专利名称：用于齿轮泵的输入轴组件的制作方法
技术领域：
本公开涉及泵，更具体地涉及用于气体涡轮发动机的燃料齿轮泵。
背景技术：
燃料齿轮泵通常用于为飞机上的气体涡轮发动机或其它系统提供燃料流和压力。齿轮泵必须在宽的系统操作范围上运行并且为各种功能提供关键的流和压力。通常，这些泵通过轴从附件齿轮箱接收旋转功率。时常地，当泵被安装到附件齿轮箱时，冲击负载可能被施加到泵上。为了在泵的整个使用寿命期间满足所有性能要求，泵必须能承受这些定期发生的事件而不会损坏。
发明内容
根据本公开一个示例性方面的轴组件包括轴，其具有第一径向肩部和第二径向肩部。保持板至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间。根据本公开一个示例性方面的轴组件包括轴，其具有第一径向肩部和第二径向肩部。弹簧导引件与所述轴接触，第一弹簧位于所述弹簧导引件和所述轴之间，并且第二弹簧与所述弹簧导引件接触。根据本公开一个示例性方面的齿轮泵包括输入轴，所述输入轴至少部分地从泵壳体延伸，所述输入轴限定第一径向肩部和第二径向肩部。保持板被安装到所述泵壳体。所述保持板至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间以约束所述输入轴的轴向位置。根据本公开一个示例性方面的将输入轴组件安装到壳体内的方法包括将输入轴定位成至少部分地从壳体沿输入轴轴线延伸，所述输入轴限定第一径向肩部和第二径向肩部。将保持板附接到所述壳体，所述保持板至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间以约束所述输入轴的轴向位置。
本领域技术人员将从所公开的非限制性实施例的以下详细描述中明白各种特征。详细描述的附图可简要介绍如下
图I是齿轮泵的方框图，其由附件齿轮箱驱动以将诸如燃料的流体传输到气体涡轮； 图2是齿轮泵的端视 图3是齿轮泵沿图2中的线3-3剖切的剖面 图4是齿轮泵沿图2中的线4-4剖切的剖面 图5是壳体被移除情况下的齿轮泵的透视 图6是壳体被移除情况下的齿轮泵的另一透视 图7是壳体被移除情况下的齿轮泵的另一透视 图8是从与图5相同的透视方向的齿轮泵的透视图；图9是从与图7相同的透视方向的齿轮泵的透视 图10是从与图6相同的透视方向的齿轮泵的透视 图11是齿轮泵的输入轴组件的扩大剖面 图12是输入轴组件的保持板的端视 图13是在被安装到附件齿轮箱时的齿轮泵的输入轴组件的扩大剖面 图14是处于操作位置的齿轮泵的输入轴组件的扩大剖面 图15是输入轴组件的弹簧组件的另一实施例的扩大剖面图。
具体实施方式
图I示意性示出了齿轮泵20，其由附件齿轮箱22驱动以将诸如燃料的流体传输到气体涡轮24。应当理解，本申请不限于与特定系统联合使用。因此，虽然为了说明方便而将本申请示出和描述为在飞机燃料泵中实施，但应当理解的是，其也可在许多其它系统中实施。另外，虽然所公开的是双级齿轮泵，但其它具有轴的机器也将由此受益。参照图2，齿轮泵20通常包括壳体30，其包括输入轴组件32和联接轴组件34以驱动主级36和原动级(motive stage) 38 (图3和图4)。旋转功率被从气体润轮24传递到附件齿轮箱22，然后通过输入轴组件32传递到齿轮泵20。在所公开的非限制性实施例中，输入轴组件32与附件齿轮箱22联系并且从其接收润滑剂，而联接轴组件34用燃料来润滑。参照图3，输入轴组件32被限定成沿输入轴线A，并且联接轴组件34被限定成沿平行于输入轴线A的联接轴线B。主级36通常包括主驱动齿轮40、主从动齿轮42、主驱动轴承44和主从动轴承46。原动级38通常包括原动驱动齿轮50、原动从动齿轮52、原动驱动轴承54和原动从动轴承56 (图4)。主驱动齿轮40与主从动齿轮42处于啮合接合,并且原动驱动齿轮50与原动从动齿轮52处于啮合接合(图5-7)。输入轴组件32通过主级36驱动联接轴组件34以驱动原动级38。增压级58也被输入轴组件32驱动以限定具有叶轮和集成的进口段(inducer)的
离心泵。级36、38、58通常独立地工作。每个级36、38、58包括分离的入口和排口(图8_10)。当啮合的齿轮40、42和50、52旋转时，流体的各自体积被从主级入口 MI传输到主级排口 MD并从原动级入口 ml传输到原动级排口 mD，使得主级36传输主燃料流而原动级38供应原动燃料流。主级入口 MI和主级排口 MD以及原动级入口 ml和原动级排口 mD被分别通过各自的齿轮级36、38沿着大致直线路径引导。在所公开的非限制性实施例中，飞机燃料系统向增压级入口 BI提供流和压力。增压级排放物的一部分被导引在原动级入口 ml的内侧。增压级排放物的其余部分被从齿轮泵20排放到飞机燃料系统，然后返回到主级入口 MI。原动级排口 mD与飞机燃料系统连通。主级排口 MD也与飞机燃料系统连通以提供至少两个主要功能致动和发动机燃烧流。也可能有替代的或另外的相对小的流方向和功能，但是本文不需要进一步公开其详细描述。参照图11，输入轴组件32包括输入轴60、弹簧62和保持板64。输入轴60是空心轴，其具有带花键的端部66A、66B以及其间的径向肩部68A、68B。带花键端部66A插入附件齿轮箱22的齿轮G。带花键端部66B与主驱动齿轮40联系。
径向肩部68A、68B通常与壳体30对准以在其间接收保持板64。保持板64通过诸如螺栓(也在图2中示出)的紧固件70附接到壳体30，以将中断开口 65定位在径向肩部68A、68B之间。在一个所公开的非限制性实施例中，中断开口 65是具有小于180度中断的弓形表面(图12)。由此，输入轴60的轴向位置被径向肩部68A、68B和保持板64的相互作用轴向地约束。时常地，在安装到附件齿轮箱22期间，冲击负载可通过输入轴组件32被施加到齿轮泵20。也就是说，当齿轮泵20被安装到附件齿轮箱22时，输入轴组件32可能没有被正确地对准以与齿轮G接合，这可导致施加到输入轴组件32并从而施加到齿轮泵20内部的 冲击负载。另外，可能在齿轮泵20的运输和搬运期间施加冲击负载。为了在泵的整个使用寿命期间满足所有性能要求，齿轮泵20必须能承受这些随着时间定期发生的负载而不导致任何损坏。当冲击负载被施加到输入轴组件32时，附件齿轮箱22侧上的肩部68A降到(bottoms on)保持板64上(图13)。由此,冲击负载被从保持板64传递到壳体30中，壳体30径向地承受该负载。当输入轴60从壳体30延伸过远时，壳体30侧上的肩部68B也可降到保持板64上，以确保输入轴60保持正确地安装，而无论在齿轮泵20安装到附件齿轮箱22上和从附件齿轮箱22移除期间以及齿轮泵20的运输和搬运期间的剧烈操作。参照图14，在齿轮泵操作期间，弹簧62偏置输入轴组件32的输入轴60以定位输入轴60。也就是说,弹簧62允许输入轴60响应于冲击负载在壳体30内移动,直到输入轴60降至最低到保持板64上，但是在操作期间，弹簧62定位输入轴60，使得径向肩部68A、68B与保持板64隔开。这确保了在操作期间没有旋转部件到静止部件的接触。参照图15，根据另一非限制性实施例的弹簧组件80通常包括波形弹簧82、卷簧84和弹簧导引件86。弹簧导引件86包括肩部88和圆柱部分90，肩部88接近输入轴60的端部，圆柱部分90至少部分地延伸到输入轴60的空心内孔60B中。波形弹簧82位于肩部88和输入轴60的端部之间。卷簧84位于弹簧导引件86和主驱动齿轮40之间。弹簧组件80提供相对高的初始负载以抵抗安装在输入轴60上的弹性体密封92A和92B (图14)所产生的摩擦力而偏置输入轴60。弹簧导引件86与卷簧84接触，卷簧84是相对较低刚性系数的弹簧，其在输入轴60被安装到齿轮G中时被压缩。该卷簧84提供相对恒定的负载以确保在操作期间输入轴60不接触保持板64 (图14)。一旦被安装，输入轴60被波形弹簧82移动而不与保持板64接触，然后卷簧84提供朝向齿轮G的相对恒定的较小偏置。这为齿轮G促进了输入轴60的位置保持，齿轮G可采用具有有限能力的滚柱轴承以支撑操作期间的轴向负载。也就是说，输入轴60被相对低刚性系数的卷簧84加载，以在输入轴60上维持朝向附件齿轮箱22的最小推力负载偏置。应当理解的是，在遍及几副附图中，相同的附图标记指示对应的或相似的元件。还应当理解的是，虽然在所示实施例中公开了具体的部件布置，但其它布置也将由此受益。虽然示出、描述和请求保护了具体的步骤序列，但应当理解的是，除非另有所指，可以以任何顺序、分开地或组合地实施这些步骤，并且仍将从本公开受益。前面的描述是示例性的，而非被其内的限制所限定。本文公开了各种非限制性实施例，然而本领域普通技术人员可认识到根据上述教导的各种修改和变形将会落入所附权利要求的范围内。因此应当理解但是，在所附权利要求的范围内，本公开可以不同于所具体描述地实施。为此，应当研究所附权利要求以确定真实范围和内容 。
权利要求
1.一种轴组件,包括 轴，其具有第一径向肩部和第二径向肩部；以及 保持板，其至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间。
2.如权利要求I所述的轴组件，其中，所述轴是空心的。
3.如权利要求I所述的轴组件，其中，所述第一径向肩部和所述第二径向肩部二者均位于第一带花键端部和第二带花键端部之间。
4.如权利要求I所述的轴组件，其中，所述保持板能够被安装到齿轮泵壳体。
5.如权利要求I所述的轴组件，其中，所述保持板限定了中断开口。
6.如权利要求5所述的轴组件，其中，所述中断开口是具有小于180度中断的弓形表面。
7.如权利要求I所述的轴组件，还包括弹簧，所述弹簧沿着所述轴的轴线偏置所述轴。
8.如权利要求7所述的轴组件，其中，所述弹簧邻接所述轴的端部。
9.一种轴组件,包括 轴，其具有第一径向肩部和第二径向肩部； 弹簧导引件，其与所述轴接触； 第一弹簧，其位于所述弹簧导引件和所述轴之间；以及 第二弹簧，其与所述弹簧导引件接触。
10.如权利要求9所述的轴组件，其中，所述轴是空心的，并且所述弹簧导引件至少部分地延伸到所述空心中。
11.如权利要求9所述的轴组件，其中，所述第一弹簧是位于所述弹簧导引件的肩部和所述轴之间的波形弹簧。
12.如权利要求11所述的轴组件，其中，所述第二弹簧是卷簧。
13.如权利要求11所述的轴组件，其中，所述第二弹簧在所述弹簧导引件和齿轮之间延伸。
14.一种齿轮泵,包括 齿轮泵壳体； 输入轴，所述输入轴至少部分地从所述泵壳体沿输入轴轴线延伸，所述输入轴限定第一径向肩部和第二径向肩部；以及 保持板，所述保持板被安装到所述泵壳体，所述保持板至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间以约束所述输入轴的轴向位置。
15.如权利要求14所述的齿轮泵，还包括联接轴组件，所述联接轴组件沿联接轴轴线被安装在所述齿轮泵壳体中，所述联接轴轴线定位成平行于所述输入轴轴线。
16.如权利要求14所述的齿轮泵，其中，所述保持板能够被可移除地安装到所述齿轮泵壳体。
17.如权利要求16所述的齿轮泵，其中，所述保持板限定了中断开口。
18.如权利要求17所述的齿轮泵，其中，所述中断开口是具有小于180度中断的弓形表面。
19.一种将输入轴安装到壳体内的方法，包括 将输入轴定位成至少部分地从壳体沿输入轴轴线延伸，所述输入轴限定第一径向肩部和第二径向肩部；以及 将保持板附接到所述壳体，所述保持板至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间以约束所述输入轴的轴向位置。
20.如权利要求19所述的方法，还包括 用弹簧偏置所述输入轴。
全文摘要
本发明涉及用于齿轮泵的输入轴组件。具体地，一种轴组件包括轴，其具有第一径向肩部和第二径向肩部。保持板至少部分地位于所述第一径向肩部和所述第二径向肩部之间，以在冲击负载被施加到所述轴时避免损坏。在操作期间，弹簧组件偏置所述轴，使其不与保持板接触。
文档编号F04C15/00GK102650286SQ20121004361
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月24日 优先权日2011年2月25日
发明者S.A.黑茨, S.S.沙, T.P.沃尔格伦 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司