CN109477512A - 用于气体轴承组件的流体填充式阻尼器 - Google Patents

用于气体轴承组件的流体填充式阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
CN109477512A
CN109477512A CN201780024167.3A CN201780024167A CN109477512A CN 109477512 A CN109477512 A CN 109477512A CN 201780024167 A CN201780024167 A CN 201780024167A CN 109477512 A CN109477512 A CN 109477512A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
damping cavity
bearing
fluid damping
damper
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
CN201780024167.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109477512B (zh
Inventor
B·H·厄尔塔斯
J·T·穆克
J·J·贝拉迪
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN109477512A publication Critical patent/CN109477512A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109477512B publication Critical patent/CN109477512B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F01D25/164—Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/03—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
    • F16C17/035—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings the segments being integrally formed with, or rigidly fixed to, a support-element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/02—Sliding-contact bearings
    • F16C25/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02—Sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F16C32/0622—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via nozzles, restrictors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
    • F16F15/0237—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means involving squeeze-film damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/50—Bearings
    • F05D2240/53—Hydrodynamic or hydrostatic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/12—Fluid damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/04—Fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/001—Specific functional characteristics in numerical form or in the form of equations
    • F16F2228/005—Material properties, e.g. moduli
    • F16F2228/008—Material properties, e.g. moduli of semi-solids or fluids, e.g. viscosity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/10—Enclosure elements, e.g. for protection
    • F16F2230/105—Flexible, e.g. bellows or bladder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

本公开内容针对一种用于燃气涡轮发动机的气体润滑的轴承组件及其阻尼方法。轴承组件包括用于支承旋转部件的轴承垫(106)，以及附接到轴承垫上或与轴承垫一体形成的轴承壳体。轴承壳体包括第一流体阻尼腔(124)，经由构造为间隙的限制通道与第一流体阻尼腔限制性流动连通的第二流体阻尼腔(126)，以及构造在第一流体阻尼腔和第二流体阻尼腔内的阻尼流体。更确切地说，本公开内容的阻尼流体构造成经得起发动机的高温环境。因此，轴承壳体构造成响应于作用于轴承垫上的力，经由限制通道将阻尼流体从第一流体阻尼腔传递至第二流体阻尼腔。

Description

用于气体轴承组件的流体填充式阻尼器
技术领域
本主题总体涉及轴承组件，并且更具体地涉及一种可用于燃气涡轮发动机的流体填充阻尼器(fluid-filled damper)，该阻尼器可用于气体轴承组件以及其填充方法。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括串联顺序的压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。燃烧气体流动通过涡轮区段对涡轮区段进行驱动且接着被传送通过排气区段例如到大气。
常规燃气涡轮发动机包括具有轴的转子组件，压缩机叶轮，涡轮，联接件，密封组，以及给定操作条件下的最佳操作所需的其它元件。这些转子组件具有由于重力生成恒定静力的质量，并且还由于例如操作期间转子组件中的不平衡引起的动态力。此燃气涡轮发动机包括轴承组件，以维持和支承这些力，同时允许转子组件的旋转。典型的轴承组件包括收纳在轴承壳体内的轴承，以及构造在轴承与轴之间的轴承垫。
常规飞行器发动机使用滚动元件轴承操作。此类需要油的轴承在发动机的整个操作循环中支承来自旋转系统的静态负载和动态负载。虽然滚动元件是自喷气发动机概念以来一直使用的成熟技术，但对油的需求需要若干支持硬件和辅助装置。因此，除改善可靠性之外，从发动机系统移除滚动元件轴承可潜在地提供显著重量节省。
因此，至少一些已知的旋转机器在期望非油润滑的轴承的情况下使用气体轴承。为了成功操作，气体轴承必须解决典型任务循环负载。因此，对于高性能涡轮机中使用的气体轴承，如，飞行器发动机，必须考虑至少两个障碍，包括1)负载能力和2)阻尼。
鉴于前文，用于气体轴承的气密性密封的阻尼器和阻尼流体和用于其填充的方法允许在高温下成功操作，这在本领域中是受欢迎的。
发明内容
本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实践而得知。
一方面，本公开内容针对一种用于燃气涡轮发动机的轴承组件。轴承组件包括用于支承旋转部件的轴承垫，以及附接到轴承垫上或与轴承垫一体形成的轴承壳体。轴承壳体包括定位在轴承垫附近的第一流体阻尼腔，与第一流体阻尼腔间隔开且经由构造为间隙的限制通道与第一流体阻尼腔限制性流动连通的第二流体阻尼腔，以及构造在第一流体阻尼腔和第二流体阻尼腔内的阻尼流体。因此，轴承壳体构造成响应于作用于轴承垫上的力，经由限制通道将阻尼流体从第一流体阻尼腔传递至第二流体阻尼腔。
另一方面，本公开内容针对一种用于向燃气涡轮发动机的气体润滑的轴承组件提供阻尼的方法。轴承组件具有用于支承旋转部件的轴承垫，以及附接到轴承垫上或与轴承垫一体形成的轴承壳体。因此，该方法包括用阻尼流体填充定位在轴承垫附近的轴承壳体的第一流体阻尼腔。另一个步骤包括用阻尼流体填充与第一流体阻尼腔间隔开的轴承壳体的第二流体阻尼腔，第二流体阻尼腔经由限制通道与第一流体阻尼腔限制性流动连通。此外，该方法包括允许阻尼流体响应于作用在轴承垫上的力经由限制通道在第一流体阻尼腔与第二流体阻尼腔之间流动，阻尼流体流向气体润滑的轴承组件提供阻尼。
参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，且连同所述描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可实现的公开内容，包括其最佳模式，其参考附图，在附图中：
图1示出了根据本公开内容的燃气涡轮发动机的一个实施例的示意性横截面视图；
图2示出了根据本公开内容的轴承组件的一个实施例的侧视图；
图3示出了图2中的轴承组件的端视图；
图4示出了图2中的轴承组件的透视断面视图；
图5示出了沿线5-5截取的图2中的轴承组件的横截面视图；
图6示出了沿线6-6截取的图2中的轴承组件的横截面视图；
图7示出了图2中的轴承组件的近视横截面视图，具体示出了压下状态的轴承组件；
图8示出了图2中的轴承组件的近视横截面视图，具体示出了延伸状态的轴承组件；
图9示出了根据本公开内容的并入涡轮喷嘴中的轴承组件的一个实施例的透视图；
图10示出了根据本公开内容的轴承组件的一个实施例的简化示意图；
图11示出了根据本公开内容的用于向燃气涡轮发动机的气体润滑的轴承组件提供阻尼的方法的一个实施例的流程图；
图12示出了根据本公开内容的单件式气密性密封的液体阻尼的气体轴承组件的简化通用图；以及
图13示出了根据本公开内容的气体轴承组件的填充过程的一个实施例的示意图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开内容的当前实施例，其一个或多个实例在附图中说明。详细描述中使用数字和字母标号来指代图中的特征。图中和描述中使用相同或类似的标示来指代本发明的相同或类似部分。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一部件与另一部件而并非意图表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。举例来说，“上游”是指流体流出的方向，而“下游”是指流体流到的方向。
大体上，本公开内容针对一种用于燃气涡轮发动机的气体润滑的轴承组件以及其填充方法。轴承组件包括用于支承旋转部件的轴承垫，以及附接到轴承垫上或与轴承垫一体形成的轴承壳体。轴承壳体包括第一流体阻尼腔、经由构造为间隙的限制通道与第一流体阻尼腔限制性流动连通的第二流体阻尼腔，以及构造在第一流体阻尼腔和第二流体阻尼腔内的阻尼流体。更确切地说，本公开内容的阻尼流体构造成经得起发动机的高温环境。因此，轴承壳体构造成响应于作用在轴承垫上的力，经由限制通道将阻尼流体从第一流体阻尼腔传递至第二流体阻尼腔。
因此，本公开内容提供了现有技术中不存在的许多优点。例如，飞行器发动机的气体轴承内的阻尼的主要挑战在于涡轮区段中的操作温度，其可达到900华氏度(℉)，其中常规石油/硅基流体不可操作。因此，本公开内容提供用于气体轴承的流体填充的阻尼器，其容纳可经得起此温度的流体。例如，可经得起涡轮区段中的温度的一种类型的流体是液态金属(例如，镓铟合金)，其可在1500℉以上操作，且具有相对较低的凝固温度。此液态金属还可随温度适度改变流体粘度。例如，不同于石油/硅基流体，镓铟合金拥有中等粘度下降，而这些其它流体可在几百华氏度内降低几个数量级。铟合金的中等粘度下降提供了穿过操作期间发动机经历的温度范围的相对恒定的阻尼性能，并且因此允许了较宽操作范围内的阻尼的优化。
此外，本公开内容的阻尼流体的另一个优点是热膨胀系数(CTE)。更确切地说，阻尼流体CTE接近金属的CTE，且因此轴承壳体与阻尼流体之间的差异CTE是微小的，这允许容易地管理轴承壳体与阻尼流体之间的差异膨胀，例如，通过提供累积部件或柔性/可膨胀区段吸收CTE的任何失配。其它流体如油或硅相比于金属具有较大CTE；因此，超过几百华氏度的膨胀变得越来越难。
现在参看附图，其中相同数字表示附图中相同的元件，图1示出了根据本公开的涡轮机的示意性横截面视图的一个实施例。更具体而言，对于图1的实施例，涡轮机构造为燃气涡轮发动机10，或更确切地构造为高旁通涡扇喷气发动机。如图1所示，涡扇发动机10限定轴向方向A1(平行于提供用于参考的纵向中心线12延伸)、径向方向R1和围绕轴向方向A1延伸的圆周方向(未描绘)。通常，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
所描绘的示范性核心涡轮发动机16通常包括限定环形入口20的大体上管状壳体18。外部壳体18以串流关系包封且核心涡轮发动机16以串流关系包括：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮机区段，其包括高压(HP)涡轮机28和低压(LP)涡轮机30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接到LP压缩机22。因此，LP轴36和HP轴34各自是旋转式部件，其在燃气涡轮发动机10的操作期间围绕轴向方向A1旋转。
为了支承此旋转部件，燃气涡轮发动机包括附接到燃气涡轮发动机10内的各种结构部件上的多个空气轴承组件100。更确切地说，在所示实施例中，轴承组件100便于LP轴36和HP轴34旋转，且抑制燃气涡轮发动机10的操作期间给予轴承组件100的振动能。尽管轴承组件100描述为和示为通常定位在相应的LP轴36和HP轴34的前端和后端处，但轴承组件100可附加地或备选地位于沿LP轴36和HP轴34的任何期望位置，包括但不限于轴34、36的中心或中跨区域，或沿轴34、36的其它位置，其中常规轴承组件100的使用将呈现出显著的设计挑战。此外，轴承组件100可与常规油润滑的轴承组件组合使用。例如，在一个实施例中，常规油润滑的轴承组件可位于轴承34、36的端部处，且一个或多个轴承组件100可沿轴34、36的中心或中跨区域定位。
仍参看图1，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42上的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40大体上沿径向方向R1从盘42向外延伸。每个风扇叶片40可凭借风扇叶片40围绕桨距轴线P相对于盘42旋转，风扇叶片40可操作地联接到适合的桨距改变机构44上，桨距改变机构44构造成共同地一齐改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和桨距改变机构44可一起由穿过动力变速箱46的LP轴36围绕纵轴线10旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以用于将风扇38相对于LP轴36的旋转速度调整到更高效的旋转风扇速度。更具体地说，风扇区段包括能够通过LP轴36跨越电力齿轮箱46旋转的风扇轴。因此，风扇轴也可被认为是旋转式部件，且以相似方式由一个或多个轴承支撑。
仍参看图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前毂48覆盖，前毂48的空气动力轮廓设置为促进穿过多个风扇叶片40的空气流。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳体或外部机舱50，其沿圆周包围风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。示例性机舱50相对于核心涡轮发动机16由多个沿周向间隔开的出口导叶52支承。此外，机舱50的下游段54在核心涡轮发动机16的外部部分上方延伸，以便在其间限定旁通气流通道56。
在涡扇发动机10的操作期间，一定体积的空气58通过机舱50的相关联入口60和/或风扇区段14进入涡扇10。随着所述体积的空气58经过风扇叶片40，由箭头62指示的空气58的第一部分被导向或导引进旁路空气流通道56中，并且由箭头64指示的空气58的第二部分被导向或导引进核心空气流动路径37中，或者更具体地说，被导向或导引进LP压缩机22中。空气的第一部分62和空气的第二部分64之间的比率通常称为旁路比。在空气的第二部分64被导引通过高压(HP)压缩机24并进入燃烧区段26时，空气的第二部分64的压力接着增加，并在那里空气与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。
燃烧气体66被导引通过HP涡轮28，在HP涡轮28处经由联接到外壳18的HP涡轮定子轮叶68和联接到HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片70的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分，因此使HP轴或转轴34旋转，进而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66接着被导引通过LP涡轮30，在LP涡轮30处经由连接到外壳18的LP涡轮定子轮叶72和连接到LP轴或转轴36的LP涡轮转子叶片74的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和动能的第二部分，因此使LP轴或转轴36旋转，进而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
燃烧气体66随后被传送通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32以提供推进力。同时，当空气的第一部分62在从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导引通过旁路气流通道56时，空气的第一部分62的压力显著增大，从而也提供推进力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，以用于将燃烧气体66导引通过核心涡轮发动机16。
然而，应认识到，图1中所示的示例性燃气涡轮发动机10仅通过举例的形式提供，且在其它示例性实施例中，燃气涡轮发动机10可具有任何其它适合的构造。还应了解，在其它示范性实施例中，本发明的各方面可以并入到任何其它合适的燃气涡轮发动机中。举例来说，在其它示范性实施例中，本发明的各方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机或涡轮喷气发动机中。此外，在其它实施例中，本发明的各方面可并入到任何其它合适的涡轮机中，包括但不限于汽轮机、离心式压缩机和/或涡轮增压机。
现在参看图2至4，示出了根据本公开内容的示例性实施例的轴承组件100。更确切地说，图2示出了根据本公开内容的轴承组件100的一个实施例的侧视图；图3示出了图2的轴承组件100的端视图；并且图4示出了图2中的轴承组件100的透视断面视图。在某些实施例中，轴承组件100可并入上文参照图1所述的燃气涡轮发动机10中，或备选地，轴承组件100可并入任何其它适合的燃气涡轮发动机或涡轮机中。
如图所示，轴承组件100大体上限定轴向方向A2(且大体上沿轴向方向A2延伸的中心轴线102)、径向方向R2和圆周方向C2。此外，轴承组件100限定轴承开口104，并且构造成支承轴向开口104内的例如燃气涡轮发动机10的旋转部件。此外，轴承组件100大体上包括一个或多个轴承垫106，每个轴承垫106限定内表面和外表面来支承旋转部件和壳体110，壳体110与轴承垫106附接或一体形成。此外，轴承组件100构造为“空气”轴承或无油(oil-free)/免油(oil-less)轴承，且因此壳体110大体上构造成在操作期间向一个或多个轴承垫106的内表面108提供工作气流(例如，空气、压缩空气和燃烧气体等)，以产生与旋转部件的分离，且提供用于支承此旋转部件(未示出)的低摩擦装置。
因此，轴承壳体110包括沿轴向方向A2在第一端处的气体入口112(图3)，以及从气体入口112延伸至柱116的供应通道114
(图4)。如下文将更详细所述，柱116构造成向轴承垫106提供来自供应通道114的工作流体流。此外，如图所示，柱116朝轴承垫106延伸，且支承轴承垫106。更确切地说，如图所示，在所示实施例中，柱116完全支承轴承垫106。此外，如图所示，柱116大致位于轴承垫106的中心处。更具体而言，轴承垫106限定中心118，并且柱116在轴承垫106的中心118附近，至少部分地附接到轴承垫106上或与轴承垫106一体形成。然而，在其它实施例中，柱116可改为定位成从轴承垫106偏离。
在某些实施例中，轴承垫106可构造成分散和/或扩散工作气体来在轴承组件的操作期间支承和/或润滑旋转部件。以此方式，轴承组件100提供流体静压加压的柔性轴承垫。例如，如图所示，轴承垫106包括穿过轴承垫106设置的多个气体分布孔120，以在轴承开口104内提供均匀分布的压力场，以支承和/或润滑旋转部件。
多个气体分布孔120可构造成具有适合如本文所述的功能的任何尺寸或布置(例如，阵列、图案或构造)。例如，在一些实施例中，多个气体分布孔120可以大致具有在大约2密耳(大约50微米)与大约100密耳(大约2,540微米)之间，更具体地，在大约5密耳(大约127微米)与大约20密耳(大约508微米)之间的范围内的直径。备选地或此外，每个轴承垫106可具有足够高的气体渗透率，以允许从柱116接收的工作流体在轴向开口104内生成足够的压力，以提供旋转部件的支承和/或润滑。
此外，如图5中所示，轴承组件100包括沿轴承组件100的周向方向C2间隔开的多个区段122。每个区段122可大体上包括轴承垫106(例如，以与上文所述相同的方式构造)，以及构造为阻尼器组件的壳体110的相应部分。因此，例如，如图3中可最清楚所见，轴承组件100包括沿圆周方向C2基本上均匀间隔开的多个轴承垫106。此外，轴承垫106中的每一个限定相应的内表面108，其中多个轴承垫106的内表面108一起限定沿圆周方向C2(例如，见图3)的基本上环形的支承表面，以及沿轴线方向A2(例如，见图6，下文所述)用于支承旋转部件的线性支承表面。
轴承垫106可由适合经得起轴承组件100的工作条件的任何材料制成。此外，在一些实施例中，轴承垫106由具有足够低的孔隙度的材料制成，以例如在涡轮机的操作期间防止轴承垫106与旋转部件之间产生的不稳定。例如，在一些实施例中，轴承垫106可以由比如为碳石墨、烧结多孔陶瓷的多孔碳材和比如为和不锈钢的烧结多孔金属制造。
此外，在一些实施例中，每个区段122的轴承垫106和轴承壳体110可由单一连续材料一体形成。例如，在一些实施例中，轴承垫106中的每一个可与轴承组件100的相应区段122的壳体110一体形成，使得相应区段122的轴承垫106和壳体110制造成形成单个一体化部分。此外，在某些实施例中，形成两个或更多个区段122的多个轴承垫106和壳体110的相应部分可一体形成，或更进一步，形成轴承组件100的多个轴承垫106中的每一个和壳体110的相应部分可一体形成。
轴承垫106和轴承壳体110可通过适合便于形成下文所示和所述的一体化部分的任何技术制造。例如，在一些实施例中，轴承垫106和壳体110可使用增材制造工艺(也称为快速原型制造、快速制造和3D打印)制造，如，选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、扩散结合或选择性热烧结(SHS)。然而，应认识到，在其它实施例中，包括轴承垫106和壳体110的相应部分的轴承区段122中的一个或多个可由单一连续材料一体形成，且以任何其它适合的方式连结到单独形成的相邻轴承区段122上，如，通过机械紧固装置。
现在参看图4，同时参看提供轴承组件100的横截面视图的图5和6(分别沿图2中的线5-5和图3中的线6-6)，如上文简要所述，轴承区段122中的每一个包括构造为阻尼器组件的壳体110的一部分。更具体而言，如图所示，壳体110至少部分地限定第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126。例如，在某些实施例中，第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126分别围绕柱116延伸三百六十度(360°)。此外，第一流体阻尼腔124定位在轴承垫106附近，且第二流体阻尼腔126与第一流体阻尼腔124间隔开，或更具体而言，沿径向方向R2与第一流体阻尼腔124间隔开。
此外，如图所示，构造为用于每个轴承区段122的阻尼器组件的轴承壳体110的部分通常包括第一外壁128和第二内壁130。此外，内壁130和外壁128分别构造为蛇形内壁130和蛇形外壁128(即，沿多种方向延伸的壁)。例如，轴承垫106大体上限定外周132。蛇形外壁128在轴承垫106的外周132附近(或更确切地，在轴承垫106的外周132处)与轴承垫106附接或一体形成，大体上沿轴向方向A2朝轴承垫106的中心118延伸，且随后沿轴向方向A2向后延伸离轴承垫106的中心118，以与壳体110的本体134连接。类似地，如图所示，内壁130在轴承垫106的中心118附近(或更确切地，在轴承垫106的中心118处)附接到轴承垫106上或与轴承垫106一体形成，大体上沿径向方向R2延伸离轴承垫106，且随后沿轴向方向A2延伸离轴承垫106的中心118，也与壳体110的本体134连接。
此外，外壁128大体上包括半刚性部分136和刚性部分138，且类似地，内壁130包括半刚性部分140。如图所示，外壁128至少部分地限定第一流体阻尼腔124，且至少部分地限定第二流体阻尼腔126。此外，轴承垫106至少部分地限定第一流体阻尼腔124，且内壁130至少部分地限定第二流体阻尼腔126。更具体而言，如图所示，外壁128的半刚性部分136和轴承垫106一起限定第一流体阻尼腔124，且外壁128的刚性部分138和内壁130的半刚性部分140一起限定第二流体阻尼腔126。
应认识到，如本文使用的术语“半刚性”和“刚性”是相对术语。因此，描述为半刚性的轴承组件100的部件的一部分可构造为在描述为刚性的轴承组件100的部件的一部分之前弯曲、挠曲或退让。例如，各种部件的半刚性部分可通过形成具有相比于此部件的刚性部分更小的厚度的此部分来产生。此外，本文描述为"半刚性"的轴承组件100的部件是指构造成在轴承组件100的正常操作期间弯曲、挠曲或退让，同时引起很小或没有损坏的部件。
此外，第一流体阻尼腔124经由柱116的一部分与第二流体阻尼腔126流动连通。确切地说，所示的柱116构造为由内壁130的一部分和外壁128的一部分形成的双壁柱116。因此，柱116在径向外端处由外壁128的刚性部分138和内壁130的半刚性部分140支承。此外，在径向内端处，由内壁130形成的柱116的部分附接到轴承垫106上(或更确切地与轴承垫106一体形成)，且由外壁128形成的柱116的部分通过外壁128的半刚性部分136附接到轴承垫106上。
此外，内壁130限定用于向轴承垫106提供工作气体的内通道142，且外壁128和内壁130一起限定外通道144。如将认识到，外通道144与内通道142同心，且围绕内通道142限定基本上环形的形状。此外，对于所示实施例，外环形通道144构造为间隙150(图10)，使得第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126通过环形通道144限制性流动连通。
此外，第一流体阻尼腔124、第二流体阻尼腔126和环形通道144所有一起密封，且一起限定固定容积。此外，轴承壳体110限定用于向第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126填充阻尼流体152的阻尼腔供应源146(图6)，使得在操作期间，第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126和环形通道144分别完全填充有阻尼流体152。盖或其它可移除或永久的封闭装置可在填充腔124、126之后定位在阻尼腔供应源146上。轴承组件100构造成响应于作用在轴承垫106上的力将阻尼流体152从第一流体阻尼腔124传递穿过环形通道144/间隙150且传递至第二流体阻尼腔126。
现在参看图7和8，示出了轴承组件100的部分的侧部横截面视图。更确切地说，图7示出了吸收作用于轴承垫106上的力的本公开内容的轴承组件100的侧部近视横截面视图，而图8示出了没有作用于轴承垫106上的力的轴承组件100的侧部近视横截面视图。
当力作用在轴承垫106上时，如，在由轴承组件100支承的旋转部件大体上沿径向方向R2压在轴承垫106上时，形成阻尼器组件的壳体110的部分允许轴承垫106沿径向方向R2移动，以吸收此力。更具体而言，当支承轴承垫106的柱116向上移动时，外壁128的半刚性部分136部分地变形(减小第一流体阻尼腔124的容积)，第一流体阻尼腔124内的阻尼流体的一部分被迫穿过构造为间隙150的柱116的环形限制通道144，且流入第二流体阻尼腔126中。同时，外壁128的刚性部分138保持基本上静止，且内壁130的半刚性部分140部分地变形，以增大第二流体阻尼腔126的容积，且接收从第一流体阻尼腔124经由柱116的环形限制通道144提供的阻尼流体的一部分。此移动吸收施加在轴承垫106上的力，且通过柱116的环形限制通道144内经历的粘性耗散来抑制此移动。例如，环形限制通道144/间隙的相对较紧的空隙阻止轴承垫106沿径向方向R2的振动速度。施加在轴承垫106的力反转，传递至第二流体阻尼腔126的阻尼流体可使流动方向反向，且经由柱116的外通道144流回第一流体阻尼腔124(图8)。
现在参看图9，本文所述的轴承组件100可整合到飞行器发动机的涡轮喷嘴200中。在此实施例中，喷嘴200的导叶202可设置在轴承组件100的壳体110与涡轮喷嘴200的外环204之间并且由其支承。
现在参看图10，示出了轴承组件100的一个实施例的简化示意图。如图所示，轴承组件100包括用于支承旋转部件的轴承垫106和附接到轴承垫106上或与轴承垫106一体形成的轴承壳体110。此外，如所述，轴承壳体110包括定位在轴承垫106附近的第一流体阻尼腔124，以及与第一流体阻尼腔124间隔开的第二流体阻尼腔126。此外，如图所示，第二流体阻尼腔126经由构造为间隙150的通道144与第一流体阻尼腔124限制性流动连通。流体阻尼腔124、126中的每一个包含构造于其中的阻尼流体152。此外，阻尼流体152构造成经得起燃气涡轮发动机10的高温。此外，如所述，轴承壳体110构造成响应于作用于轴承垫110上的力将阻尼流体152从第一流体阻尼腔124经由通道144传递至第二流体阻尼腔126。
在其它实施例中，第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126中的每一个可具有填充孔158、160，以允许分别填充第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126，这将参照图11和12更详细论述。此外，在某些实施例中，由于穿过通道144的高限制，重要的是每个腔124、126具有填充孔。
如本文所述的阻尼流体152可包括能够经得起涡轮操作期间经历的高温的任何适合的流体。例如，在一个实施例中，阻尼流体152可包括具有一定粘性的流体，粘性随着温度每降低100华氏度而减小小于10％。更确切地说，在某些实施例中，阻尼流体152可包括液态金属。例如，在具体实施例中，液态金属可包括镓基液态金属，其可在1500℉以上操作，且具有相对较低的凝固温度。甚至更具体而言，镓基液态金属可包括镓铟合金。此液态金属的流体粘度随温度适度变化。例如，不同于石油/硅基流体，镓铟合金仅略微降低粘度，而这些其它流体可在几百华氏度内降低几个数量级。铟合金的粘度中等下降穿过发动机在操作期间经历的温度范围提供了相对恒定的阻尼性能。
此外，阻尼流体152的另一个优点是热膨胀系数(CTE)。更确切地说，阻尼流体CTE接近金属的CTE，且因此轴承壳体110与阻尼流体152之间的差异CTE是微小的，这允许容易地管理轴承壳体110与阻尼流体152之间的差异膨胀，例如，通过提供累积部件156(图10)或柔性/可膨胀区段吸收CTE的任何失配。其它流体如油或硅相比于金属具有较大CTE；因此，超过几百华氏度的膨胀变得很难。因此，在某些实施例中，阻尼流体152的热膨胀系数可大致等于轴承壳体110的热膨胀系数加或减约20％，更优选加或减约10％。因此，如图10中所示，轴承壳体110与阻尼流体152之间的差异膨胀可由累积部件156管理，累积部件156构造成吸收由热膨胀系数失配引起的过量阻尼流体152。应理解，累积部件156可为刚性的，或可为柔性/可膨胀的，以容纳过量的阻尼流体152。此外，如图所示，累积部件156可安装在轴承壳体110上，即，与第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126流体连通。
现在参看图11，本公开内容针对一种用于向燃气涡轮发动机10的气体润滑的轴承组件100提供阻尼的方法300。如302处所示，方法300包括用阻尼流体152填充定位在轴承垫106附近的轴承壳体110的第一流体阻尼腔124。如304处所示，方法300用阻尼流体152填充与第一流体阻尼腔124间隔开的轴承壳体110的第二流体阻尼腔126，第二流体阻尼腔126经由通道144与第一流体阻尼腔124限制性流动连通。如图所示，在306处，方法300允许阻尼流体152响应于作用于轴承垫106上的力经由通道144在第一流体阻尼腔124与第二流体阻尼腔126之间流动，其中阻尼流体152的流动向气体润滑的轴承组件100提供阻尼。
在一个实施例中，方法300还可包括根据轴承垫的每单位线性位移的阻尼流体152的体积位移、通道的尺寸和阻尼流体152的粘度中的至少一者来控制气体润滑的轴承组件的阻尼。
在另一个实施例中，填充轴承壳体110的第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126的步骤可包括用阻尼流体152填充第一阻尼腔124，以及允许阻尼流体152从填充的第一流体阻尼腔124经由通道144流至第二流体阻尼腔126。
例如，如图12和13中所示，第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126可用阻尼流体填充系统250来填充，阻尼流体填充系统250具有入口管路252、出口管路254、一个或多个阀256、258、真空泵260和阻尼流体储存器262，以用于填充第一阻尼腔124和第二阻尼腔126。更确切地说，入口管路252和入口阀256可与阻尼流体储存器构造在一起，且出口管路254和出口阀258可与真空泵260构造在一起。此外，方法300可包括将入口管路252布置成具有第一流体阻尼腔124的填充孔158，且将出口管路254布置成具有第二流体阻尼腔126的填充孔160。因此，如图12中所示，尽管入口阀256保持关闭且出口阀258保持打开，但方法300可包括经由真空泵260从第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126内抽空空气，以便在向腔124、126填充阻尼流体152之前使第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126内的压力降低到接近纯真空。
随后，如图13中所示，一旦抽空腔124、126，且压力降低到接近纯真空，则两个阀256、258可打开，使得第一流体阻尼腔124可经由入口管路252填充有阻尼流体152。此外，方法300包括允许阻尼流体152经由通道144从填充的第一流体阻尼腔124流至第二流体阻尼腔126。一旦填充第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126，则方法300包括移除入口管路252和出口管路254，并且盖住第一流体阻尼腔124和第二流体阻尼腔126的填充孔128、160。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利的范围由权利要求书限定，且可包括所属领域的技术人员所想到的其它示例。如果此类其它示例包括并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求范围内。

Claims (20)

1.一种用于燃气涡轮发动机的轴承组件，所述轴承组件包括：
用于支承旋转部件的轴承垫；以及
附接到所述轴承垫上或与所述轴承垫一体形成的轴承壳体，所述轴承壳体包括：
定位在所述轴承垫附近的第一流体阻尼腔；
与所述第一流体阻尼腔间隔开且经由构造为间隙的限制通道与所述第一流体阻尼腔限制性流动连通的第二流体阻尼腔；以及
构造在所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔内的阻尼流体，所述轴承壳体构造成响应于作用在所述轴承垫上的力将所述阻尼流体从所述第一流体阻尼腔经由所述限制通道传递至所述第二流体阻尼腔。
2.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔以及所述限制通道密封在一起，且一起限定固定容积。
3.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述阻尼流体包括的流体包括随着温度每降低100华氏度而降低小于10％的粘度。
4.根据权利要求3所述的轴承组件，其中所述阻尼流体包括液态金属。
5.根据权利要求4所述的轴承组件，其中所述液态金属包括镓基液态金属。
6.根据权利要求5所述的轴承组件，其中所述镓基液态金属包括镓铟合金。
7.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述阻尼流体的热膨胀系数近似等于所述轴承壳体的热膨胀系数加或减约20％。
8.根据权利要求7所述的轴承组件，还包括累积部件，所述累积部件构造成吸收所述阻尼流体的热膨胀系数和所述轴承壳体的热膨胀系数的失配引起的过量阻尼流体。
9.根据权利要求8所述的轴承组件，其中所述累积部件安装到所述轴承壳体上。
10.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔中的每一个包括填充孔，以允许分别填充所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔。
11.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述轴承组件限定径向方向，所述第一流体阻尼腔沿所述径向方向与所述第二流体阻尼腔间隔开。
12.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述轴承壳体包括第一壁，所述第一壁包括半刚性部分和刚性部分，其中所述第一壁的半刚性部分至少部分地限定所述第一流体阻尼腔，并且其中所述第一壁的刚性部分至少部分地限定所述第二流体阻尼腔。
13.根据权利要求12所述的轴承组件，其中所述轴承壳体还包括第二壁，所述第二壁包括半刚性部分，其中所述第二壁的半刚性部分至少部分地限定所述第二流体阻尼腔。
14.根据权利要求1所述的轴承组件，其中所述轴承壳体包括半刚性柱，所述半刚性柱朝所述轴承垫延伸，以用于向所述轴承垫提供空气流，并且完全支承所述轴承垫。
15.一种用于向燃气涡轮发动机的气体润滑的轴承组件提供阻尼的方法，所述轴承组件具有用于支承旋转部件的轴承垫，以及附接到所述轴承垫上或与所述轴承垫一体形成的轴承壳体，所述方法包括：
用阻尼流体填充定位在所述轴承垫附近的所述轴承壳体的第一流体阻尼腔；
用所述阻尼流体填充与所述第一流体阻尼腔间隔开的所述轴承壳体的第二流体阻尼腔，所述第二流体阻尼腔经由限制通道与所述第一流体阻尼腔限制性流动连通；以及
允许所述阻尼流体响应于作用于所述轴承垫上的力在所述第一流体阻尼腔与所述第二流体阻尼腔之间经由所述限制通道流动，所述阻尼流体的流动向所述气体润滑的轴承组件提供阻尼。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括根据所述轴承垫的每单位线性位移的所述阻尼流体的体积位移，所述限制通道的尺寸和所述阻尼流体的粘度中的至少一者控制所述气体润滑的轴承组件的阻尼。
17.根据权利要求15所述的方法，其中填充所述轴承壳体的第一流体阻尼腔和填充所述轴承壳体的第二流体阻尼腔还包括：
用所述阻尼流体填充所述第一阻尼腔；以及
允许所述阻尼流体从填充的第一流体阻尼腔经由所述限制通道流至所述第二流体阻尼腔。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
提供阻尼流体填充系统，所述阻尼流体填充系统具有入口管路，出口管路，一个或多个阀，真空泵，以及阻尼流体储存器，以用于填充所述第一阻尼腔和所述第二阻尼腔；
将所述入口管路布置成具有所述第一阻尼腔的填充孔；
将所述出口管路布置成具有所述第二阻尼腔的填充孔；
经由所述入口管路用所述阻尼流体填充所述第一阻尼腔；
允许所述阻尼流体从填充的第一流体阻尼腔经由所述限制通道流至所述第二流体阻尼腔；以及
一旦填充所述第一腔和所述第二腔，移除所述入口管路和所述出口管路，并盖住所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔的填充孔。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括在填充所述第一流体阻尼腔之前，经由所述真空泵从所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔抽空空气，以便降低所述第一流体阻尼腔和所述第二流体阻尼腔内的压力。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
提供所述入口管路中的至少一个阀和所述出口管路中的至少一个阀；
将所述入口管路和所述入口管路阀与所述阻尼流体储存器一起布置；
将所述出口管路和所述出口管路阀与所述真空泵一起布置；
在抽空期间关闭所述入口管路阀且打开所述出口管路阀；以及
在填充期间打开所述入口管路阀和所述出口管路阀。
CN201780024167.3A 2016-04-18 2017-04-13 用于气体轴承组件的流体填充式阻尼器 Active CN109477512B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/131,097 US10066505B2 (en) 2016-04-18 2016-04-18 Fluid-filled damper for gas bearing assembly
US15/131,097 2016-04-18
PCT/US2017/027286 WO2017184410A1 (en) 2016-04-18 2017-04-13 Fluid-filled damper for gas bearing assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109477512A true CN109477512A (zh) 2019-03-15
CN109477512B CN109477512B (zh) 2020-09-04

Family

ID=58632662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780024167.3A Active CN109477512B (zh) 2016-04-18 2017-04-13 用于气体轴承组件的流体填充式阻尼器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10066505B2 (zh)
EP (1) EP3445982B1 (zh)
JP (1) JP6966145B2 (zh)
CN (1) CN109477512B (zh)
CA (1) CA3020816C (zh)
WO (1) WO2017184410A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9951811B2 (en) 2016-04-18 2018-04-24 General Electric Company Bearing
US10927581B2 (en) * 2018-10-03 2021-02-23 Ford Global Technologies, Llc Tailgate step stowage assistance
US10816035B2 (en) 2018-12-18 2020-10-27 General Electric Company Hermetic squeeze film damper having an elliptical damper orifice
US10815831B2 (en) 2018-12-18 2020-10-27 General Electric Company Bearing support including hermetic squeeze film damper and accumulator volume
US11391179B2 (en) 2019-02-12 2022-07-19 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine engine with bearing support structure
US11346249B2 (en) 2019-03-05 2022-05-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine engine with feed pipe for bearing housing
US11473448B2 (en) 2019-07-06 2022-10-18 General Electric Company Externally pressurized fluid-film bearing system including hermetic fluid damper with pass-through channels
US11692479B2 (en) 2019-10-03 2023-07-04 General Electric Company Heat exchanger with active buffer layer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202726A1 (en) * 2002-04-04 2003-10-30 Robb Scott B. Center bearing assembly including a support member containing a rheological fluid
US7431504B1 (en) * 2006-05-18 2008-10-07 Florida Turbine Technologies, Inc. High temperature damper for a roller bearing
US20090304313A1 (en) * 2007-10-23 2009-12-10 General Electric Company Compliant hybrid gas journal bearing using integral wire mesh dampers
CN103790960A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 安维斯德国有限责任公司 用于液压弹性轴承的弹簧功能部件及液压弹性轴承
CN203743208U (zh) * 2014-02-18 2014-07-30 日本精工株式会社 静压气体轴承

Family Cites Families (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2972504A (en) 1957-07-22 1961-02-21 Timken Roller Bearing Co Bearing thrust loader and seal
US3004804A (en) 1959-08-26 1961-10-17 Gen Electric Pivoted shoe bearing with force-feed lubrication
US3110526A (en) 1961-10-12 1963-11-12 Gen Electric Bearing support
US3351394A (en) 1965-01-07 1967-11-07 Mechanical Tech Inc Hydrostatic bearings for a rotatable element
US3620581A (en) 1970-10-12 1971-11-16 Us Air Force Porous hydrostatic bearing
US3721479A (en) 1971-05-19 1973-03-20 Atomic Energy Commission Gas bearing and method of making same
JPS4937010A (zh) 1972-08-17 1974-04-06
US3863996A (en) 1973-06-27 1975-02-04 Westinghouse Electric Corp Vibration damper bearing
CH550340A (de) 1973-10-11 1974-06-14 Sulzer Ag Gasgeschmiertes, selbst druckerzeugendes radiallager.
US3891281A (en) 1974-04-08 1975-06-24 Allis Chalmers Pivoted pad bearing apparatus and method for bidirectional rotation
US3994541A (en) 1975-10-03 1976-11-30 Carrier Corporation Bearing assembly
US5137373A (en) 1987-05-29 1992-08-11 Ide Russell D Bearings having beam mounted bearing pads and methods of making same
JPS5459545A (en) 1977-10-21 1979-05-14 Canon Kk Fluid bearing
US4262975A (en) 1979-10-01 1981-04-21 Mechanical Technology Incorporated Compliant journal bearing with angular stiffness gradient
US4410220A (en) 1980-03-17 1983-10-18 The Boeing Company Gas lubricated ball bearing
FR2522759A1 (fr) * 1982-03-03 1983-09-09 Hutchinson Perfectionnements aux amortisseurs hydrauliques a membrane
US4793722A (en) 1984-08-14 1988-12-27 Elliott Turbomachinery Co., Inc. Flexible damped bearing assembly
US4632574A (en) 1985-01-02 1986-12-30 Gte Laboratories Incorporated Apparatus for fluidic support
US4872767A (en) 1985-04-03 1989-10-10 General Electric Company Bearing support
DE3544392A1 (de) 1985-12-14 1987-06-19 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Aerodynamisches gleitlager
US5603574A (en) 1987-05-29 1997-02-18 Kmc, Inc. Fluid dampened support having variable stiffness and damping
US5743654A (en) * 1987-05-29 1998-04-28 Kmc, Inc. Hydrostatic and active control movable pad bearing
US5421655A (en) * 1987-05-29 1995-06-06 Kmc, Inc. Fluid dampened support having variable stiffness and damping
JPH0244139U (zh) 1988-09-21 1990-03-27
US4971458A (en) 1989-10-04 1990-11-20 United Technologies Corporation Fluid damper and spring
US5044781A (en) 1990-07-26 1991-09-03 United Technologies Corporation Spring supported damping system
US5085521A (en) 1991-01-14 1992-02-04 General Electric Company Squeeze film damper seal
US5149206A (en) 1991-04-17 1992-09-22 General Electric Company Hydraulic shaft damper pressure control
DE4121746C2 (de) 1991-07-01 1996-02-22 Wolf Woco & Co Franz J Tilger
US5360273A (en) 1992-07-07 1994-11-01 Aerojet General Corporation Hydrostatic rotor bearing having a pivoted pad
DE4317062C2 (de) 1993-05-21 1995-08-17 Freudenberg Carl Fa Kardanwellenlager
US5418667A (en) 1993-08-03 1995-05-23 International Business Machines Corporation Slider with transverse ridge sections supporting air-bearing pads and disk drive incorporating the slider
US5380100A (en) 1994-02-04 1995-01-10 Yu; Han J. Squeeze film damper covered by torus shells
US5374129A (en) 1994-03-15 1994-12-20 General Electric Co. Hydrostatic bearing support affording high static and low dynamic stiffness to a rotor in turbomachinery
US5452957A (en) * 1994-11-22 1995-09-26 Dana Corporation Center bearing assembly including support member containing rheological fluid
JPH1113764A (ja) 1997-06-23 1999-01-22 Ntn Corp 静圧空気軸受
WO1999032769A1 (en) 1997-12-20 1999-07-01 Alliedsignal Inc. Constant turbine inlet temperature control of a microturbine power generating system
US5924187A (en) 1998-01-06 1999-07-20 Hutchinson Technology Incorporated Integrated lead head suspension assembly having an etched laminated load beam and flexure with deposited conductors
JP3659008B2 (ja) 1998-08-07 2005-06-15 東海ゴム工業株式会社 ダイナミックダンパおよびその製造方法
JP2001050267A (ja) 1999-08-10 2001-02-23 Hitachi Ltd 減衰軸受及びそれを用いた回転機械
US8834027B2 (en) 2011-01-13 2014-09-16 Fouad Y. Zeidan Damper having modular flexible ligaments and variable gaps
US6536565B2 (en) 2001-03-06 2003-03-25 Delphi Technologies, Inc. Rotary damper
US6679045B2 (en) 2001-12-18 2004-01-20 General Electric Company Flexibly coupled dual shell bearing housing
JP2005032818A (ja) 2003-07-08 2005-02-03 Canon Inc 静圧軸受、位置決め装置、並びに露光装置
US7214037B2 (en) 2004-06-28 2007-05-08 Honeywell International, Inc. Retention of ball bearing cartridge for turbomachinery
JP3636329B1 (ja) 2004-08-17 2005-04-06 川崎重工業株式会社 軸受振動減衰機構
WO2006023595A2 (en) 2004-08-18 2006-03-02 New Way Machine Components, Inc. Moving vacuum chamber stage with air bearing and differentially pumped grooves
US20060054660A1 (en) 2004-09-10 2006-03-16 Honeywell International Inc. Articulated gas bearing support pads
US20060186589A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Yang-Tse Cheng Method and apparatus for damping vehicle noise
US7290931B2 (en) 2005-07-15 2007-11-06 Asml Holding N.V. Vacuum pre-loaded pneumatic bearing with onboard vacuum generator
WO2007035298A2 (en) 2005-09-09 2007-03-29 Lugg Richard H Advanced hypersonic magnetic jet/electric turbine engine
US7625121B2 (en) 2005-09-28 2009-12-01 Elliott Company Bearing assembly and centering support structure therefor
ATE536485T1 (de) 2005-10-20 2011-12-15 Dresser Rand Co Stützvorrichtung für lageranordnungen
US7896550B1 (en) 2006-05-04 2011-03-01 Florida Turbine Technologies, Inc. Hydrodynamic liquid metal bearing
DE102006037543B4 (de) 2006-08-10 2009-08-27 Aerolas Gmbh, Aerostatische Lager- Lasertechnik Vorrichtung mit einem direkt angetriebenen Rotationskörper und aerostatisches Lager
US7517152B1 (en) 2006-09-20 2009-04-14 Florida Turbine Technologies, Inc. Squeeze film damper with variable support stiffness
US7607647B2 (en) 2007-03-20 2009-10-27 Kla-Tencor Technologies Corporation Stabilizing a substrate using a vacuum preload air bearing chuck
JP2009014097A (ja) 2007-07-04 2009-01-22 Ntn Corp 静圧軸受パッド
JP2009030704A (ja) 2007-07-26 2009-02-12 Hitachi Plant Technologies Ltd ティルティングパッドジャーナル軸受
US8118570B2 (en) 2007-10-31 2012-02-21 Honeywell International Inc. Anisotropic bearing supports for turbochargers
US8146369B2 (en) 2007-11-06 2012-04-03 Borealis Technical Limited Integrated direct drive starter/generator for turbines
FR2926604B1 (fr) 2008-01-23 2010-03-26 Snecma Centrage d'une piece a l'interieur d'un arbre de rotor dans une turbomachine
JP5101357B2 (ja) 2008-03-18 2012-12-19 三菱重工業株式会社 回転機械及び追設リング
US8342796B2 (en) 2008-04-29 2013-01-01 Honeywell International Inc. Damping systems for use in engines
US8272786B2 (en) 2009-02-18 2012-09-25 Honeywell International Inc. Vibration isolation mounting assembly
US8256750B2 (en) * 2009-02-18 2012-09-04 Honeywell International Inc. Vibration isolation mounting assembly
IT1396885B1 (it) 2009-12-17 2012-12-20 Nuovo Pignone Spa Cuscinetto a gas intermedio
US8961906B2 (en) 2010-07-27 2015-02-24 General Electric Company Fluid connector devices and methods of making and using the same
DE102010034962A1 (de) 2010-08-20 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lagerbestandteil, insbesondere Wälzlagerkäfig, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
JP2012092969A (ja) 2010-09-27 2012-05-17 Ntn Corp フォイル軸受
US8591117B2 (en) 2010-10-22 2013-11-26 Trelleborg Automotive Usa Hydraulic center bearing
WO2012076762A1 (fr) 2010-12-09 2012-06-14 Alstom Hydro France Ensemble de palier pour arbre d'hydrolienne et hydrolienne comprenant un tel ensemble de palier
US9046001B2 (en) 2011-08-29 2015-06-02 Honeywell International Inc. Annular bearing support dampers, gas turbine engines including the same, and methods for the manufacture thereof
US10598222B2 (en) 2012-01-03 2020-03-24 New Way Machine Components, Inc. Air bearing for use as seal
US9297438B2 (en) 2012-01-25 2016-03-29 Honeywell International Inc. Three parameter damper anisotropic vibration isolation mounting assembly
DE102012214738A1 (de) * 2012-08-20 2014-02-20 Robert Bosch Gmbh Prüfvorrichtung und Verfahren zur Prüfung der elektrischen Isolation der Oberfläche von elektrischen Bauteilen
WO2014062373A1 (en) 2012-10-17 2014-04-24 Borgwarner Inc. An oil-free turbocharger bearing assembly having conical shaft supported on compliant gas bearings
US9109622B2 (en) 2012-11-19 2015-08-18 Honeywell International Inc. Rotor support structures including anisotropic foil bearings or anisotropic bearing housings and methods for controlling non-synchronous vibrations of rotating machinery using the same
US9404534B2 (en) 2012-11-30 2016-08-02 Honeywell International Inc. Rotating assemblies of turbomachinery, foil journal bearing assemblies thereof, and methods for producing journals of the foil journal bearing assemblies
EP2853759A1 (en) 2013-09-30 2015-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Oil bearing with drain system, gas turbine comprising such an oil bearing
US9429191B2 (en) * 2013-10-11 2016-08-30 General Electric Company Journal bearing assemblies and methods of assembling same
US9121448B2 (en) 2013-10-11 2015-09-01 General Electric Company Hermetically sealed damper assembly and methods of assembling same
US20170298830A1 (en) 2016-04-18 2017-10-19 General Electric Company Oil-free gas turbine engine
US10914195B2 (en) 2016-04-18 2021-02-09 General Electric Company Rotary machine with gas bearings
US11193385B2 (en) 2016-04-18 2021-12-07 General Electric Company Gas bearing seal
US10036279B2 (en) 2016-04-18 2018-07-31 General Electric Company Thrust bearing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202726A1 (en) * 2002-04-04 2003-10-30 Robb Scott B. Center bearing assembly including a support member containing a rheological fluid
US7431504B1 (en) * 2006-05-18 2008-10-07 Florida Turbine Technologies, Inc. High temperature damper for a roller bearing
US20090304313A1 (en) * 2007-10-23 2009-12-10 General Electric Company Compliant hybrid gas journal bearing using integral wire mesh dampers
CN103790960A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 安维斯德国有限责任公司 用于液压弹性轴承的弹簧功能部件及液压弹性轴承
CN203743208U (zh) * 2014-02-18 2014-07-30 日本精工株式会社 静压气体轴承

Also Published As

Publication number Publication date
CA3020816A1 (en) 2017-10-26
CA3020816C (en) 2020-10-27
JP2019518176A (ja) 2019-06-27
JP6966145B2 (ja) 2021-11-10
EP3445982A1 (en) 2019-02-27
CN109477512B (zh) 2020-09-04
WO2017184410A1 (en) 2017-10-26
US10066505B2 (en) 2018-09-04
US20170298765A1 (en) 2017-10-19
EP3445982B1 (en) 2020-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109477512A (zh) 用于气体轴承组件的流体填充式阻尼器
EP3236095B1 (en) Bearing
EP3236093B1 (en) Thrust air bearing
US11193385B2 (en) Gas bearing seal
US10001166B2 (en) Gas distribution labyrinth for bearing pad
US10704600B2 (en) Bearing
CN107304688B (zh) 具有气体轴承的旋转机器
CN107524476A (zh) 用于带一体柔性热屏蔽件的旋转空气密封件的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant