接收螺栓的开口。

3.如权利要求1所述的外轴承座圈，还包括：

布置在所述第一主体和所述壳体之间的定位环。

4.如权利要求3所述的外轴承座圈，其中，所述定位环包括：

径向延伸的第二主体，所述径向延伸的第二主体具有

第二延伸部，所述第二延伸部从所述主体的顶部轴向延伸，用于接合所述第一延伸部的顶部，和

第三延伸部，所述第三延伸部从所述主体的底部轴向延伸，用于接合布置在所述发电机壳体中的衬里。

5.如权利要求4所述的外轴承座圈，其中，所述定位环还包括：

用于接收螺栓的开口，所述螺栓布置在所述径向延伸的第二主体中。

6.如权利要求4所述的外轴承座圈，其中，所述第二延伸部和所述第三延伸部的每一个从所述径向延伸主体的相对侧延伸。

7.如权利要求4所述的外轴承座圈，其中，所述定位环还包括：

指状部，所述指状部从所述第三延伸部径向向外延伸，所述指状部构造成接合所述衬里。

8.一种用于发电机的外座圈轴承组件，包括：

外轴承座圈，

布置在发电机壳体中的衬里，和

定位环，所述定位环用于保持所述衬里并且用于将所述外轴承座圈与所述壳体隔开。

9.如权利要求8所述的外座圈轴承组件，还包括：

附接件，所述附接件构造成将所述定位环附接到所述壳体和所述外轴承座圈的每一个。

10.如权利要求8所述的外座圈轴承组件，其中，所述外轴承座圈包括：

第一主体，所述主体具有

      用于接触轴承的径向内表面，所述表面具有右侧和左侧，

      倒角，所述倒角附接到所述径向内表面的所述右侧，用于将所述轴承引导成与所述径向内表面接触，

      右表面，所述右表面从所述倒角径向向外延伸，

      左表面，所述左表面从所述左侧径向向外延伸，

      凸台，所述凸台从所述左表面轴向延伸并且平行于所述径向内表面且与所述径向内表面配准，

      第一倾斜表面，所述第一倾斜表面从所述右侧表面径向向外并且轴向朝向所述左表面延伸，

      第二倾斜表面，所述第二倾斜表面从所述凸台径向向外并且轴向朝向所述右侧表面延伸，和

      第一延伸部，所述第一延伸部从所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面径向向外延伸并且附接到所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面。

11.如权利要求10所述的外座圈轴承组件，其中，所述第一延伸部具有用于接收螺栓的开口。

12.如权利要求8所述的外座圈轴承组件，其中，所述内定位环包括：

径向延伸的第二主体，所述径向延伸的第二主体具有

第二延伸部，所述第二延伸部从所述主体的顶部轴向延伸，所述第二延伸部构造成接合所述第一延伸部的顶部，和

第三延伸部，所述第三延伸部从所述主体的底部轴向延伸，用于接合衬里，所述衬里布置在所述发电机壳体中。

13.如权利要求12所述的外座圈轴承组件，其中，所述定位环还包括：

用于接收螺栓的开口，所述螺栓布置在所述径向延伸的第二主体中。

14.如权利要求8所述的外座圈轴承组件，其中，所述定位环将所述衬里与所述发电机壳体对准。

15.一种用于外座圈轴承组件的定位环，包括：

径向延伸的主体，所述径向延伸的主体具有

第一延伸部，所述第一延伸部从所述主体的顶部轴向延伸，

第二延伸部，所述第二延伸部从所述主体的底部轴向延伸，和

开口，所述开口用于接收螺栓。

16.如权利要求15所述的外轴承座圈，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部从所述径向延伸主体的相对侧延伸。

17.如权利要求15所述的外轴承座圈，其中，所述定位环还包括：

指状部，所述指状部从所述第二延伸部径向向外延伸，用于接合所述衬里。

18.一种用第二外轴承组件替换发电机的第一外轴承组件的一部分的方法，所述第一外轴承组件包括第一衬里和第一外轴承座圈，所述方法包括：

移除所述第一外轴承座圈和所述第一衬里；

插入第二衬里；

将所述第二衬里机加工到给定直径，使得所述第二外轴承组件配合在所述发电机内；

抵靠所述经机加工的衬里和发电机壳体插入所述第二外轴承组件的定位环；

抵靠所述定位环插入所述第二外轴承组件的第二轴承座圈；以及

抵靠所述定位环并抵靠发电机壳体连接所述第二外轴承组件的所述第二轴承座圈。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述第二轴承座圈的所述连接包括将所述第二轴承座圈用螺栓连接到所述定位环和所述发电机壳体的每一个。

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