具有预加载流体动力学保持架引导件的滚子元件轴承制造技术

一种轴承，其包括内环和保持架，内环具有外表面，保持架具有内表面和外表面两者。保持架内表面定位成与内环外表面相对。轴承进一步包括具有内表面和外表面两者的外环。外环内表面定位成与保持架外表面相对。内环外表面、保持架内表面、保持架外表面和外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。

Roller element bearing with preloaded hydrodynamic cage guide

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有预加载流体动力学保持架引导件的滚子元件轴承
本公开大体涉及一种周转齿轮箱组件，更具体地，涉及一种用于滚子轴承保持架的预加载流体动力学轴颈轴承引导件，当操作时，其增加滚子轴承保持架的稳定性。
技术介绍
至少一些已知的燃气涡轮发动机(诸如涡轮风扇发动机)包括风扇、核心发动机和动力涡轮。核心发动机包括以串联流动关系联接在一起的至少一个压缩机、燃烧器和高压涡轮。更具体地，压缩机和高压涡轮经过第一驱动轴联接以形成高压转子组件。进入核心发动机的空气与燃料混合并被点燃以形成高能气体流。高能气体流流动通过高压涡轮以可旋转地驱动高压涡轮，使得轴可旋转地驱动压缩机。在气体流流动通过定位在高压涡轮后侧的动力或低压涡轮时，气体流膨胀。低压涡轮包括具有联接到第二驱动轴的风扇的转子组件。低压涡轮通过第二驱动轴可旋转地驱动风扇。涡轮发动机中的驱动轴一般通过一个以上轴承支撑，并且至少一些已知的涡轮风扇包括沿着在低压涡轮和风扇之间的驱动轴联接的减速齿轮箱。齿轮箱促进将风扇尖端速度与低压涡轮的速度解耦。例如，至少一些已知的齿轮箱包括太阳齿轮，太阳齿轮与多个行星齿轮接合并且相对多个行星齿轮径向向内可旋转地安装。行星齿轮每个包括其中具有多个滚子元件的滚子轴承保持架。操作时，行星齿轮有时绕着太阳齿轮周向上旋转，并且还绕着轴线旋转。随着行星齿轮的旋转速度增加，行星齿轮绕着太阳齿轮的旋转在行星齿轮的滚子轴承保持架上引起离心场。这会导致滚子轴承保持架从其原始的中心位置的过载和失稳，以及轴承的使用寿命的减少。同样，由于保持架的材料和制造不均匀性，动态不平衡载荷会在操作时出现。在一些操作速度下，行星齿轮的滚子轴承保持架会由于动态不平衡载荷而进入不稳定操作状况，这致使围绕轴承轴线的混乱轨道运行。这会导致行星齿轮的使用寿命的减少。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种轴承。轴承包括内环和保持架，内环具有外表面，保持架具有内表面和外表面两者。保持架内表面定位成与内环外表面相对。轴承进一步包括具有内表面和外表面两者的外环。外环内表面定位成与保持架外表面相对。内环外表面、保持架内表面、保持架外表面和外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。在另一方面，提供了一种齿轮箱。齿轮箱包括中心齿轮和绕着中心齿轮周向上定位的多个行星齿轮。多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括轴承。轴承包括内环和保持架，内环具有外表面，保持架具有内表面和外表面两者。保持架内表面定位成与内环外表面相对。轴承进一步包括具有内表面和外表面两者的外环。外环内表面定位成与保持架外表面相对。内环外表面、保持架内表面、保持架外表面和外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。在又一方面，提供了一种旋转机械。旋转机械包括风扇区段、涡轮区段以及在风扇区段和涡轮区段之间联接的齿轮箱。齿轮箱包括绕着中心齿轮周向上定位的多个行星齿轮，多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括轴承。轴承包括内环和保持架，内环具有外表面，保持架具有内表面和外表面两者。保持架内表面定位成与内环外表面相对。轴承进一步包括具有内表面和外表面两者的外环。外环内表面定位成与保持架外表面相对。内环外表面、保持架内表面、保持架外表面和外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地了解本公开的这些及其他特征、方面和优点，附图中，类似的字符在整个附图表示类似的零件，其中：图1是示范性涡轮发动机组件的示意性图示；图2是可以用在图1中示出的涡轮发动机组件中的示范性齿轮箱的示意性端视图；图3是可以用在图2中示出的齿轮箱中的示范性行星齿轮的示意性端视图；图4是可以用在图2中示出的齿轮箱中的示范性滚子轴承保持架和内环的示意性立体部分横截面视图；图5是图4中示出的示范性滚子轴承保持架和内环的示意性立体视图；图6是图4中示出的示范性滚子轴承保持架和内环的示意性端视图；图7是图4中示出的示范性滚子轴承保持架的示意性立体视图；图8是图4中示出的示范性滚子轴承保持架的示意性端视图；图9是可以用在图2中示出的齿轮箱中的替代滚子轴承保持架和多个凸耳部的示意性端视图；图10是可以用在图2中示出的齿轮箱中的示范性替代滚子轴承保持架和内环的示意性端视图；以及图11是可以用在图2中示出的齿轮箱中的示范性替代滚子轴承保持架和外环的示意性端视图。除非另有指示，否则，文中提供的附图意指图示本公开的实施例的特征。相信这些特征适用于包含本公开的一个以上实施例的繁多种类的系统。如此，附图并不意指包括本领域普通技术人员已知的对于实践文中公开的实施例所要求的全部常规特征。具体实施方式在以下说明书和权利要求书中，将参考诸多术语，术语应被限定成具有以下含义。除非上下文另有清楚指示，否则，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。“可选的”或“可选地”意指后续描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。通篇说明书和权利要求书文中使用的近似语言可以应用于修饰任何定量表示，该表示可以准许变化而不导致其所涉及的基本功能的变动。由此，术语或各术语(诸如，“大约”、“近似”和“大致”)所修饰的数值不限于指定的精确数值。在至少一些实例中，近似语言可以对应于用于测量数值的仪器的精度。这里以及通篇说明书和权利要求书中，范围限制可以被组合和/或互换。除非上下文或语言另有指示，否则，这些范围被识别并包括其中含有的全部子范围。文中使用的术语“轴向”和“轴向上”指代大致平行于涡轮发动机或滚子轴承保持架的中心线延伸的方向和取向。另外，术语“径向”和“径向上”指代大致垂直于涡轮发动机或滚子轴承保持架的中心线延伸的方向和定向。附加地，文中使用的术语“周向”和“周向上”指代绕着涡轮发动机或滚子轴承保持架的中心线弧形地延伸的方向和取向。本公开的实施例涉及一种轴承组件，其具有非圆形周向轮廓(下文已知为凸耳部)，用于提供反作用力以使滚子轴承保持架在轴承组件内的中心。更具体地，反作用力出现于轴承组件内的流体，并且在凸耳部和内环或外环的肩部之间，或者在凸耳部和滚子轴承保持架之间。凸耳部通过引起使滚子轴承保持架在轴承组件中的中心的反作用力而提供有轴承组件的更稳定操作，并且补偿由于在滚子轴承保持架上引起的离心场造成的动态不平衡载荷和外部载荷。图1是示范性旋转机械100(即，涡轮机，更具体地，涡轮发动机)的示意性图示。在示范性实施例中，涡轮发动机100是燃气涡轮风扇飞行器发动机。替代地，涡轮发动机100是任何其他涡轮发动机和/或旋转机械，包括但不限于燃气涡轮发动机、蒸汽涡轮发动机、其他飞行器发动机、风力涡轮、压缩机和泵。涡轮发动机组件100包括风扇组件102、低压或增压器压缩机104、高压压缩机106和燃烧器108。风扇组件102、增压器压缩机104、高压压缩机106和燃烧器108流动连通地联接。涡轮发动机组件100还包括高压涡轮110和低压涡轮区段112，高压涡轮110与燃烧器108流动连通地联接。风扇组件102包括从转子盘116径向向外延伸的风扇叶片114的阵列。低压涡轮112经由第一驱动轴118联接到风扇组件102和增压器压缩机104，高压涡轮110经由第二驱动轴120联接到高压压缩机106。涡轮发动机组件100具有进气口122和排气口124。涡轮发动机组件100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承，其特征在于，包含：内环，所述内环包含外表面；保持架，所述保持架包含内表面和外表面，所述保持架内表面与所述内环外表面相对；和外环，所述外环包含内表面和外表面，所述外环内表面与所述保持架外表面相对，其中，所述内环外表面、所述保持架内表面、所述保持架外表面和所述外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.06 US 15/370,4841.一种轴承，其特征在于，包含：内环，所述内环包含外表面；保持架，所述保持架包含内表面和外表面，所述保持架内表面与所述内环外表面相对；和外环，所述外环包含内表面和外表面，所述外环内表面与所述保持架外表面相对，其中，所述内环外表面、所述保持架内表面、所述保持架外表面和所述外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。2.如权利要求1所述的轴承，其特征在于，其中：所述内环包含内环肩部；并且所述外环包含外环肩部。3.如权利要求2所述的轴承，其特征在于，其中，所述内环外表面、所述内环肩部、所述保持架内表面、所述保持架外表面、所述外环内表面和所述外环肩部中的一个以上具有非圆形周向轮廓。4.如权利要求3所述的轴承，其特征在于，其中，所述轴承限定延伸通过所述轴承的纵向中心线，所述内环外表面、所述内环肩部、所述保持架内表面、所述保持架外表面、所述外环内表面和所述外环肩部中的所述一个以上的每个非圆形周向轮廓包含至少一个非圆形部分，所述至少一个非圆形部分限定相对于延伸通过所述轴承的多条纵向线中的一个以上具有大致恒定的弧形角度的弧形，所述多条纵向线中的每条纵向线与所述纵向中心线大致平行或大致一致。5.如权利要求3所述的轴承，其特征在于，其中，流体布置在所述内环外表面、所述内环肩部、所述保持架内表面、所述保持架外表面、所述外环内表面和所述外环肩部中的每一个之间，并且其中，所述非圆形周向轮廓构造成通过在下述中的至少一个之间引起反作用力来促进所述保持架的稳定性：所述保持架内表面和所述内环外表面；所述保持架内表面和所述内环肩部；所述保持架外表面和所述外环内表面；以及所述保持架外表面和所述外环肩部。6.如权利要求3所述的轴承，其特征在于，其中，所述非圆形周向轮廓构造成引起反作用力，以局部增加间隙并减少在下述中的至少一个之间的摩擦：所述保持架内表面和所述内环外表面；所述保持架内表面和所述内环肩部；所述保持架外表面和所述外环内表面；以及所述保持架外表面和所述外环肩部。7.如权利要求3所述的轴承，其特征在于，其中，所述非圆形周向轮廓和所述保持架由金属材料和聚合物中的一种以上形成，并且其中，所述非圆形周向轮廓和所述保持架通过一个以上的制造技术形成。8.如权利要求3所述的轴承，其特征在于，其中，所述非圆形周向轮廓由所述内环外表面、所述内环肩部、所述保持架内表面、所述保持架外表面、所述外环内表面和所述外环肩部中的至少一个形成。9.一种齿轮箱，其特征在于，包含：中心齿轮；和多个行星齿轮，所述多个行星齿轮绕着所述中心齿轮周向定位，所述多个行星齿轮中的每个行星齿轮包含轴承，所述轴承包含：内环，所述内环包含外表面；保持架，所述保持架包含内表面和外表面，所述保持架内表面与所述内环外表面相对；和外环，所述外环包含内表面和外表面，所述外环内表面与所述保持架外表面相对，其中，所述内环外表面、所述保持架内表面、所述保持架外表面和所述外环内表面中的一个以上限定非圆形周向轮廓。10.如权利要求9所述的齿轮箱，其特征在于，其中：所述内环包含内环肩部；并且所述外环包含外环肩部。11.如权利要求10所述的齿轮箱，其特征在于，其中，所述内环外表面、所述内环肩部、所述保持架内表面、所述保持架外表面、所述外环内表面和所述外环肩部中的一个以上具有非圆形周向轮廓。12.如权利要求11所述的齿轮箱，其特征在于，其中，所述轴承限定延伸通过所述轴承的纵向中心线，所述内环外表面、所述内环肩部、所述保持架内表面、所述保持架外表面、所述外环内表面和所述外环肩部中的所述一个以上的每个非圆形周向轮廓包含至少一个非圆形部分，所述至少一个非圆形部分限定相对于延伸通过所述轴承的多条纵向线中的一个以上具有大致恒定的弧形角度的弧形，所述多条纵向线中的每条纵向线与所述纵向中心线大致平行或大致一致。13.如权利要求11所述的齿轮箱，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比奥·农纳特·德·宝拉，布格拉·韩·埃尔塔斯，达伦·李·侯曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US