推力轴承总成制造技术

一种液体动压推力轴承具有环形板、多个轴承箔片和多个缓冲箔片。所述环形板具有第一面和与第一面相反的第二面。所述轴承箔片具有弧形形状并且接合至所述环形板的第一面。所述缓冲箔片具有弧形和波纹形形状并且接合至所述环形板的第二面。一种制造液体动压推力轴承的方法包括：使用整体地形成的间隔物将所述轴承箔片和缓冲箔片接合至所述环形板，其中每个缓冲箔片对应于轴承箔片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液体动压推力轴承，并且更具体地说，涉及旋转机械中所使用的重量轻并且可靠的液体动压推力轴承。
技术介绍
液体动压推力轴承依赖轴杆(通常被称为推力转子)与轴承之间的相对旋转来在推力转子与轴承之间产生非线性流体膜。当轴杆和轴承的相对旋转与流体相互作用来产生并维持轴杆与轴承之间的加压流体楔时，流体膜形成。加压流体楔将推力或轴向载荷从推力转子传送至轴承，流体通常是空气或油。每个液体动压推力轴承由多个轴承箔片(也称为顶部箔片)和多个缓冲箔片组成。在典型布置中，多个轴承箔片和缓冲箔片焊接至环形板的同一例，这个总成形成推力轴承。因为这种类型的推力轴承常常是相对薄的，所以焊接方法可在环形板内产生变形，这种变形会抑制流体膜形成并且降低轴承性能。以前为了纠正变形过程所做的尝试生产具有多个环形板的推力轴承，轴承箔片焊接至第一环形板并且缓冲箔片焊接至第二环形板。然而，与没有这些额外抗变形结构的推力轴承相比，这种类型的推力轴承具有更大的重量和更复杂的组装方法。此外，制造方法可在推力轴承结构中引入会减少使用寿命的缺陷。典型制造方法可涉及使用放电加工方法或EDM方法来形成轴承部件。EDM方法可在轴承部件的已加工边缘上形成毛刺或金属壳。如果不加以处理，这些毛刺可能会形成裂纹，裂纹最终会蔓延，从而
导致推力轴承的使用寿命减少。降低液体动压推力轴承的重量并且增加其使用寿命依然是设计师和制造商的目标。因此，存在使用不妨碍液体动压推力轴承的使用寿命的制造方法来提供轻重量、抗变形设计的需要。
技术实现思路
一种液体动压推力轴承具有环形板、多个轴承箔片和多个缓冲箔片。所述环形板具有第一面和与第一面相反的第二面。所述轴承箔片具有弧形形状并且接合至所述环形板的第一面。所述缓冲箔片具有弧形和波纹形形状并且接合至所述环形板的第二面。一种制造液体动压推力轴承的方法包括：形成环形板，所述环形板具有接合至所述环形板的第一面的间隔物；形成多个弧形轴承箔片；以及形成多个弧形和波纹形缓冲箔片。所述方法可以还包括：将多个缓冲箔片接合至所述环形板的与第一面相反的第二面，每个缓冲箔片对应于轴承箔片；以及将多个轴承箔片接合至所述环形板的第一面，每个轴承箔片与间隔物相关联。附图说明图1是推力轴承的透视图。图2是图1的推力轴承的平面图，其展示轴承箔片面。图3是图1的推力轴承的平面图，其展示缓冲箔片面。图4是图1的推力轴承的部分侧视图。图5是图1的已安装推力轴承的透视图。图6是展示随着旋转速度而变化的施加于推力轴承上的圆周载荷或扭矩的图。图7是描述制造图1的推力轴承的方法的流程图。具体实施方式图1是推力轴承10的透视图，这个推力轴承10具有穿过推力轴承10的几何中心的轴线12。轴线12界定参考坐标系，其中轴向平行于轴线12，径向垂直于轴线12，并且周向对应于围绕轴线12的角方向。推力轴承10包括环形板14、间隔物16、轴承箔片18和缓冲箔片20。环形板14还包括附接突舌22、22a和22b以及开槽24、24a、24b和24c。环形板14提供用于安装间隔物16、轴承箔片18和缓冲箔片20的结构。通常，轴承箔片18和缓冲箔片20附接至环形板14的相反两面25a和25b，并且间隔物16布置于轴承箔片18与环形板14之间。轴承箔片18具有沿着径向延伸边缘26、在环形板14与轴承箔片18的最外部面之间的间隙来促进轴承箔片18附接至环形板14。轴承箔片18具有相邻轴承箔片18之间的间隙，在一些实施方案中，这个间隙大约等于0.050英寸。缓冲箔片20是波纹形的。间隔物16可为附接至环形板14的单独部件或与环形板14整体地形成。在任一种情况下，间隔物16的形状可被设定为以有利于在操作推力轴承10期间形成液力流体膜的方式支撑轴承箔片18。举例来说，间隔物16可具有与轴承箔片18和缓冲箔片20协作以促进液力楔形成的大体上扁平形状。在图1展示的实施方案中，推力轴承10具有七个间隔物16、七个轴承箔片18和七个缓冲箔片20。间隔物16、轴承箔片18和缓冲箔片20的数目取决于轴承大小和轴承应用的具体载荷要求；然而，每个部件的奇数可有利于使轴承部件从旋转机器的自然频率谐波中去谐。较高载荷或较大大小要求会增加推力轴承10的所需轴承面积。当轴承面积增加时，间隔物16、轴承箔片18和缓冲箔片20的数目通常增加以便限制由任何单组部件所抵抗的载荷部分。在其它应用中，大小限制可能要求减少部件数目。因此，本领域技术人员应理解，
本专利技术将适用于具有更多或更少间隔物和箔片的其它推力轴承。图2是推力轴承10的平面图，在这个图中可以更好地理解轴承箔片18的构型。每个轴承箔片18具有由内径、外径、厚度和夹角界定的弧形形状，其形成中心线与轴线12一致的圆环的一个区段。每个轴承箔片18具有大致上相同的弧形形状。轴承箔片18的内径和外径延伸至环形板14的相应内部环形边缘和外部环形边缘。每个轴承箔片18在单个径向延伸末端26处附接至环形板14，施加圆周载荷以使得它将张力施加于轴承箔片18上。通常，轴承箔片18由可承受在操作期间施加于推力轴承10上的温度载荷和结构载荷的多种金属材料中的一种构造而成。合适的金属材料包括AMS 5598。每个轴承箔片18相对较薄，具有大于或等于0.004英寸并且小于或等于0.006英寸的厚度，但是可使用其它厚度。在一些实施方案中并且如以下更详细论述，径向分割线27标记了轴承箔片18具有最大轴向位移的位置，其可进一步与推力转子(未示出)协作以形成液力流体膜。每个径向分割线27与轴承箔片18相关联并且每个径向分割线27与轴线12相交。环形板14在分别实施于附接突舌22、22a和22b中的开槽24、24a、24b和24c处啮合固定的结构(未示出)。开槽24、24a和24b的构型适于与具体旋转机器紧密配合，而额外开槽24c可与开槽24和24a一起使用以便与不同旋转机器紧密配合。任一组合中的开槽24、24a、24b和24c之间的间隔不相等，以使得推力轴承10只可在一个定向中组装至旋转机器，从而提供防出错特征。举例来说，开槽24、24a和24b之间的角间隔可由角度A1、A2和A3来界定。同样地，开槽24、24a和24c之间的角间隔可由角度A3、A4和A5来界定。在第一布置中，A1不等于A3并且A2不等于A3，同时A1、A2与A3的和等于360度。在第二布置中，A3、A4和A5不相等，同时A3、A4与A5的和等于360度。因为在第一布置或第二布置中的任一种中，所述角度中的至少一些不相等，所以推力轴承10只可以安
装成轴承箔片18背对固定的结构(未示出)。虽然角度不相等，但是选择在平均角度加或减20度内的角度以使得开槽24、24a和24b以及开槽24、24a和24c大约相等间隔是有利的。这种间隔允许圆周载荷在开槽24、24a和24b(或24c)之间更均匀分布。举例来说，如图2中所示出的三个开槽可减少每个开槽24、24a和24b所抵抗的圆周载荷部分，因此，本领域技术人员应理解，环形板14可具有超过三个开槽24、24a和24b。附接突舌22、22a和22b的大小被设定来容纳开槽24、24a、24b和24c，附接突舌22、22a和22b的尺寸是使用本领域熟知的工程实践来选择的。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体动压推力轴承，其包括：环形板，所述环形板具有第一面和与所述第一面相反的第二面；具有弧形形状的多个轴承箔片，其中所述多个轴承箔片接合至所述环形板的所述第一面；以及具有波纹形、弧形形状的多个缓冲箔片，其中所述多个缓冲箔片接合至所述环形板的所述第二面。

【技术特征摘要】
2014.09.26 US 14/4976021.一种液体动压推力轴承，其包括：环形板，所述环形板具有第一面和与所述第一面相反的第二面；具有弧形形状的多个轴承箔片，其中所述多个轴承箔片接合至所述环形板的所述第一面；以及具有波纹形、弧形形状的多个缓冲箔片，其中所述多个缓冲箔片接合至所述环形板的所述第二面。2.如权利要求1所述的液体动压推力轴承，其中所述多个轴承箔片在每个轴承箔片的单个径向延伸末端处接合至所述环形板的所述第一面。3.如权利要求1所述的液体动压推力轴承，其中所述多个缓冲箔片在每个缓冲箔片的单个末端处接合至所述环形板的所述第二面。4.如权利要求2所述的液体动压推力轴承，其中所述多个轴承箔片各自具有施加至所述轴承箔片的面的减摩材料。5.如权利要求4所述的液体动压推力轴承，其中所述减摩材料是聚四氟乙烯。6.如权利要求2所述的液体动压推力轴承，其中所述多个轴承箔片具有相对于每个轴承箔片的径向延伸平面的曲率，所述曲率使每个轴承箔片在所述径向延伸平面处轴向位移。7.如权利要求1所述的液体动压推力轴承，其中所述多个缓冲箔片具有由一个次波纹和一个主波纹界定的重复波纹模式。8.如权利要求7所述的液体动压推力轴承，其中相对于所述缓
\t冲箔片的所述单个末端的前两个次波纹和前两个主波纹可在轴向高度上小于所述缓冲箔片的其余次波纹和主波纹。9.如权利要求1所述的液体动压推力轴承，并且还包括：多个间隔物，其与所述环形板成一体并且设...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM斯特鲁奇亚克，M洛克汉瓦拉，C麦克奥利夫，
申请(专利权)人：哈米尔顿森德斯特兰德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US