具有密封軸的空氣循環(huán)的制造方法
【專利摘要】一種用于空氣循環(huán)機的密封軸具有兩個軸向邊緣。測量所述軸向邊緣處的接觸面之間的軸向距離，其中尺寸具有公差。保持所述邊緣面上的多個隔開位置處的所述軸向距離之間的最大變化，其中所述最大變化與所述公差的比率小于.2。還公開了轉(zhuǎn)子總成、空氣循環(huán)機和方法。
【專利說明】具有密封軸的空氣循環(huán)機
[0001]發(fā)明背景
[0002]本申請涉及一種用于在空氣循環(huán)機中支撐密封件的密封軸，且其中密封軸被設(shè)計為消除密封軸面之間的距離變化。
[0003]空氣循環(huán)機為人們所熟知且經(jīng)常被用于飛機空氣供給系統(tǒng)，諸如用于飛機座艙的空氣調(diào)節(jié)。
[0004]在空氣循環(huán)機中，一對渦輪轉(zhuǎn)子由加壓空氣驅(qū)動，以進而驅(qū)動用以驅(qū)動壓縮機和風扇的軸。由壓縮機壓縮并由風扇移動的空氣被用于在相關(guān)聯(lián)的飛機上的各種操作。
[0005]在一種類型的空氣循環(huán)機中，第一級渦輪轉(zhuǎn)子被軸向定位在鄰近壓縮機轉(zhuǎn)子的位置處。盤形密封件被固定在殼體中的兩個轉(zhuǎn)子之間。密封軸隨主軸旋轉(zhuǎn)且徑向位于該盤形密封件的內(nèi)部。在現(xiàn)有技術(shù)中，密封軸有時會具有沿軸向邊緣的變化。甚至密封軸上的邊緣的位置的小變化也可導(dǎo)致兩個轉(zhuǎn)子之間的扭結(jié)。即，如果密封軸邊緣不像所期望的那樣，則可能具有產(chǎn)生不平衡的轉(zhuǎn)子重心的變化，這可導(dǎo)致振動。
發(fā)明概要
[0006]用于空氣循環(huán)機的密封軸具有兩個軸向邊緣。測量軸向邊緣處的接觸面之間的軸向距離，其中尺寸具有公差。保持邊緣面上的多個隔開位置處的軸向距離之間的最大變化，其中最大變化與公差的比率小于.2。還公開了轉(zhuǎn)子總成、空氣循環(huán)機和方法。
[0007]可利用下面的附圖和說明書更好地理解這些和其它特征。
[0008]附圖簡述
[0009]圖1示意性示出空氣循環(huán)機。
[0010]圖2示出用于圖1的空氣循環(huán)機的密封軸。
[0011]圖3示出密封軸的前視圖。
【具體實施方式】
[0012]空氣循環(huán)機20被示于圖1中。軸22由第一級渦輪轉(zhuǎn)子28驅(qū)動，其接收壓縮空氣源。加壓空氣驅(qū)動第一級渦輪28以轉(zhuǎn)動且然后傳遞通過第二級渦輪24。兩個渦輪級24和28驅(qū)動軸22且也進而驅(qū)動壓縮機轉(zhuǎn)子32和風扇轉(zhuǎn)子36。壓縮機上的出口 34和風扇36上的出口 37與在飛機上使用的空氣200連通，如示意圖所示出。
[0013]盤形密封件40分別具有轉(zhuǎn)子28和32之間的密封面90和92。盤形密封件40被支撐在密封軸42上。密封軸42具有軸向邊緣44和46，其被定位在相關(guān)聯(lián)軸部分99上的結(jié)構(gòu)之間。密封軸42隨轉(zhuǎn)子28和32轉(zhuǎn)動。密封軸42可以是轉(zhuǎn)子28和32上的壓配合。
[0014]如上所述，密封軸42必須被精確地放置和支撐，否則，可能會具有盤形密封件40的位置相對于轉(zhuǎn)子28和32中的一個的變化。
[0015]密封軸42被更好地示于圖2中。具有軸向接觸面100和102，其分別與軸向邊緣44和46相關(guān)聯(lián)。外凸緣106形成于每個邊緣44和46處,且徑向內(nèi)表面104處于邊緣106的軸向向內(nèi)的外圓周。具有沿內(nèi)表面104的徑向向外延伸的向上延伸件100，和周向隔開的空氣孔110。
[0016]距離Cl1可沿軸向中心線X被限定在接觸面100和102之間。在一個實施方案中，Cl1 是.770 英寸(1.955cm)加或減.002 英寸(.005cm)。
[0017]如圖所示，在接觸面100和102上具有很多徑向隔開位置，如被示出為A、B和C。圖3清楚地示出隔開位置A、B且C可沿周向隔開。當然，具有無限數(shù)量的這些位置。在這些位置中的任一位置處，精確距離Cl1都可變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過具有上述尺寸的密封軸，在A、B或C處所測量的(I1距離之間的公差被保持在.0005英寸(.0012cm)以下。這有時會導(dǎo)致上面提到的扭結(jié)問題。
[0018] 申請人:的當前公開確保了在A、B和C處所測量的距離Cl1 (和其它無限距離)之間的差異將被保持為小于.0003英寸。換言之，不同徑向位置處的距離Cl1之間所允許的變化被保持為相對較小，并且使得距離A、B和C之間的最大變化與公差的絕對值(此處為.002)的比率小于.2，優(yōu)選小于.175，且最優(yōu)選是.15。
[0019]為了限定接觸面100和102的目的，在孔111和接觸面100和102之間形成的倒角201不是接觸面100和102的部分。
[0020]可利用已知的技術(shù)來測量變化。
[0021]如圖2示意性示出，如果在位置300處發(fā)現(xiàn)較大變化，可在該位置處如示意圖所示通過工具302進一步加工。
[0022]如所公開的方法包括從渦輪轉(zhuǎn)子28和壓縮機轉(zhuǎn)子32的中間位置處從殼體上移除密封軸的步驟。如以上所公開，所移除的密封軸被更換為密封軸42。
[0023]如上所述的方法在某種程度上被簡化。事實上，為了更換密封軸，空氣循環(huán)機20通常必須被移除，包括拆卸殼體和轉(zhuǎn)子。為了移除現(xiàn)有的密封軸，壓配合將必須被打破。在與新密封軸42配合之前，可通過在液氮中冷卻轉(zhuǎn)子28和32來實現(xiàn)與替換密封軸42的新壓配合。
[0024]雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的一個實施方案，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，某些修改也將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。出于這個原因，應(yīng)研判上面的權(quán)利要求書來確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于空氣循環(huán)機的密封軸，其包括: 中心位于中心軸的主體，所述主體限定內(nèi)孔且外表面包括兩個軸向邊緣中的每處的徑向向外延伸凸緣；和外圓周表面處的徑向內(nèi)表面，其中徑向向外延伸件相對于所述向外延伸凸緣在所述徑向內(nèi)表面的相對側(cè)上軸向隔開且多個空氣孔從所述外圓周表面延伸到所述內(nèi)孔；和 測量于所述軸向邊緣上的接觸面之間的軸向距離，所述軸向距離具有公差，且保持所述接觸面上的多個隔開位置處的所述軸向距離之間的最大變化，其中所述最大變化與所述公差的比率小于.2。
2.如權(quán)利要求1所述的密封軸，其中所述比率小于.175。
3.如權(quán)利要求2所述的密封軸，其中所述軸向距離是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大變化是.0003英寸(.762cm)。
4.一種包括如權(quán)利要求1所述的用于空氣循環(huán)機的密封軸的轉(zhuǎn)子總成，其包括: 隨軸轉(zhuǎn)動的一對渦輪轉(zhuǎn)子、隨所述軸轉(zhuǎn)動的壓縮機轉(zhuǎn)子、和隨所述軸和定位在所述渦輪轉(zhuǎn)子和所述壓縮機轉(zhuǎn)子中的一個的中間的密封軸轉(zhuǎn)動的風扇轉(zhuǎn)子。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子總成，其中所述比率小于.175。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子總成，其中所述軸向距離是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大變化是.0003英寸(.762cm)。
7.一種包括如權(quán)利要求1所述的密封軸的空氣循環(huán)機，其包括: 容納轉(zhuǎn)子總成的殼體，所述轉(zhuǎn)子總成包括隨軸轉(zhuǎn)動的一對渦輪轉(zhuǎn)子、隨所述軸轉(zhuǎn)動的壓縮機轉(zhuǎn)子、和隨所述軸和定位在所述渦輪轉(zhuǎn)子和所述壓縮機轉(zhuǎn)子中的一個的中間的密封軸轉(zhuǎn)動的風扇轉(zhuǎn)子。
8.如權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)機，其中所述比率小于.175。
9.如權(quán)利要求8所述的空氣循環(huán)機，其中所述軸向距離是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大變化是.0003英寸(.762cm)。
10.一種更換空氣循環(huán)機中的密封軸的方法，其包括步驟: 從渦輪轉(zhuǎn)子和壓縮機轉(zhuǎn)子的中間位置處從殼體上移除密封軸并更換新密封軸；和 所述新密封軸包括中心位于中心軸的主體，所述主體限定內(nèi)孔且外表面包括兩個軸向邊緣中的每處的徑向向外延伸凸緣；和外圓周表面處的徑向內(nèi)表面，其中徑向向外延伸件相對于所述向外延伸凸緣在所述徑向內(nèi)表面的相對側(cè)上軸向隔開且多個空氣孔從所述外圓周表面延伸到所述內(nèi)孔；測量于所述軸向邊緣上的接觸面之間的軸向距離，所述軸向距離具有公差，且保持所述接觸面上的多個隔開位置處的所述軸向距離之間的最大變化，其中所述最大變化與所述公差的比率小于.2。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述比率小于.175。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述軸向距離是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大變化是.0003英寸(.762cm)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中更換所述新密封軸包括在所述新密封軸與所述渦輪和所述壓縮機轉(zhuǎn)子之間建立壓配合。
【文檔編號】F04D29/26GK103967828SQ201410044029
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】M.維納利, R.M.普拉格盧斯基 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司