專利名稱：用于齒輪泵的輸入軸組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及泵，更具體地涉及用于氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料齒輪泵。
背景技術(shù)：
燃料齒輪泵通常用于為飛機(jī)上的氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或其它系統(tǒng)提供燃料流和壓力。齒輪泵必須在寬的系統(tǒng)操作范圍上運(yùn)行并且為各種功能提供關(guān)鍵的流和壓力。通常，這些泵通過軸從附件齒輪箱接收旋轉(zhuǎn)功率。時(shí)常地，當(dāng)泵被安裝到附件齒輪箱時(shí)，沖擊負(fù)載可能被施加到泵上。為了在泵的整個(gè)使用壽命期間滿足所有性能要求，泵必須能承受這些定期發(fā)生的事件而不會(huì)損壞。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開一個(gè)示例性方面的軸組件包括軸，其具有第一徑向肩部和第二徑向肩部。保持板至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間。根據(jù)本公開一個(gè)示例性方面的軸組件包括軸，其具有第一徑向肩部和第二徑向肩部。彈簧導(dǎo)引件與所述軸接觸，第一彈簧位于所述彈簧導(dǎo)引件和所述軸之間，并且第二彈簧與所述彈簧導(dǎo)引件接觸。根據(jù)本公開一個(gè)示例性方面的齒輪泵包括輸入軸，所述輸入軸至少部分地從泵殼體延伸，所述輸入軸限定第一徑向肩部和第二徑向肩部。保持板被安裝到所述泵殼體。所述保持板至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間以約束所述輸入軸的軸向位置。根據(jù)本公開一個(gè)示例性方面的將輸入軸組件安裝到殼體內(nèi)的方法包括將輸入軸定位成至少部分地從殼體沿輸入軸軸線延伸，所述輸入軸限定第一徑向肩部和第二徑向肩部。將保持板附接到所述殼體，所述保持板至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間以約束所述輸入軸的軸向位置。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將從所公開的非限制性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中明白各種特征。詳細(xì)描述的附圖可簡(jiǎn)要介紹如下
圖I是齒輪泵的方框圖，其由附件齒輪箱驅(qū)動(dòng)以將諸如燃料的流體傳輸?shù)綒怏w渦輪； 圖2是齒輪泵的端視 圖3是齒輪泵沿圖2中的線3-3剖切的剖面 圖4是齒輪泵沿圖2中的線4-4剖切的剖面 圖5是殼體被移除情況下的齒輪泵的透視 圖6是殼體被移除情況下的齒輪泵的另一透視 圖7是殼體被移除情況下的齒輪泵的另一透視 圖8是從與圖5相同的透視方向的齒輪泵的透視圖；圖9是從與圖7相同的透視方向的齒輪泵的透視 圖10是從與圖6相同的透視方向的齒輪泵的透視 圖11是齒輪泵的輸入軸組件的擴(kuò)大剖面 圖12是輸入軸組件的保持板的端視 圖13是在被安裝到附件齒輪箱時(shí)的齒輪泵的輸入軸組件的擴(kuò)大剖面 圖14是處于操作位置的齒輪泵的輸入軸組件的擴(kuò)大剖面 圖15是輸入軸組件的彈簧組件的另一實(shí)施例的擴(kuò)大剖面圖。
具體實(shí)施方式
圖I示意性示出了齒輪泵20，其由附件齒輪箱22驅(qū)動(dòng)以將諸如燃料的流體傳輸?shù)綒怏w渦輪24。應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)不限于與特定系統(tǒng)聯(lián)合使用。因此，雖然為了說明方便而將本申請(qǐng)示出和描述為在飛機(jī)燃料泵中實(shí)施，但應(yīng)當(dāng)理解的是，其也可在許多其它系統(tǒng)中實(shí)施。另外，雖然所公開的是雙級(jí)齒輪泵，但其它具有軸的機(jī)器也將由此受益。參照?qǐng)D2，齒輪泵20通常包括殼體30，其包括輸入軸組件32和聯(lián)接軸組件34以驅(qū)動(dòng)主級(jí)36和原動(dòng)級(jí)(motive stage) 38 (圖3和圖4)。旋轉(zhuǎn)功率被從氣體潤(rùn)輪24傳遞到附件齒輪箱22，然后通過輸入軸組件32傳遞到齒輪泵20。在所公開的非限制性實(shí)施例中，輸入軸組件32與附件齒輪箱22聯(lián)系并且從其接收潤(rùn)滑劑，而聯(lián)接軸組件34用燃料來潤(rùn)滑。參照?qǐng)D3，輸入軸組件32被限定成沿輸入軸線A，并且聯(lián)接軸組件34被限定成沿平行于輸入軸線A的聯(lián)接軸線B。主級(jí)36通常包括主驅(qū)動(dòng)齒輪40、主從動(dòng)齒輪42、主驅(qū)動(dòng)軸承44和主從動(dòng)軸承46。原動(dòng)級(jí)38通常包括原動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪50、原動(dòng)從動(dòng)齒輪52、原動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸承54和原動(dòng)從動(dòng)軸承56 (圖4)。主驅(qū)動(dòng)齒輪40與主從動(dòng)齒輪42處于嚙合接合,并且原動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪50與原動(dòng)從動(dòng)齒輪52處于嚙合接合(圖5-7)。輸入軸組件32通過主級(jí)36驅(qū)動(dòng)聯(lián)接軸組件34以驅(qū)動(dòng)原動(dòng)級(jí)38。增壓級(jí)58也被輸入軸組件32驅(qū)動(dòng)以限定具有葉輪和集成的進(jìn)口段(inducer)的
離心泵。級(jí)36、38、58通常獨(dú)立地工作。每個(gè)級(jí)36、38、58包括分離的入口和排口(圖8_10)。當(dāng)嚙合的齒輪40、42和50、52旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體的各自體積被從主級(jí)入口 MI傳輸?shù)街骷?jí)排口 MD并從原動(dòng)級(jí)入口 ml傳輸?shù)皆瓌?dòng)級(jí)排口 mD，使得主級(jí)36傳輸主燃料流而原動(dòng)級(jí)38供應(yīng)原動(dòng)燃料流。主級(jí)入口 MI和主級(jí)排口 MD以及原動(dòng)級(jí)入口 ml和原動(dòng)級(jí)排口 mD被分別通過各自的齒輪級(jí)36、38沿著大致直線路徑引導(dǎo)。在所公開的非限制性實(shí)施例中，飛機(jī)燃料系統(tǒng)向增壓級(jí)入口 BI提供流和壓力。增壓級(jí)排放物的一部分被導(dǎo)引在原動(dòng)級(jí)入口 ml的內(nèi)側(cè)。增壓級(jí)排放物的其余部分被從齒輪泵20排放到飛機(jī)燃料系統(tǒng)，然后返回到主級(jí)入口 MI。原動(dòng)級(jí)排口 mD與飛機(jī)燃料系統(tǒng)連通。主級(jí)排口 MD也與飛機(jī)燃料系統(tǒng)連通以提供至少兩個(gè)主要功能致動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒流。也可能有替代的或另外的相對(duì)小的流方向和功能，但是本文不需要進(jìn)一步公開其詳細(xì)描述。參照?qǐng)D11，輸入軸組件32包括輸入軸60、彈簧62和保持板64。輸入軸60是空心軸，其具有帶花鍵的端部66A、66B以及其間的徑向肩部68A、68B。帶花鍵端部66A插入附件齒輪箱22的齒輪G。帶花鍵端部66B與主驅(qū)動(dòng)齒輪40聯(lián)系。
徑向肩部68A、68B通常與殼體30對(duì)準(zhǔn)以在其間接收保持板64。保持板64通過諸如螺栓(也在圖2中示出)的緊固件70附接到殼體30，以將中斷開口 65定位在徑向肩部68A、68B之間。在一個(gè)所公開的非限制性實(shí)施例中，中斷開口 65是具有小于180度中斷的弓形表面(圖12)。由此，輸入軸60的軸向位置被徑向肩部68A、68B和保持板64的相互作用軸向地約束。時(shí)常地，在安裝到附件齒輪箱22期間，沖擊負(fù)載可通過輸入軸組件32被施加到齒輪泵20。也就是說，當(dāng)齒輪泵20被安裝到附件齒輪箱22時(shí)，輸入軸組件32可能沒有被正確地對(duì)準(zhǔn)以與齒輪G接合，這可導(dǎo)致施加到輸入軸組件32并從而施加到齒輪泵20內(nèi)部的 沖擊負(fù)載。另外，可能在齒輪泵20的運(yùn)輸和搬運(yùn)期間施加沖擊負(fù)載。為了在泵的整個(gè)使用壽命期間滿足所有性能要求，齒輪泵20必須能承受這些隨著時(shí)間定期發(fā)生的負(fù)載而不導(dǎo)致任何損壞。當(dāng)沖擊負(fù)載被施加到輸入軸組件32時(shí)，附件齒輪箱22側(cè)上的肩部68A降到(bottoms on)保持板64上(圖13)。由此,沖擊負(fù)載被從保持板64傳遞到殼體30中，殼體30徑向地承受該負(fù)載。當(dāng)輸入軸60從殼體30延伸過遠(yuǎn)時(shí)，殼體30側(cè)上的肩部68B也可降到保持板64上，以確保輸入軸60保持正確地安裝，而無論在齒輪泵20安裝到附件齒輪箱22上和從附件齒輪箱22移除期間以及齒輪泵20的運(yùn)輸和搬運(yùn)期間的劇烈操作。參照?qǐng)D14，在齒輪泵操作期間，彈簧62偏置輸入軸組件32的輸入軸60以定位輸入軸60。也就是說,彈簧62允許輸入軸60響應(yīng)于沖擊負(fù)載在殼體30內(nèi)移動(dòng),直到輸入軸60降至最低到保持板64上，但是在操作期間，彈簧62定位輸入軸60，使得徑向肩部68A、68B與保持板64隔開。這確保了在操作期間沒有旋轉(zhuǎn)部件到靜止部件的接觸。參照?qǐng)D15，根據(jù)另一非限制性實(shí)施例的彈簧組件80通常包括波形彈簧82、卷簧84和彈簧導(dǎo)引件86。彈簧導(dǎo)引件86包括肩部88和圓柱部分90，肩部88接近輸入軸60的端部，圓柱部分90至少部分地延伸到輸入軸60的空心內(nèi)孔60B中。波形彈簧82位于肩部88和輸入軸60的端部之間。卷簧84位于彈簧導(dǎo)引件86和主驅(qū)動(dòng)齒輪40之間。彈簧組件80提供相對(duì)高的初始負(fù)載以抵抗安裝在輸入軸60上的彈性體密封92A和92B (圖14)所產(chǎn)生的摩擦力而偏置輸入軸60。彈簧導(dǎo)引件86與卷簧84接觸，卷簧84是相對(duì)較低剛性系數(shù)的彈簧，其在輸入軸60被安裝到齒輪G中時(shí)被壓縮。該卷簧84提供相對(duì)恒定的負(fù)載以確保在操作期間輸入軸60不接觸保持板64 (圖14)。一旦被安裝，輸入軸60被波形彈簧82移動(dòng)而不與保持板64接觸，然后卷簧84提供朝向齒輪G的相對(duì)恒定的較小偏置。這為齒輪G促進(jìn)了輸入軸60的位置保持，齒輪G可采用具有有限能力的滾柱軸承以支撐操作期間的軸向負(fù)載。也就是說，輸入軸60被相對(duì)低剛性系數(shù)的卷簧84加載，以在輸入軸60上維持朝向附件齒輪箱22的最小推力負(fù)載偏置。應(yīng)當(dāng)理解的是，在遍及幾副附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示對(duì)應(yīng)的或相似的元件。還應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然在所示實(shí)施例中公開了具體的部件布置，但其它布置也將由此受益。雖然示出、描述和請(qǐng)求保護(hù)了具體的步驟序列，但應(yīng)當(dāng)理解的是，除非另有所指，可以以任何順序、分開地或組合地實(shí)施這些步驟，并且仍將從本公開受益。前面的描述是示例性的，而非被其內(nèi)的限制所限定。本文公開了各種非限制性實(shí)施例，然而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到根據(jù)上述教導(dǎo)的各種修改和變形將會(huì)落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此應(yīng)當(dāng)理解但是，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本公開可以不同于所具體描述地實(shí)施。為此，應(yīng)當(dāng)研究所附權(quán)利要求以確定真實(shí)范圍和內(nèi)容 。
權(quán)利要求
1.一種軸組件,包括 軸，其具有第一徑向肩部和第二徑向肩部；以及 保持板，其至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間。
2.如權(quán)利要求I所述的軸組件，其中，所述軸是空心的。
3.如權(quán)利要求I所述的軸組件，其中，所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部二者均位于第一帶花鍵端部和第二帶花鍵端部之間。
4.如權(quán)利要求I所述的軸組件，其中，所述保持板能夠被安裝到齒輪泵殼體。
5.如權(quán)利要求I所述的軸組件，其中，所述保持板限定了中斷開口。
6.如權(quán)利要求5所述的軸組件，其中，所述中斷開口是具有小于180度中斷的弓形表面。
7.如權(quán)利要求I所述的軸組件，還包括彈簧，所述彈簧沿著所述軸的軸線偏置所述軸。
8.如權(quán)利要求7所述的軸組件，其中，所述彈簧鄰接所述軸的端部。
9.一種軸組件,包括 軸，其具有第一徑向肩部和第二徑向肩部； 彈簧導(dǎo)引件，其與所述軸接觸； 第一彈簧，其位于所述彈簧導(dǎo)引件和所述軸之間；以及 第二彈簧，其與所述彈簧導(dǎo)引件接觸。
10.如權(quán)利要求9所述的軸組件，其中，所述軸是空心的，并且所述彈簧導(dǎo)引件至少部分地延伸到所述空心中。
11.如權(quán)利要求9所述的軸組件，其中，所述第一彈簧是位于所述彈簧導(dǎo)引件的肩部和所述軸之間的波形彈簧。
12.如權(quán)利要求11所述的軸組件，其中，所述第二彈簧是卷簧。
13.如權(quán)利要求11所述的軸組件，其中，所述第二彈簧在所述彈簧導(dǎo)引件和齒輪之間延伸。
14.一種齒輪泵,包括 齒輪泵殼體； 輸入軸，所述輸入軸至少部分地從所述泵殼體沿輸入軸軸線延伸，所述輸入軸限定第一徑向肩部和第二徑向肩部；以及 保持板，所述保持板被安裝到所述泵殼體，所述保持板至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間以約束所述輸入軸的軸向位置。
15.如權(quán)利要求14所述的齒輪泵，還包括聯(lián)接軸組件，所述聯(lián)接軸組件沿聯(lián)接軸軸線被安裝在所述齒輪泵殼體中，所述聯(lián)接軸軸線定位成平行于所述輸入軸軸線。
16.如權(quán)利要求14所述的齒輪泵，其中，所述保持板能夠被可移除地安裝到所述齒輪泵殼體。
17.如權(quán)利要求16所述的齒輪泵，其中，所述保持板限定了中斷開口。
18.如權(quán)利要求17所述的齒輪泵，其中，所述中斷開口是具有小于180度中斷的弓形表面。
19.一種將輸入軸安裝到殼體內(nèi)的方法，包括 將輸入軸定位成至少部分地從殼體沿輸入軸軸線延伸，所述輸入軸限定第一徑向肩部和第二徑向肩部；以及 將保持板附接到所述殼體，所述保持板至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間以約束所述輸入軸的軸向位置。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括 用彈簧偏置所述輸入軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于齒輪泵的輸入軸組件。具體地，一種軸組件包括軸，其具有第一徑向肩部和第二徑向肩部。保持板至少部分地位于所述第一徑向肩部和所述第二徑向肩部之間，以在沖擊負(fù)載被施加到所述軸時(shí)避免損壞。在操作期間，彈簧組件偏置所述軸，使其不與保持板接觸。
文檔編號(hào)F04C15/00GK102650286SQ20121004361
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者S.A.黑茨, S.S.沙, T.P.沃爾格倫 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司