CN104153886B - 轴承环供油装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承环供油装置，包括主轴，主轴上设有收油环，收油环与主轴的壁体之间形成至少两个分油区，收油环对应每一分油区均设有节流孔；主轴上设有至少两路供油通道，任一供油通道与任一分油区的节流孔对应，轴承环供油装置还包括用于喷射滑油至收油环的滑油喷嘴；滑油喷嘴喷射出的滑油经收油环分为至少两路，并分别经供油通道提供给设于主轴上的至少两个轴承上；多个供油通道之间不连通。本发明实现了主轴上多个轴承的滑油的分路连通控制，不仅能够保证各轴承的滑油的均匀连续的供油，而且各轴承的滑油不会互相混流，本发明供油装置的结构简单，滑油利用率高、换热效率高、滑油污染小，从而从整体上提高了各轴承工作的可靠性。

Description

轴承环供油装置
技术领域
本发明涉及轴承供油领域，特别地，涉及一种用于航空发动机的轴承环供油装置。
背景技术
航空发动机尤其是航空涡轴发动机向着高转速、高精度方向发展，其具有尺寸小、转速高的特点。涡轴发动机有限的结构布局对润滑油路系统的结构集成化设计也提出了更高的要求。高速旋转的转动部件最高转速均达到每分钟几万转以上，这不仅需要润滑油路系统向主轴承各润滑点均匀、连续供给滑油对其进行有效润滑，减少发动机主轴承摩擦和磨损；也需要润滑油路系统带走更多的由摩擦面所产生的热量和磨损杂质并保证轴承内圈能得到充分冷却，有效减小经常出现在高速轴承内圈跑道上发生蹭伤故障的概率；同时还需要减小油内污染物损坏轴承的概率。所以，合理的润滑油路设计对改善轴承工作环境、提高轴承的工作寿命和可靠性，进而保证发动机可靠、长寿命工作都具有十分重要的意义。
环下润滑系统是现代高速滚动轴承广泛采用的供油系统，即滑油经轴承内圈径向孔槽进入轴承内以向轴承供油。它与其他先进轴承技术结合，可显著提高轴承在高DN值下的工作寿命和可靠性。据资料显示：在材料工艺允许的情况下，采用环下润滑，在3x106DN值速度下所获得的轴承寿命几乎等于目前在低速下(1.44x106DN)所获得的轴承寿命。因此，采用滑油利用率高、可靠性高的润滑油路系统对提高主轴承工作寿命和可靠性具有重要的作用。
现有的滑油供油系统中，常采用：脂润滑、喷嘴喷射润滑方式。脂润滑仅用于较低温度较低转速工况下的轴承润滑；喷嘴喷射润滑是将循环的带压力的滑油经喷嘴节流加速形成油雾喷射到运转的主轴承滚动体上，不仅需要复杂的滑油系统，而且由于受离心力和风阻的影响，即使在最佳的设计状态下，进入轴承的滑油量也很有限，当轴承DN值更大时，滑油量将更少，不仅滑油利用率不高，而且轴承润滑效果也较差，另外喷嘴出口的滑油雾化效果直接影响轴承的润滑效果；这样，对于向着高速、高精度、高可靠性发展的航空涡轴发动机而言，传统的润滑系统有其不足之处。
发明内容
本发明目的在于提供一种轴承环供油装置，以解决现有的高转速轴承的滑油供给存在的滑油利用率不高、润滑效果不佳的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种轴承环供油装置，包括主轴，主轴上设有收油环，收油环与主轴的壁体之间形成至少两个分油区，收油环对应每一分油区均设有节流孔；
主轴上设有至少两路供油通道，任一供油通道与任一分油区的节流孔对应，
轴承环供油装置还包括用于喷射滑油至收油环的滑油喷嘴；滑油喷嘴喷射出的滑油经收油环分为至少两路，并分别经供油通道提供给设于主轴上的至少两个轴承上；
多个供油通道之间不连通。
进一步地，收油环为内凹的圆环结构，收油环的内壁面沿周向间隔设有至少两个挡油凸台，以形成至少两个分油区，每个分油区各自设置节流孔，节流孔用以精确控制各路滑油的流量。
进一步地，多个轴承共用轴承座，滑油喷嘴安装在轴承座上，滑油喷嘴设有与主轴的轴线形成夹角的喷油孔，喷油孔向收油环的分油区喷射滑油。
进一步地，主轴上设有至少两个供油孔，供油孔与分油区一一对应，并与节流孔连通；每个供油孔在主轴的外壁面对应设有沿主轴的轴向延伸的轴向供油槽，每个供油孔及其对应的轴向供油槽形成单个供油通道。
进一步地，每个轴向供油槽连通有沿主轴的周向布置的环向供油槽，每个供油孔及其对应的轴向供油槽和环向供油槽形成单个供油通道。
进一步地，轴承在内环上设有下供油孔，供油通道连通至下供油孔以供给滑油给轴承。
进一步地，轴向供油槽的截面和/或环向供油槽的截面为半圆形。
进一步地，主轴的一端设有收油环形区域，收油环与收油环形区域的外壁过盈配合，滑油喷嘴向收油环形区域喷射滑油，以将滑油反射至分油区。
本发明具有以下有益效果：
本发明轴承环供油装置，通过在主轴上设置收油环，收油环与主轴的壁体之间形成至少两个分油区，每个分油区经对应的节流孔及设于主轴上的相应的供油通道连通至轴承，各供油通道之间不连通，从而实现了主轴上多个轴承的滑油的分路连通控制，不仅能够保证各轴承的滑油的均匀连续的供油，而且各轴承的滑油不会互相混流，本发明供油装置的结构简单，滑油利用率高、换热效率高、滑油污染小，从而从整体上提高了各轴承工作的可靠性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例轴承环供油装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施例收油环的结构示意图；
图3是图1中收油环处A-A的截面剖视示意图；
图4是本发明优选实施例主轴上轴向供油槽及环向供油槽的分布示意图；
图5是图1中B-B、C-C处供油槽截面示意图；以及
图6是本发明优选实施例供油装置的供油线路示意图。
附图标记说明：
10、主轴；11、收油环形区域；12、供油孔；13、轴向供油槽；14、环向供油槽；
20、收油环；21、分油区；22、挡油凸台；23、节流孔；
30、轴承；31、轴承座；32、下供油孔；
40、滑油喷嘴；41、喷油孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，本发明的优选实施例提供一种轴承环供油装置，包括主轴10，主轴10上设有收油环20，收油环20与主轴10的壁体之间形成至少两个分油区21，本实施例中，参照图2，收油环20采用内凹的圆环结构，收油环20的内壁面沿周向间隔设有两个挡油凸台22，以形成两个相互间隔的分油区21，其中，挡油凸台22起到防止相邻的分油区21之间互相串油的作用，在其他实施例中，通过在收油环20的内壁上沿周向间隔设置多个挡油凸台22，以形成两个以上的分油区21。本实施例中，收油环20对应每一分油区21均设有节流孔23，每个分油区21的节流孔23在主轴10上对应设有供油通道，本实施例中，主轴10上设有两条供油通道，分别与两个分油区21对应，两个供油通道之间不连通，分别为设于主轴10上的两个轴承30单独供油。本实施例中，分油区21的滑油由滑油喷嘴40供给，滑油喷嘴40喷射至收油环20上的两个分油区21，每个分油区21经各自的节流孔23、供油通道提供给相应的轴承30，以实现多个轴承30的分路供油设计。
本实施例，通过在主轴10上设置收油环20，收油环20与主轴10的壁体之间形成至少两个分油区21，每个分油区21经对应的节流孔23及设于主轴10上的相应的供油通道连通至相应的轴承30，各供油通道之间不连通，从而实现了主轴上多个轴承30的滑油的分路连通控制，不仅能够保证各轴承30的滑油的均匀连续的供油，而且各轴承30的滑油不会互相混流，本发明供油装置的结构简单，滑油利用率高、换热效率高、滑油污染小，从而从整体上提高了各轴承工作的可靠性。
优选地，本实施例中，两个轴承30共用轴承座31，为了方便给轴承30的可靠稳定供油，滑油喷嘴40固定安装在轴承座31上，滑油喷嘴40设有与主轴10的轴线形成夹角的喷油孔41，喷油孔41按预设的角度向收油环20的两个分油区21喷射滑油，两个分油区21内的滑油在离心力的作用下经相应的节流孔23以一定的流量进入主轴10上相应的供油通道供给至相应的轴承30，以润滑并冷却轴承30的内环。
优选地，本实施例中，轴承30的内环上设有下供油孔32，供油通道连通至下供油孔32以供给滑油给轴承30，即轴承30采用环下供油方式已使得轴承30的内圈得到充分冷却，能有效减少高转速轴承内圈跑道上发生蹭伤故障的概率，并减少油内污染物损坏轴承的机会。
参照图1，本实施例中，主轴10的一端设有收油环形区域11，收油环20与主轴10采用分体设计，以方便主轴10的加工设计，收油环20与收油环形区域11的外壁过盈配合，滑油喷嘴40的喷油孔41按预设角度向收油环形区域11喷射滑油，以将滑油按一定的反射角反射至分油区21，主轴10上对应每个分油区21相应设有供油孔12，各供油孔12与相应的分油区21上开设的节流孔23连通，以将滑油连通至设于主轴10的外壁面上的轴向供油槽13，轴向供油槽13沿主轴10的轴向延伸，各供油通道的轴向供油槽13之间不连通，以避免各独立供油通道之间的滑油串油混流。
参照图4，主轴10上的各供油通道包括供油孔12、与供油孔12连通的轴向供油槽13，轴向供油槽13将滑油引导至相应的轴承30处，各轴向供油槽13之间不连通，以保证各轴承30的分路供油设计，提高供油的可靠性及滑油的利用率，并减少滑油串油的污染。
优选地，为了增强单一润滑点给轴承30的可靠供油，主轴10的外壁上还设有与轴向供油槽13连通并沿主轴10的周向布置的环向供油槽14，各润滑点经相应的环向供油槽14贯通。
为了方便主轴10上的供油槽的加工，并减少供油槽的应力集中，优选地，参照图5，轴向供油槽13的截面和/或环向供油槽14的截面为半圆形。
参照图3，为了精确控制收油环20上各分油区21的滑油供油比例，设于收油环20内壁上的挡油凸台22的高度和/或相邻挡油凸台22之间的间距可以根据各分油区21的分油比例来设置相应，分油比例高的分油区21对应的挡油凸台22的高度略高于分油比例低的分油区21对应的挡油凸台22的高度和/或分油比例高的分油区21对应的挡油凸台22的间距略大于分油比例低的分油区21对应的挡油凸台22的间距；若分油比例均匀，则各挡油凸台22对称设计。各分油区21的供油流量通过设计节流孔23的孔径大小来调节。
参照图6，本实施例中，供油装置经两路单独的供油通道分别供油给两个轴承30，图6中上端箭头所示的供油通道供油给设于主轴10的右侧的轴承30，图6中下端箭头所示的供油通道供油给设于主轴10的左侧的轴承30。
本领域技术人员可以理解，在其他实施例中，收油环20设置两个以上的分油区21，相应地，主轴10上设置两个以上的供油通道，以分别供油给两个以上的轴承30。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轴承环供油装置，包括主轴(10)，所述主轴(10)上设有收油环(20)，所述收油环(20)与所述主轴(10)的壁体之间形成至少两个分油区(21)，所述轴承环供油装置还包括用于喷射滑油至所述收油环(20)的滑油喷嘴(40)；
其特征在于，所述收油环(20)对应每一所述分油区(21)均设有节流孔(23)；
所述主轴(10)上设有至少两路供油通道，任一所述供油通道与任一所述分油区(21)的所述节流孔(23)对应，
所述滑油喷嘴(40)喷射出的滑油经所述收油环(20)分为至少两路，并分别经所述供油通道提供给设于所述主轴(10)上的至少两个轴承(30)上；
多个所述供油通道之间不连通。
2.根据权利要求1所述的轴承环供油装置，其特征在于，
所述收油环(20)为内凹的圆环结构，所述收油环(20)的内壁面沿周向间隔设有至少两个挡油凸台(22)，以形成至少两个所述分油区(21)，每个所述分油区(21)各自设置所述节流孔(23)，所述节流孔(23)用以精确控制各路滑油的流量。
3.根据权利要求1所述的轴承环供油装置，其特征在于，
多个所述轴承(30)共用轴承座(31)，所述滑油喷嘴(40)安装在所述轴承座(31)上，所述滑油喷嘴(40)设有与所述主轴(10)的轴线形成夹角的喷油孔(41)，所述喷油孔(41)向所述收油环(20)的所述分油区(21)喷射滑油。
4.根据权利要求1所述的轴承环供油装置，其特征在于，
所述主轴(10)上设有至少两个供油孔(12)，所述供油孔(12)与所述分油区(21)一一对应，并与所述节流孔(23)连通；每个所述供油孔(12)在所述主轴(10)的外壁面对应设有沿所述主轴(10)的轴向延伸的轴向供油槽(13)，每个所述供油孔(12)及其对应的所述轴向供油槽(13)形成单个所述供油通道。
5.根据权利要求4所述的轴承环供油装置，其特征在于，
每个所述轴向供油槽(13)连通有沿所述主轴(10)的周向布置的环向供油槽(14)，每个所述供油孔(12)及其对应的所述轴向供油槽(13)和所述环向供油槽(14)形成单个所述供油通道。
6.根据权利要求4或者5所述的轴承环供油装置，其特征在于，
所述轴承(30)在内环上设有下供油孔(32)，所述供油通道连通至所述下供油孔(32)以供给滑油给所述轴承(30)。
7.根据权利要求5所述的轴承环供油装置，其特征在于，
所述轴向供油槽(13)的截面和/或所述环向供油槽(14)的截面为半圆形。
8.根据权利要求1所述的轴承环供油装置，其特征在于，
所述主轴(10)的一端设有收油环形区域(11)，所述收油环(20)与所述收油环形区域(11)的外壁过盈配合，所述滑油喷嘴(40)向所述收油环形区域(11)喷射滑油，以将滑油反射至所述分油区(21)。
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