流体膜锥形或半球形浮动式环轴承的制作方法_4

文档序号:8547734阅读:来源:国知局
形轴颈表面149和150以间隔开的关系向外面向轴承内表面144以形成内流体膜。内流体膜和外流体膜的组合对轴53提供了轴向支撑和径向支撑。
[0079]图11是被形成为保持在锁定的不旋转条件下的两件式半球形半浮动式环轴承140的轴承单元51第四实施例的侧视图。
[0080]轴承140被形成为两个相互配合的轴承环161和162。轴承环162包括一个防转夹163,该防转夹径向地接合在轴承壳体52与轴承140之间以防止其旋转。如此,轴承140在轴的旋转过程是周向静止的,然而这个半浮动式环轴承140在轴的旋转过程中能够在小范围内径向地浮动或移动。
[0081]轴承环161和162具有半球形轴承表面145,这些表面以与半球形室表面90对置的关系径向地面向外(图10)并且形成该外流体膜。轴承环161和162还具有轴承内表面144(图10),这些轴承内表面面向轴颈表面149和150并且是与之紧密地间隔开的以允许在这些表面之间形成内流体膜。
[0082]轴承环161和162具有由轴承表145限定的类似截面轮廓,但是轴承环162包括一个薄壁鼻部170,该薄壁鼻部轴向地伸出并且抵靠第一轴承环161以便使这两个轴承表面145背离彼此轴向地间隔开。轴承环161和162具有互补的阶梯式形成特征171和172,这些互补的阶梯式形成特征相匹配以便将轴承环161和162连接在一起并且使这些轴承内表面144彼此径向地对齐(图10)。
[0083]鼻部170包括允许流体向内流向轴承内表面144的至少一个径向流体通路142 (图10)。因此这个流体在轴旋转过程中沿着轴承表面144动态地形成内流体膜。另外,这些半球形轴承表面145以间隔开的关系向外地面向室表面90(图10)以便形成挤压膜阻尼器,这些挤压膜阻尼器对轴53提供支撑以抵消沿着轴53起作用的轴向推力负载以及径向负载。该内膜还形成了用于轴53的轴颈轴承。
[0084]图12是轴承单元51的第五实施例的截面侧视图,该轴承单元包括一个锥形半浮动式环轴承180,该锥形半浮动式环轴承具有径向地延伸穿过其中的多个油供送通路191。这个设计基本上与图7的半浮动式环轴承100相同,但是穿过多个轴承凸缘183形成了多个油通路。总体上,将了解的是,环轴承180包括在轴承凸缘183上的锥形轴承内表面185和锥形轴承外表面186,这些锥形轴承表面与轴承壳体52以及轴承轴颈187和188协作。
[0085]更具体地,轴承180是像轴承100那样形成的、但是在中间壁182中不包括油通路106。而是,半浮动式环轴承180具有从每个轴承表面186向外开放的一个周向油分布凹槽189。每个凹槽189是由一个相应的油供送端口 190进行供送的,端口 190是像总体上在图4中看到的端口 81那样形成的。每个凹槽189进而向多个通路191进行供送,这些通路周向地间隔开并且使油从凹槽189循环到锥形轴承内面185 (图12)以支持内流体膜的形成。
[0086]这个深的周向凹槽189是在其相应的轴承表面186中机加工出的并且使得穿过轴承180中的供送通路191的离心压力损失较低,该轴承180能够在轴旋转过程中进行旋转。这些损失产生于迫使润滑油从轴承180中出来的流体旋转。通过降低损失,这因此使得通向内流体膜的流入油压较高,这确保了整个膜的形成以及在最高转子和轴速度的条件下由内流体膜进行的流体润滑。
[0087]图13是被形成为保持在锁定的不旋转条件下的锥形半浮动式环轴承180的该轴承单元51的第五实施例的侧视图。如在图13中看到,轴承180被形成为两个相互配合的轴承环196和197,其中一个防转夹198与轴承壳体52径向地接合以防止半浮动式环轴承180在轴旋转过程中相对于轴承壳体52进行旋转。
[0088]轴承环196和197具有径向地面向外以形成外流体膜的多个锥形轴承表面186。轴承环196和197还具有轴承内表面185,这些轴承内表面面向轴承轴颈187和188以允许在这些表面之间形成内流体膜。
[0089]为了在外流体膜与内流体膜之间径向地供应油,锥形轴承表面186各自包括周向的油分布凹槽189。凹槽189进而向在锥形轴承外表面186与轴承内表面185之间径向地延伸的多个油通路191进行供送。
[0090]锥形轴承表面186以间隔开的关系向外面向室表面59(图7)以便形成挤压膜阻尼器,这些挤压膜阻尼器对轴53提供支撑以抵消沿着轴53起作用的径向负载和轴向负载。该内膜还形成了用于轴53的轴颈轴承。
[0091]图14是轴承单元51的第六实施例的截面侧视图,该轴承单元包括具有多个油供送通路的一个半球形半浮动式环轴承210。这个设计基本上类似于图10的半浮动式环轴承140,但是形成了多个油通路。总体地,将了解的是,环轴承210包括在多个轴承凸缘213上的半球形轴承内表面211和半球形轴承外表面212。轴承210还包括根据以上所讨论的多个半球形轴颈214。
[0092]半球形半浮动式环轴承210具有从每个轴承表面212向外开放的一个周向油分布凹槽215。每个凹槽215是由像总体上在图4中看到端口 81那样形成的一个相应的油供应端口 216进行供送的。每个凹槽215进而向多个径向通路217进行供送,这些径向通路周向地间隔开并且使油从凹槽215循环到锥形轴承内面211 (图14)以支持内流体膜的形成。
[0093]图15是被形成为半球形半浮动式环轴承210的轴承单元51的第六实施例的侧视图,该半球形半浮动式环轴承具有多个油供送通路并且被保持在锁定的不旋转条件下。这个设计基本上与图13的半浮动式环轴承180相同,但是轴承表面211和212是半球形形状。总体地,轴承210被形成为两个相互配合的轴承环221和222,其中一个防转夹223防止半浮动式环轴承210旋转。
[0094]轴承环221和222具有径向地面向外以形成该外流体膜的多个半球形轴承表面212。轴承环221和222还具有轴承内表面211 (图14),这些轴承内表面面向轴颈214以允许在这些表面之间形成该内流体膜。
[0095]为了在外流体膜与内流体膜之间供应油,半球形轴承表面212各自包括周向的油分布凹槽215。凹槽215进而向在轴承外表面212与面向轴颈214的轴承内表面2111之间径向地延伸的多个油通路217进行供送。
[0096]接着,关于将油供送至轴承室57而言,图16是浮动式环轴承(例如轴承70或85)在与壳体供送端口 81相邻的第一轴向位置处的一个端视图。图17是图16的浮动式环轴承70/85在第二轴向位置处的一个截面端视图,示出了该轴承70/85中的供送凹槽82/96以及多个供送通路83/97。图16和图17可应用于图4或图6的轴承70/85并且也可应用于在此披露的各个其他实施例。如在图16中看到,轴53的旋转方向是由参考箭头259A表示的,而在这样的轴旋转过程中浮动式环70/85的旋转方向是由参考箭头259B表示的。
[0097]供送通路83/97可以是相对于从轴线53A径向地向外延伸的径向方向260以角度A成角的和/或偏斜的。优选地,通路83/97相对于轴旋转的方向且相对于浮动式环旋转的旋转是成角的,这有助于减小在这些内膜中的流体流动周向速度的发展,进而又有助于减小交联刚度力系数。并且,如在图16中看到,对轴承外膜而言供送端口 81也可以是成角的以便提供此类优点。
[0098]同样如在图16中看到,轴承内表面59的圆周的一部分261在油供送端口 81的区域中配备有增大的半径,以限定一个凹入的供送区域,该凹入的供送区域促进油流向这些外流体膜并且由此流向内流体膜。
[0099]此外,应理解的是,浮动轴承70/85的轴承内表面可以配备由不同的结构形成特征,以改善这些轴承的转子动力学性能。例如,轴承内表面(例如表面71、86、108、144、185和211)可以被配置为:滑动圆形轴承、具有轴向凹槽的滑动圆形轴承、具有周向凹槽的滑动圆形轴承;椭圆形轴承;多叶轴承,例如三叶或四叶轴承;斜面式轴承;压力坝轴承;人字槽轴承;螺旋槽轴承;或弯曲支点可倾瓦轴承。
[0100]尽管已经出于说明性目的详细披露了本发明的具体优选实施例,应认识到所披露装置的变体或变更(包括零件的重新安排)也在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种用于涡轮增压器轴(53)的浮动式环轴承单元或半浮动式环轴承单元(51),包括: 被形成为浮动式环轴承或半浮动式环轴承之一的至少一个环形环轴承(70)、(85),该至少一个环形环轴承包括多个轴承内表面(71)、(86)和轴承外表面(72)、(87),所述轴承内表面(71)、(86)和轴承外表面(72)、(87)各自具有横向
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