动态润滑的轴承和动态润滑轴承的方法技术

动态润滑的轴承和动态润滑轴承的方法，包括在燃气涡轮发动机中使用的轴承。这样的轴承(100)包括：内座圈(102)，其具有内座圈凹槽(110)；外座圈(104)，其具有与内座圈凹槽(110)相对的外座圈凹槽(112)；滚动元件(106)，其设置在内座圈(102)和外座圈(104)之间且与内座圈凹槽(110)和外座圈凹槽(112)滚动接触；以及保持架(108)，其设置在内座圈(102)和外座圈(104)之间以维持滚动元件(106)之间的分离。润滑剂被引入内座圈(102)和外座圈(104)之间的腔体中，并且内座圈相对于外座圈的旋转导致空气进入包含滚动元件(106)的保持架(108)的兜孔，这继而导致润滑剂离开轴承的腔体。

Method of dynamically lubricated bearings and dynamic lubricating bearings

Dynamic lubrication of bearings and dynamic lubrication bearings, including bearings used in gas turbine engines. This bearing (100) comprises an inner seat (102), with the inner ring groove (110); the outer race (104), and its inner ring groove (110) relative to the outer ring groove (112); rolling element (106), the inner race and the outer race ((102) 104) and the inner raceway groove (110) and the outer ring groove (112) rolling contact; and a retainer (108), the seat (102) is arranged in the inner and outer ring (104) between the rolling element (106) to maintain the separation between. The lubricant is introduced into the inner race and the outer race (102) (104) between the cavity, and the inner race rotate relative to the outer race lead air into the rolling element (106) includes the holder (108) of the pocket, which in turn led to the cavity left bearing lubricant.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动态润滑的轴承和动态润滑轴承的方法
本专利技术大体上涉及轴承，并且更具体地涉及动态润滑类型的轴承，其中轴承被构造成抑制润滑剂的粘性发热且由此在相对较低的温度下操作。
技术介绍
图1示意性地示出本领域已知类型的高旁通(high-bypass)涡扇发动机10。发动机10示意性地示出为包括机舱12和核心发动机模块14。位于核心模块14前面的风扇组件16包括风扇叶片18的阵列。核心模块14示出为包括高压压缩机22、燃烧器24、高压涡轮26和低压涡轮28。空气被抽入发动机10的入口管道20，然后在输送至燃烧器24之前由压缩机22压缩，在燃烧器24处，压缩空气与燃料混合并点燃以产生在通过主排气喷嘴30排放之前穿过涡轮26和28的热燃烧气体。为了产生额外的发动机推力，进入风扇组件16的空气的大部分旁通通过环形旁通管道32，然后通过风扇出口喷嘴34离开。图1示意性地示出高压压缩机22和高压涡轮26，它们安装在相同的轴36上，使得穿过高压涡轮26的热排放气体流经由轴36转动涡轮26和压缩机22。轴36用多个滚动元件轴承支撑，在这些轴承中，滚珠轴承38在图1中示出为位于压缩机22的入口附近。轴36安装在轴承38的内座圈内，而轴承38的外座圈由核心发动机模块14的静态结构支撑。从图1中应当显而易见的是，轴承38的轴线与发动机10的中心线35重合。图2示出图1的轴承38的一部分的剖视图。作为滚珠轴承，轴承38示出为包括内座圈40、外座圈42、滚动元件(滚珠)44(图2中仅示出其中之一)、以及保持架46。滚动元件44驻留在分别限定于座圈40和42的相对表面中的凹槽50和52内，使得凹槽50和52共同限定轴承38的承载接触表面。保持架46用于维持滚动元件44之间的分离。在图2中，每个凹槽50和52示出为具有半球形横截面形状，该形状紧密配合滚动元件44的曲率，但具有比滚动元件44略大的半径。这样的形状通常称作圆拱，并且在每个滚动元件与每个单独的座圈40和42之间提供单个接触点。如图2中示意性地所示，接触点或接触面(patch)54和56沿直径相对。术语“接触面”是指以下事实：当轴承被加载时，真正的点接触不存在，并且接触面54和56具有通过在滚动元件44与座圈40和42之间加载导致的椭圆形形状。由于轴36所需的高旋转速度，轴承38必须以高旋转速度操作。具体而言，虽然外座圈42不旋转，但内座圈40以与轴36相同的速度旋转，并且在内外座圈之间的滚动元件44以比内座圈42低的速度绕内座圈42旋转。图1中所示类型的高速滚珠轴承常常用流过轴承38的润滑剂来动态冷却。在图2中，轴承38的内座圈40设有呈多个入口48形式的座圈下润滑特征，润滑剂(典型地，油)通过入口48引入到由轴承38的内座圈40和外座圈42限定且在它们之间的环形腔体58中。润滑剂在腔体58内提供滚动元件44和保持架46的润滑和冷却两者。在由旋转的内座圈40导致的离心力的影响下，通过入口48供应的润滑剂径向向外流动而接触保持架46、滚动元件44和外座圈42。如图2中所示，由于轴承38设有座圈下润滑系统，保持架46通常被构造成使得它抵靠内座圈40上的保持架基台(land)60。由于外座圈42不旋转，而内座圈40、滚动元件44和保持架46以不同速度移动，所以腔体58内的润滑剂趋于翻腾(churn)，如本文所用，翻腾是指在腔体58内的非均匀流型。分析显示，翻腾主要发生在外座圈42处，并且更具体地在外座圈42的凹槽52内，在此，润滑剂在离开轴承38之前趋于积聚。分析还表明，作为由高速滚动元件44的旋转效应产生的低压区域的结果，在保持架46和内座圈40之间发生翻腾。在常规的动态润滑轴承设计中，润滑剂在轴承38的两个轴向端62和64上的保持架46的内径和外径处离开轴承38，考虑到保持架46抵靠内座圈保持架基台60的定位，大部分润滑剂在保持架46的外径处离开。而且，当轴承38以轴向负载操作(如图2中所示)时，大部分润滑剂将在保持架46的外径处且在轴承38的非承载侧离开。已提出促进滚动元件轴承的润滑的各种方法，包括减少在高旋转速度下热量生成的努力。公开于授予Dusserre-Telmon等人的美国专利No.5,749,660中的一种这样的方法是在外座圈中包括泄放特征。泄放特征为孔口，其具有位于外座圈的凹槽中的入口和位于外座圈的外周边上的出口，使得润滑剂通过在径向向外方向上完全流过外座圈而从轴承泄出。内座圈和外座圈的凹槽不具有与滚动元件的曲率匹配的圆形横截面形状，而是被描述为具有偏圆锥的形状，该形状限定形成每个凹槽的中心圆周的一部分的顶点。因此，滚动元件绝不会覆盖位于外座圈凹槽中的泄放孔口，而是在孔口的每侧上的两个侧向接触面处接触外座圈。这样的构型类似于常规的轴承座圈，其具有通常称作哥特式尖拱的构造，在这种情况下，座圈由两个具有不同曲率轴的半径限定，与由单个半径限定的上述圆拱相反。类似地，滚动元件在入口孔口(其形成于内座圈中，以将润滑剂引入轴承内)的每侧上的两个侧向接触面处接触内座圈凹槽，结果是每个滚动元件可具有少至两个且多至四个的与内座圈和外座圈接触的接触点。虽然无意促进美国专利No.5,749,660的任何特定解释，但看起来四点接触也许不能够在转子推力负载在从低速条件向高速条件转变期间改变方向时将出现的低轴向负载条件下操作，该低轴向负载条件是图1中所示类型的大多数燃气涡轮机应用中要求的。而且，泄放孔口可促进外座圈中的显著的应力集中，并且降低轴承经受诸如风扇叶片脱落条件的超高负载事件的能力。
技术实现思路
本专利技术提供动态润滑的轴承和动态润滑轴承的方法，包括适合在燃气涡轮发动机中使用的类型的轴承。根据本专利技术的第一方面，动态润滑的轴承包括：内座圈，其具有在一对内座圈保持架基台之间的内座圈凹槽；外座圈，其围绕内座圈且具有外座圈凹槽，该外座圈凹槽在一对外座圈保持架基台之间并且与内座圈凹槽相对；滚动元件，其设置在内座圈和外座圈之间并且与内座圈凹槽和外座圈凹槽滚动接触；以及保持架，其设置在内座圈和外座圈之间以维持滚动元件之间的分离。保持架包括侧导轨和在侧导轨之间的间隔件，其共同限定其中单独地接纳滚动元件中的每一个的兜孔。侧导轨限定：保持架的一对外径表面，其面向保持架的外座圈保持架基台；以及保持架的相对设置的一对内径表面，其面向保持架的内座圈保持架基台。轴承被构造用于将润滑剂引入到内座圈和外座圈之间的腔体内，并且在保持架中设有特征，用于通过将兜孔流体互连到在轴承的一对轴向端部中的至少一个周围的外部环境而使空气能够侵入兜孔内。本专利技术的另一方面是一种动态润滑包括上述元件的轴承的方法。该方法包括在燃气涡轮发动机中安装轴承，以便支撑将燃气涡轮发动机的压缩机与涡轮互连的轴。润滑剂被引入在内座圈和外座圈之间的腔体内，并且内座圈相对于外座圈旋转，使得空气通过所述特征进入保持架的兜孔内并导致润滑剂离开轴承的腔体。本专利技术的另一方面是一种动态润滑轴承的方法，该轴承包括：内座圈，其具有在一对内座圈保持架基台之间的内座圈凹槽；外座圈，其具有在一对外座圈保持架基台之间且与内座圈凹槽相对的外座圈凹槽；滚动元件，其设置在内座圈和外座圈之间并且与内座圈凹槽和外座圈凹槽滚动接触；以及保持架，其设置在内座圈和外座圈之间以维持滚动元件之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态润滑的轴承，包括：内座圈，其具有在一对内座圈保持架基台之间的内座圈凹槽；外座圈，其围绕所述内座圈以便限定在所述外座圈和所述内座圈之间的环形腔体，所述外座圈具有在一对外座圈保持架基台之间且与所述内座圈凹槽相对的外座圈凹槽；滚动元件，其设置在所述内座圈和所述外座圈之间且与所述内座圈凹槽和所述外座圈凹槽滚动接触；保持架，其设置在所述内座圈和所述外座圈之间以维持所述滚动元件之间的分离，所述保持架包括侧导轨和在所述侧导轨之间的间隔件，其共同限定其中单独地接纳所述滚动元件中的每一个的兜孔，所述侧导轨限定所述保持架的一对外径表面和所述保持架的相对设置的一对内径表面，所述一对外径表面面向所述外座圈的所述外座圈保持架基台，所述一对内径表面面向所述内座圈的所述内座圈保持架基台；用于将润滑剂引入所述内座圈和所述外座圈之间的所述腔体内的机构；以及在所述保持架中用于使空气能够侵入所述保持架的所述兜孔内的特征，所述特征选自在所述保持架的所述内径表面和/或所述外径表面中的凹进表面特征或通过所述保持架的所述侧导轨中的至少一个的通孔特征，所述特征将所述兜孔流体互连到在所述轴承的一对轴向端中的至少一个周围的外部环境。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.10 US 13/2696861.一种动态润滑的轴承，包括：内座圈，其具有在一对内座圈保持架基台之间的内座圈凹槽；外座圈，其围绕所述内座圈以便限定在所述外座圈和所述内座圈之间的环形腔体，所述外座圈具有在一对外座圈保持架基台之间且与所述内座圈凹槽相对的外座圈凹槽；滚动元件，其设置在所述内座圈和所述外座圈之间且与所述内座圈凹槽和所述外座圈凹槽滚动接触；保持架，其设置在所述内座圈和所述外座圈之间以维持所述滚动元件之间的分离，所述保持架包括侧导轨和在所述侧导轨之间的间隔件，其共同限定其中单独地接纳所述滚动元件中的每一个的兜孔，所述侧导轨限定所述保持架的一对外径表面和所述保持架的相对设置的一对内径表面，所述一对外径表面面向所述外座圈的所述外座圈保持架基台，所述一对内径表面面向所述内座圈的所述内座圈保持架基台；用于将润滑剂引入所述内座圈和所述外座圈之间的所述腔体内的机构；以及在所述保持架中用于使空气能够侵入所述保持架的所述兜孔内的特征，所述特征选自在所述保持架的所述内径表面和/或所述外径表面中的凹进表面特征或通过所述保持架的所述侧导轨中的至少一个的通孔特征，所述特征将所述兜孔流体互连到在所述轴承的一对轴向端中的至少一个周围的外部环境。2.根据权利要求1所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述内座圈凹槽和所述外座圈凹槽中的至少一个具有哥特式尖拱形状。3.根据权利要求1所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述内座圈凹槽和所述外座圈凹槽中的至少一个具有圆拱形状。4.根据权利要求1所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述凹进表面特征限定连续的通槽，所述连续的通槽在所述凹进表面特征的所述内径表面或外径表面下方凹进，并且将所述兜孔流体互连到在所述轴承的所述一对轴向端周围的所述外部环境。5.根据权利要求4所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述凹进表面特征被限定在所述保持架的至少所述外径表面中。6.根据权利要求5所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述外径表面中的第一个的所述凹进表面特征被定向成以锐角倾斜于所述滚动元件在所述内座圈凹槽和外座圈凹槽内行进的方向，并且所述外径表面中的第二个的所述凹进表面特征被定向成以钝角倾斜于所述滚动元件在所述内座圈凹槽和外座圈凹槽内行进的所述方向。7.根据权利要求5所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述凹进表面特征被定向成垂直于所述滚动元件在所述内座圈凹槽和外座圈凹槽内行进的方向。8.根据权利要求4所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述凹进表面特征被限定在所述保持架的至少所述内径表面中。9.根据权利要求4所述的动态润滑的轴承，其特征在于，所述凹进表面特征延伸至其所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：BA卡特，PH桑利，SK波特努鲁，L舒拉西亚，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US