CN1072331C - 动压流体膜轴颈轴承 - Google Patents

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Abstract

动压流膜轴颈轴承(10)的顶衬在侧边沿上并靠近自由端(17)有相对接头(23，25)，当所述顶衬盘绕成圆柱并插入轴套(24)的内径中时，它沿径向向外延伸以贴合中衬(14)的侧边(19，21)和键(18)的端部以阻止顶衬变斜。在另一个实施例中，利用在顶衬(12)和中衬(14a)的自由端(31，54)处的相对接头(37，39，505，2)来阻止衬的变斜，这些接头穿过预定尺寸的槽(40，42)而此槽是在中衬(14a)的固定端处的侧边沿(44，46)上形成的。当盘绕成圆柱时，这些接头盖在中衬(14a)和折曲衬(15)的侧边上，可阻止衬的变斜并提高了轴预轴承的性能。

Description

动压流体膜轴颈轴承
本发明涉及轴颈轴承，更具体地说，涉及动压流体膜空气轴承抗斜装置。
在轴承技术领域中，众所周知，动压空气轴承包括：一顶衬，中衬和折曲衬，它们反向卷成柱状，依次装在一轴套内以便径向支承旋转轴。UnitedTechnologies公司的Hamilton Standard分部制造的用于使飞机冷却的空气循环机就是应用这种轴承装置的一例。在这种设计中，每个衬的一端固定而另一端为自由端，轴到达一预定的转速时，轴套里的空气被强加到衬之间形成楔或气囊，用作气垫来支承轴而轴而不需要液体润滑。业已发现，当旋转的机器工作时或当安装有轴颈空气轴承时衬的自由端偶尔会轴向移动从而变斜。变斜后轴承会变紧，这将增大轴的扭矩，在某些情况下会阻止合适的空气膜形成并导致轴承的失效。美国专利文献4415280A公开了一种上述的动压流体膜轴颈轴承。美国专利文献4552466也公开了一种动压流体膜轴颈轴承，其顶衬上有接头或销，接头或销受到轴承套内的槽或止动件的限制，阻止顶衬沿轴转动方向上的移动。
本发明的一个目的是提供一种改进的动压流体膜轴颈轴承，其具有防止衬倾斜的装置。
为了实现这个目的，根据本发明的一个方面，提供了一种动压流体膜轴颈轴承，包括绕着一轴线卷绕成一圆柱的顶衬、中衬和一折曲衬，其中，所述的顶衬包括一个细长的矩形部件，该部件有一个固定端、一个相对的自由端、相对的侧边和一个键，键有相对的轴向端并安装在所述矩形部件的固定端上，其特征在于，所述动压流体膜轴颈轴承还包括接头装置，该接头装置位于顶衬上，防止顶衬轴向移动而使顶衬、中衬和折曲衬的圆柱形形状发生变形，所述接头装置包括位于所述顶衬的自由端的相对伸出部分，所述的接头装置都径向向外延伸，并伸出所述顶衬的相对侧边，所述相对伸出部分被弯曲而盖在所述键的所述相对轴向端的一部分上，防止卷绕成圆柱的所述顶衬沿轴向倾斜。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种动压流体膜轴颈轴承，包括绕着一轴线卷绕成一圆柱的顶衬、中衬和一折曲衬，其中，所述的顶衬包括一个细长的矩形部件，该部件有一个固定端、一个相对的自由端、相对的侧边，所述中衬包括包括一类似形状的细长矩形部件，该部件具有一个固定端、一个相对的自由端和相对侧边，所述中衬还包括一个键，键安装在所述矩形部件的所述固定端上，其特征在于，所述动压流体膜轴颈轴承还包括接头装置，该接头装置位于顶衬上，防止顶衬轴向移动而使顶衬、中衬和折曲衬的圆柱形形状发生变形，所述接头装置包括位于所述顶衬的相对的自由端处的至少一部分，该部分被弯曲形成一接头，该接头可装配于在所述中衬的所述相对侧边的一个侧边中在所述键附近细长的槽，使所述接头沿径向向外伸过所述槽，限制所述顶衬的轴向倾斜。
本发明通过提供阻止衬变斜的装置来消除上述问题。在一个实施例中，考虑到在顶衬的自由端的端部有，连接端接头(endtabs)，它装进键槽里，而在另一个实施例中，在侧边沿的接头用以使在第一实施例里的顶衬和第二实施例里所有的衬保持圆柱状。
本发明的特征是在轴颈轴承顶衬的自由端采用几个边接头使该轴承保持圆柱状。在另一个实施例中，接头安装在顶衬自由端的端部相对边上，并延伸把中衬和折曲衬的侧边迭盖住从而使所有的衬保持圆柱状。
由下面的叙述和附图可更清楚地看出本发明上述的和其它特征。
图1是本发明的动压流体膜轴颈轴承的一个实施例的分解透视图，它示出了未盘绕的状态，并概略示出了轴承处于盘绕状态时的虚线图；
图2是图1实施例的动压流体膜轴颈轴承沿纵轴的轴承剖视图；
图3是沿图2的3-3线的部分剖视图；
图4是未盘绕的动压流体膜轴颈轴承的平面视图，表示本发明的另一个
实施例；
图5是图4所示轴承的前视图；
图6是图5中轴承在盘绕状态时的端视图；
图7是沿图6的7-7线的部分放大视图，示出了本发明的详细结构。
参考图1-3可以理解本发明的一个优选实施例，它示出了动压流体膜轴颈轴承10，它包括顶衬12，中衬14和折曲衬15。顶衬和中衬由给定弹性率(Spring rate)的金属片材制成，它们的端部通过适当的结合方式，如熔焊、钎焊等在缝16处连接起来，而焊缝16与键18对齐。当衬被卷入虚线所示的绕转轴A的圆柱20中时，和衬的纵轴成横向的键18向轴向延伸。从下面将详细描述可以看出，键18装配到横向槽或键槽22上。而键槽22形成在轴套24的壁23的内圆上。当在盘绕状态以形成一适合于装配到邻近壁23的轴套24的内孔圆柱时，折曲衬15须绕着顶衬12和中衬12进行盘绕，折曲衬15由一给定弹性率的波状金属薄片制成。由上面可清楚地看出，顶衬、中衬14和折曲衬15相同的矩形形状，将其反相盘绕形成一圆柱，以便当它插入轴套24时，外衬12能围绕着轴(未示出)，折曲衬靠近壁23，键18伸进轴套24的键槽22内。借近旋转轴(未示出)的顶衬12的内表面28最好涂上一种干润滑剂，以便当起动时，轴加速至其工作速度时，或减速时至停止时，以及衬内楔中空气压力不足以支承旋转时，这种干润滑剂将作为抗摩擦的手段用以维持轴承的耐磨性和操作性。当在工作状态下并且轴到达一预定速度时，被加到顶衬12、中衬14和折曲衬15的表面间形成的楔中的空气压力用以支承该轴，选择衬的弹性率以便使轴承具有合适的顺从性。
根据本发明，自由端17比顶衬12的其它部分宽，它伸展超出侧边11和13。该伸展的部分沿径向弯曲向外邻近应力释放槽23a和23b来形成接头25和27。如图3可看出，当顶衬和中衬分别(如图1中)箭头B和C所示的方向盘绕形成柱形时，接头25和27伸进键槽22并盖在折曲衬15的相对侧边29a,29b、中衬14的相对侧边19和21的一部分上键18的相对端的一部分上。虽然，这可防止顶衬12、中衬14和折曲衬15沿轴向移动以及圆柱形状的变形和变斜。
尽管该实施例没有详细地表明动压流体膜轴颈轴承的最终结构，但对本发明涉及的轴承的这独创部分作了详细介绍，本领域的技术人员很容易理解，最终具体设计结果将根据具体的应用场合而定。很显然，在顶衬的端部形成接头的其它方法在本发明的范围之内。
下面参考图4-7描述本发明轴承的另一个实施例，它公开了一种动压流体膜轴颈轴承，它完全是为一具体应用场合而设计，其中包括和图1-3中所述轴承中共有的零件，即顶衬12a、中衬14a和折曲衬15，其它改进的抗斜装置。在本说明书中所有附图中，相同的零件用相同的数字表示。
请特别地参阅图4根据本发明，顶衬12a自由端的32和34处是狭缝，它们由侧边沿36和38向内伸入一短距离并沿径向弯曲向外(如图4向纸内方向)形成接头37和39，从而最终插入键槽22。应当明白，为便于描述，本实施例用于图2所述的轴套24中。因为中衬14包在顶衬12a的外部，由中衬14a的由侧边44和46向内切入一短距离靠近键16的槽40和42，以使接头37和39伸进键槽32。中衬14a自由端的相对端形成接头50和52，它们是狭缝并且图4所示。弯曲类似接头37和39向外伸出。当反相盘绕时，接头50和52在径向向外伸展靠在折曲衬15的一端31上，接头37和39靠在15的另一端上。
从图6和7可以看出，衬被盘绕形成可装进轴套24的圆柱，键18类似于图3所示可装进键槽22。显然，因为接头37和39可装进沿直径方向相对槽40和42，接头的宽度和槽的深度等，因此可轴向限制顶衬12a。这样可阻止顶衬变斜以便所述圆柱不变形。如图1-3所述的实施例一样，该实施例可防止变斜以便该种轴颈轴承的性能没有缺陷，事实上，这种性能是最优的。这就阻止了衬使圆柱扭曲的及自由端变斜轴向滑动，而自由端变斜将使轴上的扭矩变大，使轴承变紧，并阻止了最佳空气膜的形成，所有这些将至少会阻止其性能，严重的甚至引起轴承的失效。
为简单和方便起见，用图5来解释。这两个实施例中描述了键固定到顶衬上。中衬14a的固定端58盖在键18的上面并以一种熟知的适当的方式连接在上面，顶衬12的固定端60向内弯曲形成一台肩与键18的侧边互补并靠在其上，从而同样以适当的方式连接于其上。
尽管上面已经描述了本发明的详细实施例，但是本领域的技术人员应当明白，在不违背本发明的精神和范围的前提下，可对本发明作出种种修改。

Claims (7)

1．一种动压流体膜轴颈轴承，包括绕着一轴线卷绕成一圆柱的顶衬(12)、中衬(14)和一折曲衬(15)，其中，所述的顶衬(12)包括一个细长的矩形部件，该部件有一个固定端、一个相对的自由端(17)、相对的侧边(11,13)和一个键(18)，键(18)有相对的轴向端并安装在所述矩形部件的固定端上，其特征在于，所述动压流体膜轴颈轴承还包括接头装置(25,27)，该接头装置(25,27)位于顶衬(12)上，防止顶衬(12)轴向移动而使顶衬(12)、中衬(14)和折曲衬(15)的圆柱形形状发生变形，所述接头装置(25,27)包括位于所述顶衬(12)的自由端的相对伸出部分，所述的接头装置(25,27)都径向向外延伸，并伸出所述顶衬(12)的相对侧边(11,13)，所述相对伸出部分被弯曲而盖在所述键(18)的所述相对轴向端的一部分上，防止卷绕成圆柱的所述顶衬(12)沿轴向倾斜。
2．如权利要求1所述的动压流体膜轴颈轴承，其特征在于，包括在所述相对侧边(11,13)内，靠近每一个所述伸出部分处形成的应力释放槽(23a,23b)。
3．如权利要求1所述的动压流体膜轴颈轴承，其特征在于，所述中衬(14)包括一类似形状的矩形部件，该部件具有另外的相对侧边(19,21)、另外的相对固定端和自由端，所述另外的固定端安装在所述键(18)上，形成了更大的、卷绕成圆柱的细长矩形部件，盖在所述顶衬(12)上，所述接头装置(25,27)盖在所述中衬(14)的每个所述相对侧边(19,21)的一部分上，阻止所述顶衬(12)和所述中衬(14)轴向倾斜。
4．如权利要求3所述的动压流体膜轴颈轴承，其特征在于，所述折曲衬(15)包括另一细长的波状部件，它构成了一个卷绕成圆柱的矩形部件，盖在所述中衬(14)上，所述细长的波状部件包括相对的侧边，所述接头装置(25,27)盖在所述折曲衬(15)的相对侧边和所述中衬(14)的每个所述相对侧边(19,21)的一部分上，阻止所述顶衬(12)、所述中衬(14)和所述折曲衬(15)轴向倾斜。
5．一种动压流体膜轴颈轴承，包括绕着一轴线卷绕成一圆柱的顶衬(12a)、中衬(14a)和一折曲衬(15)，其中，所述的顶衬(12a)包括一个细长的矩形部件，该部件有一个固定端(60)、一个相对的自由端(31)、相对的侧边(36,38)，所述中衬(14a)包括包括一类似形状的细长矩形部件，该部件具有一个固定端(58)、一个相对的自由端(54)和相对侧边(44,46)，所述中衬还包括一个键(18)，键(18)安装在所述矩形部件的所述固定端(58,60)上，其特征在于，所述动压流体膜轴颈轴承还包括接头装置，该接头装置位于顶衬(12a)上，防止顶衬(12a)轴向移动而使顶衬(12a)、中衬(14a)和折曲衬(15)的圆柱形形状发生变形，所述接头装置包括位于所述顶衬(12a)的相对的自由端处的至少一部分，该部分被弯曲形成一接头(37)，该接头(37)可装配于在所述中衬(14a)的所述相对侧边(44,46)的一个侧边中在所述键(18)附近细长的槽(40)，使所述接头(37)沿径向向外伸过所述槽(40)，限制所述顶衬(12a)的轴向倾斜。
6．如权利要求5所述的动压流体膜轴颈轴承，其特征在于，所述接头装置包括相对的接头(37,39)，接头(37,39)在所述顶衬(12a)的相对自由端(31)处邻近所述顶衬(12a)的所述相对侧边(44,46)的位置，由被弯曲的端形成，每个接头(37,39)都沿径向向外伸过在所述中衬(14a)的相对侧边(44,46)处邻近所述键(18)的位置形成的一对相对的槽(40,42)。
7．如权利要求6所述的动压流体膜轴颈轴承，其特征在于，在所述中衬(14a)的相对自由端(54)处形成有接头(50,52)，所述中衬(14a)的所述接头(50,52)沿径向向外延伸，并抵靠在所述折曲衬(15)的一端，而所述顶衬(12a)的所述接头(37,39)抵靠在所述折曲衬(15)的另一端。
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