專利名稱：用于壓縮機(jī)中的空氣軸承和馬達(dá)冷卻的軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及被包括在壓縮機(jī)中的空氣軸承內(nèi)的軸。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)是已知的并且包括馬達(dá)，馬達(dá)被驅(qū)動以使軸旋轉(zhuǎn)并且驅(qū)動壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。通常，軸承被包括在殼體中以支撐軸以便旋轉(zhuǎn)。一種已知類型的壓縮機(jī)軸承是空氣軸承。在一種已知的空氣軸承中，冷卻空氣被帶入軸承冷卻入口。該冷卻空氣可經(jīng)過軸和各種殼體部分及軸頸軸承之間?？諝馔ǔ＝?jīng)過軸頸軸承和空氣軸承軸的外周邊之間。空氣軸承軸可設(shè)置有孔，以分開空氣軸承軸的內(nèi)部以及沿空氣軸承軸外部與軸頸軸承之間的路徑之間的空氣。過去，相對于沿外部經(jīng)過的空氣量，孔相互間的截面積不足以將充足的空氣引導(dǎo)到內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
一種空氣軸承軸具有第一圓柱形部分和斜坡表面，所述第一圓柱形部分具有相對小的外直徑，所述斜坡表面以不垂直且不平行于軸主體的中軸線的角度延伸。所述斜坡表面通向所述軸的第二圓柱形部分，所述第二圓柱形部分具有大的外直徑，其大于所述第一圓柱形部分的直徑。形成了十二個空氣孔以延伸到所述第二圓柱形部分的內(nèi)部中。鉆孔 (bore)直徑被限定至所述空氣孔的位置處的所述第二圓柱形部分的內(nèi)周邊。所述鉆孔直徑與所述空氣孔的直徑的比在6. 30和6. 54之間。另外，軸承組件、壓縮機(jī)以及將空氣軸承軸并入壓縮機(jī)中的方法也全部被公開和要求保護(hù)。從以下說明和附圖可最佳地理解本發(fā)明的這些和其它特征，其后是簡要描述。


圖IA是采用本發(fā)明的壓縮機(jī)的截面視圖。圖IB示出了壓縮機(jī)的特征。圖2是穿過空氣軸承軸的截面視圖。圖3是圖2的軸的透視圖。
具體實施例方式圖IA示出了壓縮機(jī)20，其可被包括在客艙空氣供應(yīng)系統(tǒng)21中，用于向飛機(jī)的客艙供應(yīng)空氣。轉(zhuǎn)子22從入口 M接收待壓縮的空氣，并且將空氣壓縮到壓縮機(jī)出口沈。馬達(dá) 28驅(qū)動一驅(qū)動軸或系桿30以使轉(zhuǎn)子22旋轉(zhuǎn)?？諝廨S承軸32位于軸頸軸承34的徑向內(nèi)側(cè)?？諝膺M(jìn)入冷卻入口 36并在推力軸承表面38和推力軸承盤40之間通過，推力軸承盤40與推力軸39相關(guān)聯(lián)?？諝庋赝屏S承表面38并在推力軸39的外周邊和軸頸軸承41之間經(jīng)過。然后，空氣進(jìn)一步向下游通過，并且越過軸承34。另外，孔將空氣送入空氣軸承軸32的內(nèi)部33?？諝庋乜諝廨S承軸32的外周邊以及軸承34的內(nèi)周邊經(jīng)過，以提供空氣軸承。然后，該空氣來到區(qū)域37，并最終來到冷卻空氣出口 50。另外，空氣的一部分穿過空氣孔58 (參加圖2和圖3)進(jìn)入內(nèi)部空間33。圖IB示出了示例軸承34的結(jié)構(gòu)，軸承34具有外表面和內(nèi)褶皺100，其限定了褶皺 100與褶皺100內(nèi)部及空氣軸承軸32外部之間的流動通道。圖2示出了空氣軸承軸32的主體。如圖所示，當(dāng)空氣軸承軸32被安裝在壓縮機(jī)中時，第一圓柱形部分52將會被定位成鄰近于馬達(dá)觀。斜坡部分M以不垂直且不平行于空氣軸承軸52的中軸線X的角度傾斜。中軸線X也是軸30的旋轉(zhuǎn)軸線。斜坡部分討通向第二圓柱形部分56。第二圓柱形部分56具有比第一圓柱形部分52更大的直徑?？?8用于將空氣輸送到軸32的內(nèi)部以及空間33，孔58居中設(shè)置在離軸32的端部71軸向距離Dl處。內(nèi)凸緣70位于端部71和孔58之間?？?8具有直徑D2。在孔58處的至空氣軸承軸32內(nèi)周邊的直徑為D3。在一個實施例中，Dl是2. 83英寸(7. 18 cm)。D2是0. 257英寸(0. 653 cm)，并且 D3是1.650。在一個實施例中，Dl與D2的比在10. 80和11. 21之間，并且D3與D2的比在 6. 30和6. 54之間。如圖3所示，在該實施例中，存在大量的孔58。具體地，在軸32的圓周上有十二個等距間隔的孔。提供十二個孔確保了相對于在空氣軸承軸32的外周邊和軸承34的內(nèi)周邊之間經(jīng)過到達(dá)區(qū)域37的空氣而言，將會有充足的空氣被輸送到區(qū)域33。為了組裝壓縮機(jī)20，轉(zhuǎn)子22和馬達(dá)轉(zhuǎn)子110可各自被放置在液氮中以使它們的尺寸收縮。然后，推力軸承軸39和空氣軸承軸32可被放置在馬達(dá)轉(zhuǎn)子110上。空氣軸承軸32的第一圓柱形部分52擱在馬達(dá)轉(zhuǎn)子110上，如圖所示。進(jìn)一步，空氣軸承軸的前端71 擱在轉(zhuǎn)子22上。另外，系桿支撐111被壓配合到空氣軸承軸32的內(nèi)部，并且抵靠凸緣70。 系桿支撐111還進(jìn)一步與主軸或系桿30干涉配合。當(dāng)轉(zhuǎn)子110和22變暖時，它們膨脹并且鎖定在軸32和39上。系桿30被插入穿過轉(zhuǎn)子22、空氣軸承軸32、轉(zhuǎn)子110和推力軸承軸39，并且系桿被用螺母收緊以將所有的經(jīng)組裝的部件固定到一起。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可認(rèn)識到某些修改會落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。為此，應(yīng)研究所附權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種空氣軸承軸，包括軸主體，所述軸主體具有第一圓柱形部分和斜坡表面，所述第一圓柱形部分具有相對小的外直徑，所述斜坡表面以不垂直且不平行于所述軸主體的中軸線的角度延伸，所述斜坡表面通向第二圓柱形部分，所述第二圓柱形部分具有大于所述第一圓柱形部分的直徑的直徑；十二個空氣孔，所述十二個空氣孔形成在所述軸主體中并且延伸到所述第二圓柱形部分的內(nèi)部中，鉆孔直徑被限定至所述空氣孔處的所述第二圓柱形部分的內(nèi)周邊，并且所述鉆孔直徑與所述空氣孔的直徑的比在6. 30和6. 54之間。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣軸承軸，其中，從遠(yuǎn)離所述斜坡部分的所述第二圓柱形部分的軸向端部限定一距離，并且所述距離與所述空氣孔的所述直徑的比在10. 80和11.21 之間。
3.如權(quán)利要求2所述的空氣軸承軸，其中，所述十二個孔在所述第二圓柱形部分的圓周周圍等距地間隔。
4.一種空氣軸承組件，包括軸頸軸承，所述軸頸軸承具有空氣流動通道；以及空氣軸承軸，所述空氣軸承軸具有軸主體，所述軸主體具有第一圓柱形部分和斜坡表面，所述第一圓柱形部分具有相對小的外直徑，所述斜坡表面以不垂直且不平行于所述軸主體的中軸線的角度延伸，所述斜坡表面通向第二圓柱形部分，所述第二圓柱形部分具有大于所述第一圓柱形部分的直徑的直徑；和十二個空氣孔，所述十二個空氣孔形成在所述軸主體中并且延伸到所述第二圓柱形部分的內(nèi)部中，鉆孔直徑被限定至所述空氣孔處的所述第二圓柱形部分的內(nèi)周邊，并且所述鉆孔直徑與所述空氣孔的直徑的比在6. 30和6. 54之間。
5.如權(quán)利要求4所述的空氣軸承組件，其中，從遠(yuǎn)離所述斜坡部分的所述第二圓柱形部分的軸向端部限定一距離，并且所述距離與所述空氣孔的所述直徑的比在10. 80和 11. 21之間。
6.如權(quán)利要求5所述的空氣軸承組件，其中，所述十二個孔在所述第二圓柱形部分的圓周周圍等距地間隔。
7.如權(quán)利要求4所述的空氣軸承組件，其中，所述軸頸軸承具有多個褶皺以形成空氣通道。
8.一種用于向飛機(jī)客艙供應(yīng)空氣的空氣壓縮機(jī)，包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動主軸，所述主軸驅(qū)動壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子；空氣軸承系統(tǒng)，所述空氣軸承系統(tǒng)包括空氣供應(yīng)、空氣軸承和中軸線，所述空氣供應(yīng)用于向殼體中供應(yīng)空氣源，所述殼體用于容納所述馬達(dá)、所述主軸和所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，所述空氣軸承位于空氣軸承軸徑向外側(cè)，所述中軸線由所述主軸限定，所述空氣軸承軸向地位于所述馬達(dá)和所述轉(zhuǎn)子之間；以及所述空氣軸承軸具有軸主體，所述軸主體具有第一圓柱形部分和斜坡表面，所述第一圓柱形部分具有相對小的外直徑，所述斜坡表面以不垂直且不平行于所述軸主體的中軸線的角度延伸，所述斜坡表面通向第二圓柱形部分，所述第二圓柱形部分具有大于所述第一圓柱形部分的直徑的直徑；和十二個空氣孔，所述十二個空氣孔形成在所述軸主體中并且延伸到所述第二圓柱形部分的內(nèi)部中，鉆孔直徑被限定至所述空氣孔處的所述第二圓柱形部分的內(nèi)周邊，并且所述鉆孔直徑與所述空氣孔的直徑的比在6. 30和6. 54之間。
9.如權(quán)利要求8所述的空氣壓縮機(jī)，其中，從遠(yuǎn)離所述斜坡部分的所述第二圓柱形部分的軸向端部限定一距離，并且所述距離與所述空氣孔的所述直徑的比在10. 80和11.21 之間。
10.如權(quán)利要求9所述的空氣壓縮機(jī)，其中，所述十二個孔在所述第二圓柱形部分的圓周周圍等距地間隔。
11.如權(quán)利要求8所述的空氣壓縮機(jī)，其中，所述空氣軸承包括多個褶皺以限定空氣通道。
12.如權(quán)利要求8所述的空氣壓縮機(jī)，其中，所述第一圓柱形部分被固定在所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的外周邊上，并且遠(yuǎn)離所述斜坡部分的所述第二圓柱形部分的端部被固定在所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的表面上，所述主軸是系桿，所述系桿延伸穿過所述轉(zhuǎn)子、所述空氣軸承軸和所述馬達(dá)轉(zhuǎn)子并且將所述部件固定到一起以作為一體旋轉(zhuǎn)。
13.—種在壓縮機(jī)中安裝空氣軸承軸的方法，包括步驟(a)提供空氣軸承軸，所述空氣軸承軸具有軸主體，所述軸主體包括第一圓柱形部分和斜坡表面，所述第一圓柱形部分具有相對小的外直徑，所述斜坡表面以不垂直且不平行于所述軸主體的中軸線的角度延伸，所述斜坡表面通向第二圓柱形部分，所述第二圓柱形部分具有大于所述第一圓柱形部分的直徑的直徑；十二個空氣孔，所述十二個空氣孔形成在所述軸主體中并且延伸到所述第二圓柱形部分的內(nèi)部中，鉆孔直徑被限定至所述空氣孔處的所述第二圓柱形部分的內(nèi)周邊，并且所述鉆孔直徑與所述空氣孔的直徑的比在6. 30和6. 54之間；(b)將所述空氣軸承軸固定到馬達(dá)轉(zhuǎn)子并固定到壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子；(c)用系桿將所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、所述空氣軸承軸和所述馬達(dá)轉(zhuǎn)子固定到一起，所述系桿被收緊以固定所述部件從而作為一體旋轉(zhuǎn)；以及(d)將所述空氣軸承軸盤定位在相對的殼體表面之間，所述相對的殼體表面限定推力軸承表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于壓縮機(jī)中的空氣軸承和馬達(dá)冷卻的軸，具體地，一種空氣軸承軸具有第一圓柱形部分和斜坡表面，所述第一圓柱形部分具有相對小的外直徑，所述斜坡表面以不垂直且不平行于軸主體的中軸線的角度延伸。所述斜坡表面通向所述軸的第二圓柱形部分，所述第二圓柱形部分具有大的外直徑，其大于所述第一圓柱形部分的直徑。形成了十二個空氣孔以延伸到所述第二圓柱形部分的內(nèi)部中。鉆孔直徑被限定至所述空氣孔的位置處的所述第二圓柱形部分的內(nèi)周邊。所述鉆孔直徑與所述空氣孔的直徑的比在6.30和6.54之間。另外，軸承組件、壓縮機(jī)以及將空氣軸承軸并入壓縮機(jī)中的方法也全部被公開和要求保護(hù)。
文檔編號F04D29/053GK102400942SQ20111027287
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者J. 默里特 B., M. 比爾斯 C. 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司