用于在润滑组件中传递润滑剂的装置及其实施方式的制作方法

本申请要求于2014年4月28日提交的标题为“LUBRICATING MEMBERS,LUBRICATING ASSEMBLY,AND LUBRICANT DISPERSAL SYSTEM COMPRISED THEREOF”的美国临时申请第61/985,171号的优先权的权益。本申请涉及被确认为如下申请案的共有申请：于2014年11月30日提交的标题为“DEVICE TO DIRECT LUBRICANT IN A LUBRICATING ASSEMBLY AND IMPLEMENTATION THEREOF”的美国专利申请第14/556,170号和于2014年11月30日提交的标题为“DEVICE TO RETAIN LUBRICANT IN A LUBRICATING ASSEMBLY AND IMPLEMENTATION THEREOF”的美国专利申请第14/556,169号。

技术领域

本公开大体上涉及在压缩机和可以对工作流体进行加压的机械装置上发现的润滑系统，并且更具体地涉及配置为将润滑剂更好地分散在压缩机中的部件间的改进型板构件。

背景技术：

大多数工业机械装置都包含大量的移动部件，这些机械装置需要这些移动部件来执行其既定的功能。例如，压缩机包括许多部件，这些部件与其它部件接触并且通常以高速和/或在重负载下相对于其它部件移动(例如，旋转、平移等)。长时间在这些条件下操作的部件可能会发生磨损，这最终可以引起故障从而中断机械装置的操作。为了避免这种问题，压缩机将利用可以减小移动部件之间的摩擦的润滑剂，诸如，油、脂和相似物资。润滑剂可以帮助避免移动部件的崩塌。名义上，需要一种有效的润滑流体管理设计来将润滑剂分散到旋转部件并且收集润滑剂以供进一步使用。

一种特定润滑流体管理设计是飞溅式润滑油系统。这些系统的示例具有轴和平板主体(或者“抛掷环”)，该平板主体具有圆形或者盘形形状以及轧制的外围边缘。在操作中，轴构件使抛掷环旋转以便使轧制的外围边缘穿过润滑剂储器。抛掷环的旋转生成离心作用，该离心作用有效地从轧制的外围边缘传递或者抛掷润滑剂。该作用使润滑剂随机地飞溅在压缩机的内部表面上。

技术实现要素：

本公开描述了对在飞溅式润滑油系统中发现的构件的改进。这些改进提供了如下特征：该特征可以提高性能，延长使用寿命，简化制造过程，并且使构件更能够实现一致的制造约束(例如，公差)。如下文更详细地指出的，至少一项改进提供了包括加强构件的抛掷环构件。加强构件的示例有效地减少并且通常防止抛掷环构件在制造期间偏转以及作为润滑系统的一部分操作。另一项改进提供了抛掷环构件，该抛掷环构件具有配置为防止抛掷环构件绕着轴旋转的毂构件。

附图说明

现在参照附图简要地介绍，在附图中：

图1描绘了作为压缩机的示例的一部分的润滑系统的示例性实施例的截面，该压缩机被图实性地示出为鼓风机；

图2描绘了用在图1的压缩机上的润滑系统的示例的透视图；

图3以分解形式描绘了图2的润滑系统；

图4描绘了图2的润滑系统的透视图，其中移除了部件以将重点放在轴构件和抛掷环构件的示例；

图5描绘了图4的抛掷环构件的示例的透视图；

图6描绘了图5的抛掷环构件的侧视图；

图7描绘了在图5的线7-7处截取的抛掷环构件的透视截面图；以及

图8描绘了图7的抛掷环构件的细节视图。

在适用的情况下，在多个附图中，类似的附图标记表示相同的或者对应的部件和单元，除非另外指明，否则附图并未按比例绘制。而且，本文所公开的实施例可以包括出现在多个附图中的一个或多个中或者在多个附图的组合中的元件。

具体实施方式

本文的实施例包含解决了在与压缩机一起使用的常规润滑系统中发现的某些问题的改进。如本文所使用的，术语“压缩机”描述了如下机械装置(包括压缩机和鼓风机)：该机械装置作用在工作流体上例如以便对工作流体加压以在生产线上进行分配。可以在多种应用中发现生产线的示例，包括：化学、石化、资源回收和输送、精炼、以及类似的部门和行业。然而，本公开不排除在可以从本文所设想的实施例而引起的润滑剂分配中受益的应用中使用全部或者部分改进。

尤其，在本领域中的多种鼓风机出现故障从而导致昂贵的维修索赔之后，我们开始对多种常规润滑系统进行工程分析(包括3D元件建模)以便确定这些故障的根本原因并且确认能够解决这些问题的设计修改。来自该分析的证据表明，由于在操作期间的振动和动态力，所以常规润滑系统中的旋转部件(例如，轴构件和抛掷环构件)可以相对于彼此移动。尤其，我们发现常规抛掷环构件与常规轴构件的连接可能松动，这使得常规抛掷环构件相对于常规轴构件移动。我们还发现常规抛掷环构件可能变形超过其平整度要求，通常为±1mm(～0.030英寸)的公差。

本公开提供了解决该研究的发现结果的抛掷环的实施例。这些实施例可以具有大体上平坦的或者平面的板体，该板体包含例如呈一个或多个径向肋的形式的加强构件，该一个或多个径向肋绕着平坦板体的中心轴线周向地设置。该加强构件增加了平坦板体的硬度。在制造期间，更硬的平坦板体可以产生更高的部件产量(例如，更少的报废和尺寸偏差)。硬度的改进在润滑系统的操作期间也是有利的，这是因为具有加强构件的抛掷环构件的偏转远小于没有任何加强的常规部件。作为另一项改进，润滑系统可以包含防止抛掷环构件与轴之间的相对旋转的新连接机构(例如，键接头)。

图1描绘了在压缩机的截面图中看到的润滑组件100的示例性实施例。润滑组件100是在此在鼓风机104中发现的润滑系统102的一部分。结合所图示的实施例，鼓风机104具有第一侧106和第二侧108，该第一侧106和该第二侧108中的每一个均可以包含遮盖构件(例如，第一遮盖构件110和第二遮盖构件112)。遮盖构件110和112可以形成腔室114，该腔室114可以容置流体116，通常是粘度适合于对鼓风机设备104的部件进行润滑的润滑剂(和/或摩擦减小物质)。在第一侧106上，润滑系统102处于靠近腔室114的下部，以便将润滑剂组件100的一个或多个部件定位为与流体116接触。

润滑系统102的示例也被称为“抛油环”系统和/或“飞溅式润滑油系统”。如本文所指出的，这些名称是如下系统的同义词：该系统操作旋转部件以便将润滑剂(或者其它流体)从腔室114的下部移动或者“抛掷”至腔室114的上部。该动作将润滑剂分散到需要润滑的部件(例如，齿轮、轴承等)上以便减小摩擦并且避免磨损和过早崩塌。润滑组件100配置为捕获和保留朝着腔室114的底部向下落回的一部分润滑剂(图1)。这些配置将润滑剂引导至润滑系统102的内部部件中，从而增加润滑剂的可用性以便维持部件在润滑系统102的操作期间的恰当润滑。

图2和图3描绘了润滑系统102，该润滑系统102与鼓风机104(图1)隔开以便突出显示一些附加特征。图2描绘了润滑系统102的示例的透视图。图3以分解形式描绘了润滑系统102的示例。

参照图2和图3，润滑组件100可以包括抛掷环构件118、轴承夹固构件120、以及润滑剂导向构件122。润滑系统102可以包括轴构件124和轴承组件126。在一个示例中，润滑剂导向构件122配置为在抛掷环构件118与轴承组件126之间的位置处与轴承夹固构件120连接。如在图3中最佳地示出的，轴承组件126可以包括轴承运载构件128和轴承构件130。润滑系统102可以进一步包括锁定构件132，诸如，外围锁紧螺母。作为参考，润滑组件100和润滑系统102被示出为具有前侧134(也称为“第一侧134”)、后侧136(也称为“第二侧136”)、以及从其间延伸通过的纵轴线138。然而，术语“前侧”和“后侧”也可以理解为表示单个构件，例如，轴承夹固构件120和润滑剂导向构件122，如在本文的讨论期间指明的。同样，纵轴线138的使用可以在必要时延伸至润滑组件100的一个或多个其它部件。

在一种实施方式中，轴构件124具有第一端、第二端、以及与纵轴线138对齐的轴线。轴构件124可以插入到一个或多个部件中。该特征将抛掷环构件118、轴承夹固构件120、以及轴承组件126的部件中的每一个定位在轴构件124上与轴线对齐。在前侧134上，轴构件124的第一端通常暴露出来以容纳锁定构件132，锁定构件132与轴构件124的第一端接合以便将润滑系统102的部件固定在一起。轴构件124的第二端可以容置皮带和/或其它驱动机构。在润滑系统102的操作期间，该驱动机构可以使轴构件124绕着纵轴线138旋转。轴构件124又使抛掷环构件118旋转，这就从腔室114(图1)的底部拾取润滑剂并且将该润滑剂抛掷到机械装置的其余部分中。

图4描绘了润滑系统202的示例的透视图，其中，移除了多个部件以便使该示例的重点放在抛掷环构件218和轴构件224。该抛掷环构件218包括具有例如大体上的圆形、环形、或者盘形形状的板体240。板体240可以具有中心轴线242(也称为“第一轴线242”)以及围住中心轴线242的外围边缘244。外围边缘244可以形成抛掷环构件218的弯曲的和/或卷曲的外边界。抛掷环构件218还包括配置为与板体240连接的毂构件246。如所图示的，毂构件246可以具有大体上为圆柱形形式且具有圆形和/或波状外表面的细长主体。在一些配置中，细长主体可以具有通常为矩形和/或方形形状的一个或多个平坦侧。毂构件246具有形成通过细长主体的开口(或者“孔口”)的中心孔248。该开口配置为将轴构件224容置在其中。该开口可以与板体240的中心轴线242对其，尽管缺乏毂构件246，中心孔248(也称为“中心开口”)也可以设置和/或形成在抛掷环构件218和/或板体240中。在一个示例中，轴构件224配置为插入到中心孔248中。

中心孔248具有围住中心轴线242的内表面250。该内表面250可以是平滑的、或者如若不然无特征的以便与轴构件224的表面光洁度互补。该平滑表面可以允许轴构件224轻易地插入到中心孔248中。在一个实施例中，板体240可以连接至具有紧固件构件252的毂构件246。紧固件构件252的示例可以包括一个或多个铆钉、螺纹紧固件(例如，螺钉)等元件，但本公开也设想了使用焊接并且在一些情况下使用板体240和毂构件246的整体式和/或单片式构造。在另一个示例中，毂构件246与板体240一体形成。

可以期望的是，毂构件246按照如下方式与轴构件224牢固地连接：该连接不会由于在润滑系统202的操作期间出现的振动和动态负载而松动。为此，系统202可以利用连接机构来促进轴构件224与毂构件246之间的连接。该连接机构可以配置为与抛掷环构件218和轴构件224中的每一个接合以便防止抛掷环构件218绕着轴构件224和/或绕着中心轴线242旋转。

图4中所图示的实施例包含连接机构的示例，该连接机构包括一个或多个连接构件(例如，第一连接构件254和第二连接构件256)。该示例分别将其中一个连接构件254和256设置在轴构件224的表面上并且将其中一个连接构件254和256设置在中心孔248的内表面250上。连接构件254和256可以配置为彼此合作以便防止抛掷环构件218绕着中心轴线242相对于轴构件224移动(例如，旋转)。

在一种实施方式中，这些配置可以体现键槽形式，该键槽形式包括如下元件：该元件包括凹口和突起，本文也表示为“狭槽”和“凸台”。这些元件可以在沿着中心轴线242的方向(大体上为纵向)上延伸。这种形式使用狭槽来形成纵向凹口，该纵向凹口穿透轴构件224和抛掷环构件218中的一个的表面(例如，内表面250)。另一方面，凸台形成纵向突起，该纵向突起径向地延伸远离轴构件224和抛掷环构件218中的一个的表面(例如，内表面250)。纵向狭槽可以配置为容置纵向突起，轴构件224插入到抛掷环构件218上的中心孔248中。在一个实施例中，第一连接构件254可以包括内表面250上的纵向突起。纵向突起径向地延伸远离内表面250并且沿着中心轴线242纵向地延伸。可替代地，第一连接构件254可以包括纵向凹口。在一个示例中，纵向凹口穿透内表面250(即，径向地延伸远离中心轴线242)进入到轴构件246中并且在内表面250上沿着中心轴线242纵向地延伸。本公开也设想了连接机构的其它配置，使用连接构件254和256中的一个或者两个以及或者此外其它元件的组合，这些元件可以使毂构件246与轴构件224之间的相对移动最小化(如果不是完全防止的话)。

接下来看图5，图5刚好描绘了抛掷环构件218，板体240可以具有带有接近外围的抛油环区258的平坦的大体上的平面部分。板体240的构造可以利用多种材料和技术。这些材料包括：例如，通常呈薄片形式的金属(例如，钢、不锈钢等)。这些薄片可以经历多个形成过程，这些形成过程将材料弯曲、扭曲、并且大体上处理为形成本文所公开的一个或多个特征。制造过程可以利用多个加工过程(例如，钻孔、切割、翻转等)以及其它技术(例如，弯曲、形成、冲压等)。例如，在平面部分中，板体240的表面光洁度可以平滑的并且/或者通常是在制造期间经历二次处理(例如，喷砂)和/或涂层处理(例如，粉末涂层)的表面。

同样如在图5中示出的，平坦部分可以包括加强构件260，该加强构件260对于防止板体240的变形和/或偏转是有用的。这些改进有益于板体240的制造以及将抛掷环构件218作为润滑系统202(图4)的一部分来操作。抛油区258限定出径向地设置在图上的虚线外侧的板体240的面积。板体246的该面积可以包括至少部分地绕着外围边缘244设置的润滑剂收集构件262。加强构件260可以包括多个肋构件(例如，第一肋构件264和第二肋构件266)。肋构件264和266可以彼此环状地间隔开并且/或者绕着中心轴线242周向地设置(或者呈周向布置)。多个肋构件可以形成具有多个肋构件的阵列，例如，其中，该阵列包括绕着中心轴线242均匀地设置的至少五个(5)肋构件。在图5的示例中，该阵列具有六个(6)肋构件，然而，该阵列可以基于例如板体240的大小和尺寸而具有更多或者更少的肋构件。例如，肋构件的数量可以设置为且配置为覆盖板体240的总表面积的约1.5％。

图5中的肋构件264和265的构造以具有第一端270和第二端272的肋主体268为特征。在一种配置中，第二端272沿着延伸通过第一端270、第二端272和中心轴线242中的每一个的第二轴线274与第一端270径向地间隔开。第一端270可以处于靠近中心轴线242并且第二端272处于靠近抛油区258。明显地，肋主体268可以呈绕着第二轴线274以及绕着将第一端270与第二端272之间的卵圆形状一分为二的中心线(未示出)对称的卵圆形状(也称为“椭圆形状”)。端部270和272中的每一个可以根据需要弯曲为具有半径。卵圆形状还可以具有平面和/或平坦侧边缘，该平面和/或平坦侧边缘平行于第二轴线274并且/或者平行于彼此。平面侧边缘可以在弯曲端部之间延伸，从而形成肋主体268的闭合回路配置。

在图5中，加强构件260径向地处于润滑剂收集构件262的内侧。在一个示例中，肋主体260可以具有长度(L)，该长度(L)配置为使肋构件(例如，肋构件264和266)在润滑剂系统202(图4)的操作期间保持在润滑剂之外。相关机械领域中的技工将理解卵圆形状的相对尺寸。在一个示例中，长度(L)可以测量弯曲端部270和272的中心之间的距离。可替代地，长度(L)可以确认与弯曲端部270和272相切的点之间的距离。例如，有限元建模分析发现长度(L)可以反映板体240的半径的约30％的值、和/或在板体240的半径的25％至40％的范围内的值，以便增强部件的硬度。针对本文的实施例中的狭槽特征，长度(L)可以是从圆形端部的外围或者从圆形端部的内侧某处开始测量的，即，从圆形端部的中心点和/或从靠近圆形端部的中心点的点。在一个示例中，值可以为约82mm(例如，3.25英寸)。在一个示例中，当根据需要从外围边缘244朝着中心轴线242测量时，抛油区258的径向距离在约30mm至40mm的范围内。

图6描绘了抛掷环构件218的示例的侧视图。在该示例中，明显的是板体240可以与平面部276和低槽部278配置在一起。在一种构造中，平面部276与低槽部278一体形成。平面部276通常将包括一个或多个肋构件264和266，这些肋构件264和266的配置在本文中进行描述。在一个示例中，肋主体268可以配置为从板体240的表面突起。该配置形成在沿着中心轴线242的方向上纵向地延伸远离板体240的表面的凸台突起，如通常由数字280所表示。如上文所指出的，凸台突起280还可以在远离中心轴线242的方向上朝着外围边缘244径向地延伸。在一个示例中，凸台突起280可以通过例如按压和/或冲压过程与板体240一体形成。该过程可以向板体240的后侧236上的冲模(或者类似器具)施加压力，从而在后侧236上形成凹口282以及在前侧234上形成凸台突起280。冲模的示例可以大体上成形为产生具有形状系数的肋主体260，形状系数的示例包括在本公开的一个或多个附图中示出的在端部272和274处带有圆形边缘的细长狭槽。在一个示例中，凸台形式280和/或凹口形式282的构造可以利用与板体240连接的一个或多个单独的片块来形成抛掷环构件218的肋构件264和266。

润滑剂收集构件262可以由板体240的卷曲的和/或弯曲的边缘形成。明显地，润滑剂收集构件262的构造提供了与图1中的鼓风机104中的抛掷环构件218和润滑系统200的实施方式相关的特定功用。在操作期间，当润滑系统202(图4)在旋转机械装置(例如，图1的鼓风机设备104)中被实施时，该卷边(以及通常抛油区258)暴露至腔室114(图1)的底部中的流体116(图1)。卷边可以从腔室114(图1)的底部收集润滑剂并且通过上文描述的离心力来促进润滑剂的分散。

图7和图8图示了润滑剂收集构件262的一种配置的细节。图7示出了沿着图5的线7-7截取的抛掷环构件218的截面的透视图。图8是图7的抛掷环构件218的细节图。

参照图7和图8，关于外围边缘244和低槽部278，板体240具有形成带有卷边构件284的润滑剂收集构件262的弯曲半径。卷边构件284可以具有一个或多个开口286，一个或多个开口286绕着轴线242(图7)周向地设置、通常彼此等距地间隔开。卷边构件284还可以形成具有开口290的内部储器288，开口290径向地设置在外围边缘244的内部。在一个实施例中，在后侧236上，弯曲半径形成板体240的第一部分292和第二部分294。第一部分292沿着中心轴线242(图7)与第二部分294纵向地间隔开，从而在其间形成内部储器288。

再次参照图1、图4和图8，在润滑系统104(图1)的操作期间，轴构件224(图4)将移动传递至抛掷环构件218。该移动使得至少卷边构件284在旋转的“底部”穿过润滑剂的储器116(图1)。内部储器288可以保留该润滑剂的体积，有效地操作以将润滑剂从腔室114(图1)的底部“舀”到卷边构件284的开口290中。抛掷环构件218的继续旋转在旋转的“顶部”生成向心力，该向心力通过开口286喷射润滑剂。所喷射的润滑剂在远离抛掷环构件218径向地分散润滑剂的方向上离开内部储器288。开口286的配置可以在许多方面(例如，数量、间距、大小等)上发生变化以便控制润滑剂系统202(图4)例如绕着鼓风机104(图1)分散润滑剂的效力。

鉴于上述讨论，抛掷环构件的实施例解决了在工程分析和对常规抛油环系统和/或飞溅式润滑油系统的操作进行研究期间发现的问题。其中一项改进引入了毂构件和连接机构以便防止毂构件相对于轴旋转。另一项改进引入了加强构件(例如，肋构件)以便使板体变硬。该加强构件可以防止抛掷环构件在制造过程(例如，冲压)期间移位。例如，在板体上使用肋构件可以满足在制造期间的加减1mm(～0.030)的平整度要求。改进型抛掷环构件的该特征可以提高本文所公开的润滑剂系统的制造和整体操作期间的生产产量。在一个实施例中，卷边构件还可以整体地或者部分地操作用于提供增加的扭转硬度以便减小板体的偏转。

如本文中使用的，以单数形式叙述并且前面有单词“一”或者“一个”的元件或者功能应理解为不排除复数个所述元件或者功能，除非清楚地陈述了这种排除。此外，对所要求的发明的“一个实施例”的提及不应理解为排除同样包括所叙述的特征的附加实施例的存在。

本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或者系统并且执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有的结构元件与权利要求书中的字面语言没有什么不同，或者如果这些其它示例包括与权利要求书中的字面语言具有轻微差异的等效结构元件，则这些其它示例意在落在权利要求书的范围内。