一种推力轴承的制作方法

本发明涉及涡轮增压器的技术领域，具体地说是一种用于涡轮增压器的推力轴承。

背景技术：

涡轮增压器技术可以有效地提高发动机的功率密度、降低整车重量、改善燃油经济性，对汽车的节能减排起到重要作用。随着能源问题日益紧迫和排放法规的加严，涡轮增压器技术逐渐得到大规模普及。车用发动机在动力性、经济性、废气排放以及可靠性等方面要求的不断提高，对涡轮增压器技术提出了更高的挑战。

而推力轴承又是涡轮增压器中非常重要的一个组件，直接影响了涡轮增压器的运行，现有技术中，也对于推力轴承有很多的改进，比如申请号为“201810901303.9”,名称为“涡轮增压器推力轴承”的现有技术，描述了如下特征：用于涡轮增压器的改进的推力轴承包括第一轴承表面、第二轴承表面、内部通路、主垫块以及多个副垫块。内部通路使第一轴承表面与第二轴承表面流体连接。主垫块可限定在第一轴承表面上。主垫块进一步限定与内部通路以及限定在涡轮增压器壳体中的进油器流体连通的第一孔。多个副垫块也可限定在第一轴承表面上。多个副垫块中的各副垫块可包括小于主垫块的主表面区域的副表面区域。由此可见，现有结构的推力轴承工作面上的进油槽、油路和油孔为其关键特征，但其形状复杂，有各种凹凸的表面和各种副垫块，加工成本高，不利于批量生产。

因此，市场上急需要一种结构简单、易于加工和生产的推力轴承。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改进的推力轴承，它可克服现有技术中推力轴承结构复杂、加工不便，容易漏油的不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种推力轴承，包括主轴,主轴的两端分别设有涡轮和压叶轮，其特征在于：压叶轮侧的主轴端设有推力套，推力套的两侧分别设有与推力套相配合的压叶轮侧推力轴承和涡轮侧推力轴承，压叶轮侧推力轴承和涡轮侧推力轴承与推力套对应的工作面为油楔面，两个油楔面分别与推力套对应的平面组成压叶轮侧耦合面和涡轮侧耦合面；中间体上设有进油孔，压叶轮侧推力轴承设有与进油孔相连通的进油槽，压叶轮侧推力轴承的工作面上设有外圈油路和内圈油路，内圈油路与回油槽相连，内、外圈油路之间通过进油槽和油孔相连通。

优选的，进油槽包括中间进油槽和分设在中间进油槽侧部的侧边进油槽，中间进油槽与侧边进油槽之间通过外圈油路相连；内圈油路的内侧设有油楔面，中间进油槽与油楔面之间通过中间油孔相连通，侧边进油槽与油楔面之间通过侧边油孔相连通。

进一步，外圈油路为梯形槽、方形槽或者弧形槽，外圈油路的开槽深度小于进油槽的开槽深度，内圈油路为梯形槽、方形槽或者弧形槽，内圈油路的开槽深度小于进油槽的深度。

进一步，中间油孔或者侧边油孔均由两个连接管连接而成,分别为纵向连接管和横向连接管,其中纵向连接管的轴线与压叶轮油楔面的夹角为β,β的范围从5度到40度；横向连接管的轴线与压叶轮油楔面的夹角为α，α的范围从40度到140度。

更进一步，压叶轮侧推力轴承上设有贯穿的一组螺栓孔和设在中间的中孔，用于安装定位，压叶轮侧推力轴承的一侧面为油楔面，另一面为非工作面，非工作面的外侧边设有外圈倒角。

相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本发明所述的改进方案，压叶轮侧推力轴承设有与进油孔相连通的进油槽，压叶轮油楔面上设有外圈油路和内圈油路，内圈油路与回油槽相连，内、外圈油路之间通过进油槽和油孔相连通，不仅导油更为便捷，不会漏油，同时整个结构便于加工，大幅降低了推力轴承的制造成本；

2、本发明的技术方案的中，中间进油槽与侧边进油槽之间通过外圈油路相连；内圈油路的内侧设有油楔面，中间进油槽与油楔面之间通过中间油孔相连通，侧边进油槽与油楔面之间通过侧边油孔相连通，这里的进油槽和油孔形状都经过特定的设计和要求，使得导油工作更为顺畅，同时便于加工；

3、本发明降低了整个压叶轮油楔面的制作工艺要求，却能产生比现有技术更好的效果，使得生产工艺更为便捷，降低了制造成本；

4、本发明结构布局合理，便于加工和制造，降低了成本，易于推广和商业使用。

附图说明

图1为本发明的使用状态结构示意图。

图2为本发明的具体实施结构示意图。

图3为本发明的压叶轮油楔面的结构示意图。

图4为本发明的压叶轮侧推力轴承非工作面的结构示意图。

图5为本发明的压叶轮侧推力轴承非工作面的又一结构示意图。

图6为本发明的油孔剖视图。

图7为本发明一实施例中中间进油槽和外圈油路的局部剖视图。

图8为本发明又一实施例中中间进油槽和外圈油路的局部剖视图。

图9为本发明内圈油路与压叶轮油楔面的夹角的示意图。

图10为本发明回油腔与压叶轮油楔面的夹角的示意图。

附图标记：

1主轴、2压叶轮、3推力套、4压叶轮侧推力轴承、5涡轮侧推力轴承、6中间体、7进油孔、8隔热罩、9涡轮、10锁紧螺母；

11背板、12径向轴承、13回油腔、14o型圈、15推力套甩油槽、16活塞环、17压叶轮侧耦合面、18涡轮侧耦合面；

41中间进油槽、42侧边进油槽、43中间油孔、44侧边油孔、45外圈油路、46内圈油路、47油楔面、48螺栓孔、49回油槽；

401非工作面、402中孔、403外圈倒角、404纵向连接管、405横向连接管、406螺栓孔；

491斜切面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了是用于涡轮增压器系统中的推力轴承，如图1所示，箭头部分为润滑油流动的路径示意图。本发明将轴承系统分为推力轴承部分和径向轴承部分。其中涡轮、主轴、推力套、压叶轮和锁紧螺母共同构成了转子系统。主轴、径向轴承、中间体构成了径向轴承部分，用以承受转子系统的径向力。

本发明的一种推力轴承，设置于涡轮增压器的系统中,具体参见图2，涡轮增压器系统中包括主轴1,主轴的两端分别设有涡轮和压叶轮2，其与现有技术的区别在于：压叶轮侧的主轴端设有推力套3，推力套的两侧分别设有与推力套相配合的压叶轮侧推力轴承4和涡轮侧推力轴承5，压叶轮侧推力轴承和涡轮侧推力轴承与推力套对应的工作面分别设有油楔面47，推力套与两个油楔面对应的平面分别形成压叶轮侧耦合面17和涡轮侧耦合面18；转轴上设有进油孔7，压叶轮侧推力轴承设有与进油孔相连通的进油槽，压叶轮侧推力轴承的工作面上设有外圈油路和内圈油路，内圈油路与回油槽49相连，内、外圈油路之间通过进油槽和油孔相连通。

进一步，外圈油路45为梯形槽、方形槽或者弧形槽，外圈油路的开槽深度小于进油槽的开槽深度，内圈油路46为梯形槽、方形槽或者弧形槽，内圈油路的开槽深度小于进油槽的深度。内圈油路为梯形槽，梯形槽的内侧边与压叶轮油楔面的夹角为γ，γ角度为40-140度。回油槽的外侧边为斜切面，斜切面与压叶轮油楔面的夹角为θ，θ角度为40-140度。中间油孔43或者侧边油孔44均由两个连接管连接而成,分别为纵向连接管404和横向连接管405,其中纵向连接管的轴线与压叶轮油楔面的夹角为β,β的范围从5度到40度；横向连接管的轴线与压叶轮油楔面的夹角为α，α的范围从40度到140度。

使用时，推力套和两个推力轴承构成了推力轴承部分，推力套的圆盘部分的两个侧面分别与两个推力轴承的工作面形成压叶轮侧耦合面和涡轮侧耦合面，推力套高速旋转时，会在两个耦合面形成动压，以承受转子系统的轴向力。耦合面的工作原理，在涡轮增压器的相关文献中有详细阐述，这里就不再赘述了。润滑油在中间体进油孔处分成两路，左侧的一路润滑油经过压叶轮侧推力轴承内的油孔进入压叶轮侧耦合面17，然后沿径向流出耦合面。另一路继续向下的润滑油经过中间体的进油孔进入径向轴承的内圈和外圈，一部分从右侧进入回油腔，另一部分从左侧进入涡轮侧耦合面18并沿径向流出。从两个耦合面流出的润滑油最终汇聚到回油腔。

再进一步，如图2所示，压叶轮侧推力轴承的右侧和涡轮侧推力轴承的左侧分别设有油楔面47，两个油楔面分别与推力套上对应的平面形成压叶轮侧耦合面和涡轮侧耦合面。当推力套与主轴一起旋转，进入两个耦合面中的润滑油在离心力的作用下，沿径向流出耦合面进入回油腔。同时有少量的润滑油经过压叶轮侧推力轴承和推力套之间的径向间隙进入压叶轮侧推力轴承的左侧，这部分润滑油在经过推力套的甩油槽15时，被甩入背板11与压叶轮侧推力轴承之间的油腔内，最终进入回油腔13，保证润滑油不会泄露，完全回到回油腔13内。

在一个实施例中，本发明的着重改进点是压叶轮侧推力轴承的结构，如图3所示，具体来说是压叶轮油楔面的结构，压叶轮侧推力轴承的油楔面设有与进油孔相连通的进油槽，压叶轮油楔面上设有外圈油路和内圈油路，内圈油路与回油槽相连，内、外圈油路之间通过进油槽和油孔相连通。这里的外圈油路和内圈油路均为圆弧形，两个内、外圆弧为同心圆弧，内、外圈油路之间设有间隔，间隔处设有用以固定的螺栓孔。

下面进一步阐述，进油槽包括中间进油槽和分设在中间进油槽侧部的侧边进油槽，这里的中间进油槽为一个，侧边进油槽可以设置多个，多个进油槽对称分布在中间进油槽的两侧，中间进油槽与侧边进油槽之间通过外圈油路相连通，保证润滑油的有效通过；内圈油路的内侧设有油楔面，中间进油槽与油楔面之间通过中间油孔相连通，侧边进油槽与油楔面之间通过侧边油孔相连通。同时，外圈油路为梯形槽，外圈油路的开槽深度小于进油槽的开槽深度，内圈油路为梯形槽，内圈油路的开槽深度小于进油槽的深度。这里的进油槽两端设有圆弧形倒角，进油槽与外圈油路垂直连通设置，进油槽的两端一端大一端小，大端与外圈油路相连通。这里的压叶轮侧推力轴承的油楔面在进油槽、油路设置上进行了改进，简便了结构和布局，使得其更适用于制造工艺，大幅降低了推力轴承的制造成本。

在另一个实施例中，如图3、4所示，压叶轮侧推力轴承的涡轮侧为其工作面，设有三个进油槽和三个油孔，分别是中间进油槽和对称设在中间进油槽两侧的侧边进油槽，中间进油槽41与侧边进油槽42之间通过环形外圈油路进行连通。内圈油路的内侧设有油楔面，中间进油槽与油楔面之间通过中间油孔43相连通，侧边进油槽与油楔面之间通过侧边油孔44相连通。中间体左侧油路的润滑油首先流入中间进油槽，然后通过外圈油路45进入两个侧边油槽，再通过中间油孔和侧边油孔进入压叶轮侧耦合面，然后通过环形回油通路进入回油槽，最终流入回油腔。

同时，内圈油路为梯形槽，梯形槽的内侧边与压叶轮油楔面的夹角角度为100度。回油槽的外侧边为斜切面，斜切面与压叶轮油楔面的夹角角度为120度。压叶轮侧推力轴承上设有贯穿的一组螺栓孔和设在中间的中孔402，用于安装定位，压叶轮侧推力轴承的一侧面为油楔面，另一面为非工作面401，具体参见图4。

在第三个实施例中，进油槽共有三个，分别是中间进油槽和对称设在中间进油槽两侧的侧边进油槽，中间进油槽与侧边进油槽之间通过环形外圈油路进行连通。外圈油路为弧形槽，外圈油路的开槽深度小于进油槽的开槽深度，内圈油路为梯形槽，内圈油路的开槽深度小于进油槽的深度,梯形槽的内侧边与压叶轮油楔面的夹角角度为120度。回油槽的外侧边为斜切面，斜切面与压叶轮油楔面的夹角角度为80度。其中,内圈油路的内侧设有油楔面，中间进油槽与油楔面之间通过中间油孔相连通，侧边进油槽与油楔面之间通过侧边油孔相连通。

进一步，如图5所示，压叶轮侧推力轴承上设有贯穿的一组螺栓孔和设在中间的中孔，用于安装定位，其中螺栓孔和中孔分别设有倒角，压叶轮侧推力轴承的一侧面为油楔面，另一面为非工作面，非工作面的外侧边设有外圈倒角。

进一步的,如图6所示,这里的中间油孔或者侧边油孔均由两个连接管连接而成,分别为纵向连接管和横向连接管,其中纵向连接管的轴线与压叶轮的油楔面的夹角为β,β的范围从5度到40度,其中优选10-25度；横向连接管的轴线与压叶轮的油楔面的夹角为α，α的范围从40度到140度，其中优选80-110度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。