專利名稱：具有漸縮墊片的彈性體軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請的設(shè)備涉及一種用于旋翼轂的離心力軸承。
背景技術(shù)：
離心力軸承能夠包含具有統(tǒng)一厚度的金屬墊片與彈性體構(gòu)件的結(jié)合。彈性體構(gòu)件的由壓縮引起的剪切應(yīng)變通常為軸承的壽命的主要限制因素。因此，需要一種改良的軸承設(shè)計，其在操作期間由壓縮引起的剪切應(yīng)變減小。此夕卜，需要一種提供提高的載荷能力而不增大軸承尺寸的軸承。


在所附權(quán)利要求中闡述了被認為是本申請的設(shè)備的創(chuàng)新性特征。然而，當結(jié)合附圖閱讀以下詳細描述時，將最好地理解該設(shè)備自身、以及優(yōu)選地使用方式、及其進一步的目的和優(yōu)勢，附圖中圖1為根據(jù)本申請的示意性實施方式，具有軸承的旋翼飛行器的側(cè)視圖；圖2為根據(jù)本申請的示意性實施方式，從圖1中的剖面線2-2截取的旋翼飛行器的主旋翼轂的俯視剖面圖；圖3為根據(jù)本申請的示意性實施方式，從圖2中的剖面線3-3截取的主旋翼轂的剖面圖；圖4為根據(jù)本申請的示意性實施方式的軸承的放大剖面圖。
具體實施方式
以下描述了本申請的設(shè)備的說明性實施方式。為了清楚起見，在本說明書中沒有描述實際實施中的所有特征。當然，應(yīng)當理解，在任何這種實際實施方式的開發(fā)過程中，必須做出許多針對特定實施情況的決定來達到開發(fā)者的特定目的，例如遵守系統(tǒng)相關(guān)的以及商業(yè)相關(guān)的約束，這在各個實施情況之間將會不同。而且，應(yīng)當理解，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜并且耗時的，但對于獲益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，這種開發(fā)工作將只不過是常規(guī)工作。在本說明書中，當對附圖中的裝置進行描述時，可能提及不同部件之間的空間關(guān)系以及部件的不同方面的空間定向。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在完整閱讀了本申請之后將認識到，本文中描述的裝置、構(gòu)件、設(shè)備等可以沿任意所期望的方向定向。用于描述不同部件之間的空間關(guān)系或用于描述這些部件的方面的空間定向的術(shù)語，例如“上” “下” “上部”“下部”或其他類似術(shù)語的使用應(yīng)當理解為是用于對應(yīng)地描述部件之間的相對關(guān)系或這些部件的方面的空間定向，因為本文中描述的裝置可以沿任意所期望的方向定向。本發(fā)明的設(shè)備為軸承，該軸承具有交替的漸縮墊片層和漸縮彈性體構(gòu)件層，漸縮墊片和漸縮彈性體構(gòu)件被共同構(gòu)造成用以減小彈性體構(gòu)件的由壓縮引起的剪切應(yīng)變。應(yīng)當理解，雖然本文描述的漸縮墊片是金屬的，但該漸縮墊片能夠由任何剛性的材料制造，例如復(fù)合材料。參見圖1，描繪了旋翼飛行器101的一個示例。旋翼飛行器101能夠包含機身103、起落架105、尾桁107、具有旋翼槳葉123的主旋翼系統(tǒng)109以及尾部旋翼系統(tǒng)111。應(yīng)當理解，旋翼飛行器101僅僅為能夠?qū)嵤┍疚墓_的設(shè)備一例如軸承301—的多種飛行器的示意性示例。其他的飛行器實施形式可以包含混合式飛行器、傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器、無人駕駛飛行器、自轉(zhuǎn)旋翼機以及多種直升機構(gòu)造，在此僅舉出幾個示例。參見圖2和3，主旋翼系統(tǒng)109可包含旋翼軛架117和旋翼夾頭115。每個旋翼夾頭115構(gòu)造成用以接收并聯(lián)接至旋翼槳葉123之一。在操作期間，旋翼槳葉123繞著由旋翼主軸113限定的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生離心力307，離心力307受到軸承301的壓縮的反作用。能夠使用軸承支撐件119為軸承301提供軸承表面。此外，軸承301能夠具有基部構(gòu)件125，該基部構(gòu)件125構(gòu)造成用以聯(lián)接至旋翼夾頭115。軸承301能夠被構(gòu)造為對旋翼槳葉123和旋翼軛架117之間的壓縮運動、扭轉(zhuǎn)運動和揮舞運動提供反作用。參見圖4，描繪了通過軸承301的剖面圖。軸承301包含多個漸縮金屬墊片305以使得每個金屬墊片305的較厚的端部靠近軸承301的內(nèi)側(cè)部分。如圖4所示，每個金屬墊片305朝著軸承301的外側(cè)部分變窄。軸承301還能夠包含多個漸縮的彈性體構(gòu)件303，漸縮的彈性體構(gòu)件303因此逐漸減小以使得內(nèi)側(cè)部分比外側(cè)部分更窄。軸承301能夠具有位于交替的漸縮墊片305層和漸縮彈性體構(gòu)件303層之間的蓋構(gòu)件127。蓋構(gòu)件127能夠為與翼尖側(cè)的彈性體構(gòu)件303和彈性體部121匹配的剛性構(gòu)件，該彈性體部121被構(gòu)造為蓋構(gòu)件127與軸承支撐件119的匹配的球形表面之間的接合部。當受到離心力307時，漸縮金屬墊片305起作用以增加在離心力307的方向上的軸向剛度。一個有益的結(jié)果是，與非漸縮墊片相比，通過增加的軸向剛度，實現(xiàn)了在載荷的作用下軸向變形的減少。在方向307上的軸向剛度的增加能歸功于大部分的操作性壓縮載荷受到內(nèi)側(cè)部分(金屬墊片305在此處更厚)的反作用，因而防止了外側(cè)部分(其中，彈性體構(gòu)件303在此處更厚)對壓縮載荷起反作用，這減少了彈性體構(gòu)件303的外側(cè)部分附近——此處載荷通常較高——的由壓縮引起的剪切應(yīng)變。由于在設(shè)計過程中，由壓縮引起的剪切應(yīng)變通常主導(dǎo)軸承的尺寸，所以在具有相同性能的情況下，軸承301的尺寸能夠設(shè)定成比具有非漸縮墊片的傳統(tǒng)軸承小。此外，減小軸向變形減小了當旋翼槳葉被允許軸向變形較大距離時有可能產(chǎn)生的間隙問題。這樣，與非漸縮墊片相比，漸縮金屬墊片305能夠提高軸承301的性能。在操作期間，軸承301可能不僅受到離心力307，還受到揮舞(翹起)力309。彈性體部121能夠被構(gòu)造為在存在揮舞力309時變形。此外，彈性體構(gòu)件303也能夠在受到揮舞力309時變形。此外，在操作期間，當旋翼槳葉123的槳距改變時，在軸承301上會受到扭轉(zhuǎn)載荷。引起的扭轉(zhuǎn)變形會繞著中心線軸線311發(fā)生，該中心線軸線311也對應(yīng)于旋翼槳葉123的槳距改變軸線。軸承301的另一個獨特的優(yōu)勢是，由于外側(cè)部分比內(nèi)側(cè)部分具有更多的彈性體材料，所以彈性體構(gòu)件303能夠承載來自扭轉(zhuǎn)載荷的應(yīng)變。具有承載扭轉(zhuǎn)應(yīng)變、同時對于軸向壓縮表現(xiàn)為剛性的軸承能夠是非常令人滿意的。此外，能夠選擇漸縮金屬墊片305和漸縮彈性體構(gòu)件303的角度和尺寸以單獨地定制軸承301的扭轉(zhuǎn)性能和軸向剛度。本申請的軸承提供了顯著的優(yōu)勢，包括1)減小軸承的彈性體部的由壓縮引起的剪切應(yīng)變；2)延長軸承的使用壽命；3)減小軸承的尺寸；4)提高軸承的扭轉(zhuǎn)性能；5)提高軸向壓縮剛度從而減小載荷變形和間隙要求。上文中公開的具體的實施方式僅僅是示意性的，因為能夠以對于受益于本文教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言很明顯的不同但等效的方式對該設(shè)備進行修改和實踐。能夠?qū)Ρ驹O(shè)備做出修改、添加和刪減而不偏離本發(fā)明的范圍。該設(shè)備的部件可為集成的或分開的。而且，可通過更多的、更少的或其他的部件來執(zhí)行該設(shè)備的操作。此外，除了在以下權(quán)利要求中所描述的以外，無意于對本文示出的構(gòu)造或設(shè)計的細節(jié)做出限制。因而明顯的是，上文中公開的具體的實施方式可變化或修改，并且所有的變型方案都認為是在本申請的范圍和精神之內(nèi)的。相應(yīng)地，本文尋求的保護在權(quán)利要求中進行闡述。為了幫助專利局、以及本申請的任何已公告專利的任何讀者解釋本文所附的權(quán)利要求，申請人希望指出，除非在某項權(quán)利要求中明確地使用了“用于…的裝置”、“用于…的步驟”這些詞語，否則申請人無意于使任何所附權(quán)利要求援引本申請?zhí)峤蝗諘r存在的35U.S.C. § 112的第6段的規(guī) 定。
權(quán)利要求
1.一種軸承，包括 基部構(gòu)件； 蓋構(gòu)件； 在所述基部構(gòu)件與支撐構(gòu)件之間的交替的墊片構(gòu)件層和彈性體構(gòu)件層，所述墊片構(gòu)件是漸縮的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承，其中，所述墊片構(gòu)件是漸縮的，使得窄的部分定位成靠近所述軸承的外側(cè)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承，其中，所述墊片構(gòu)件是漸縮的，使得寬的部分定位成靠近所述軸承的內(nèi)側(cè)部分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1中所述的軸承，其中，所述彈性體構(gòu)件是漸縮的，使得窄的部分定位成靠近所述軸承的內(nèi)側(cè)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承，其中，所述彈性體構(gòu)件是漸縮的，使得寬的部分定位成靠近所述軸承的外側(cè)部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承，其中，所述墊片構(gòu)件由金屬材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承,其中,所述墊片構(gòu)件由復(fù)合材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承，還包括 軸承支撐件，所述軸承支撐件具有球形內(nèi)表面，所述球形內(nèi)表面通過彈性體部接合至蓋構(gòu)件的球形外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的軸承，其中，所述軸承為用于旋翼轂的離心力軸承。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的軸承，其中，所述基部構(gòu)件適于聯(lián)接至所述旋翼轂的旋翼夾頭部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的軸承，其中，所述蓋構(gòu)件適于經(jīng)由軸承支撐件聯(lián)接至旋翼軛架。
12.一種用于旋翼轂的離心力軸承，所述離心力軸承包括 多個漸縮墊片層； 多個彈性體層； 其中，所述墊片層是漸縮的，以使得所述墊片層的寬的部分被定向為朝著所述離心力軸承的內(nèi)側(cè)部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，所述離心力軸承還包括 基部構(gòu)件，所述基部構(gòu)件構(gòu)造成用以連接至旋翼夾頭。
14.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，所述離心力軸承還包括 支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件構(gòu)造成用以連接至旋翼軛架。
15.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，其中，所述旋翼軛架的操作表現(xiàn)為壓縮所述多個彈性體層。
16.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，其中，所述多個彈性體層和所述多個墊片層被定向為大體地垂直于所述旋翼轂的旋翼槳葉的槳距改變軸線。
17.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，其中，所述彈性體層是漸縮的，以使得所述彈性體層的窄的部分被定位成朝著所述離心力軸承的內(nèi)側(cè)部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，還包括蓋構(gòu)件，所述蓋構(gòu)件定位在所述多個彈性體層和所述多個墊片層的翼尖側(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，其中，所述彈性體層和所述墊片層交替地布置。
20.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的離心力軸承，其中，旋翼槳葉的槳距改變表現(xiàn)為使得所述多個彈性體層繞著所述離心力軸承的中軸線扭轉(zhuǎn)地變形，所述彈性體層在靠近外側(cè)部分處更厚。
全文摘要
一種離心力軸承，包含多個漸縮的金屬墊片以使得每個漸縮的金屬墊片的較厚的端部靠近軸承的內(nèi)側(cè)部分。軸承能夠包含多個漸縮的彈性體構(gòu)件，因此多個漸縮的彈性體構(gòu)件是漸縮的以使得內(nèi)側(cè)部分比外側(cè)部分更窄。漸縮的金屬墊片能夠提高在離心力的方向上的軸向剛度，因而，與非漸縮墊片相比，減小了載荷下的軸向變形。此外，減小軸向的變形減小了當旋翼槳葉被允許軸向變形較大距離時可能產(chǎn)生的間隙問題。這樣，漸縮金屬墊片能夠提高軸承的性能。使金屬墊片漸縮能夠減小彈性體構(gòu)件的外側(cè)部分(此處載荷通常較高)附近的由壓縮引起的剪切應(yīng)變。
文檔編號F16C27/00GK103032462SQ20121037639
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月3日
發(fā)明者丹尼爾·P·索蒂奧, 弗蘭克·B·斯坦普斯 申請人:貝爾直升機德事隆公司