背景技術：

空氣循環(huán)機器用于飛機中的環(huán)境控制系統，以調節(jié)用于遞送到飛機機艙的空氣。經調節(jié)的空氣為飛機乘客舒適和安全所需要的溫度、壓力和濕度下的空氣。在地平面或靠近地平面，周圍空氣溫度和/或濕度通常足夠高，所以空氣在被遞送到飛機機艙之前必須被冷卻以作為調節(jié)過程的一部分。在飛行高度處，周圍空氣通常遠冷于所需要的空氣，但是在低壓下，作為調節(jié)過程的一部分，其必須被壓縮為可接受壓力。壓縮飛行高度處的周圍空氣充分地加熱所產生的壓力空氣，所以其必須被冷卻，即使周圍空氣溫度非常低。因此，在大部分情況下，在空氣被遞送到飛機機艙之前，必須由空氣循環(huán)機器從空氣移除熱量。

機艙空氣壓縮機可用于壓縮空氣以用于環(huán)境控制系統。機艙空氣壓縮機包括驅動壓縮機區(qū)段的電動機，所述壓縮機區(qū)段進而壓縮流動通過機艙空氣壓縮機的空氣。機艙空氣壓縮機包括軸頸軸承和軸頸軸承支撐套筒作為壓縮機出口殼體的一部分。電動機故障、未對齊或軸承故障可導致對軸頸軸承支撐套筒的損壞。更換壓縮機出口殼體可能是昂貴的。

技術實現要素：

在一個實施方案中，提供了一種用于修復機艙空氣壓縮機出口殼體的方法，其包括：移除機艙空氣壓縮機出口殼體中的軸頸軸承支撐套筒；將柱狀嵌件定位在機艙空氣壓縮機出口殼體內，其中柱狀嵌件具有大于所移除的軸頸軸承支撐套筒的至少一部分的外徑的外徑、小于所移除的軸頸軸承支撐套筒的至少一部分的內徑的內徑、和大于所移除的軸頸軸承支撐套筒的長度的長度；將柱狀嵌件焊接到機艙空氣壓縮機出口殼體；以及加工焊接柱狀嵌件，以形成更換軸頸軸承支撐套筒。

在另一實施方案中，一種機艙空氣壓縮機殼體包括：蝸殼壁，其附接到環(huán)形支撐環(huán)并從環(huán)形支撐環(huán)徑向向外延伸；腹板，其從環(huán)形支撐環(huán)徑向向內延伸；和軸頸軸承支撐套筒，其焊接到腹板的徑向最內部分，其中在超尺寸柱狀嵌件已被焊接到腹板之后，通過將所述超尺寸柱狀嵌件加工為軸頸軸承支撐的最終尺寸而形成軸頸軸承支撐套筒。

附圖說明

圖1是機艙空氣壓縮機的截面視圖。

圖2a是面向機艙空氣壓縮機的壓縮機出口殼體的端部的電動機的透視圖。

圖2b是面向壓縮機出口殼體的端部的壓縮機進氣口的透視圖。

圖3是沿圖2a的截面3-3截取的機艙空氣壓縮機的壓縮機出口殼體的截面視圖。

圖4是圖示用于修復壓縮機出口殼體的方法的流程圖。

圖5是在圖3的虛線5-5指示的壓縮機出口殼體中的軸頸軸承支撐套筒的放大截面視圖。

圖6是被定位在壓縮機出口殼體中的柱狀嵌件的截面視圖。

圖7是被焊接到壓縮機出口殼體的柱狀嵌件的截面視圖。

圖8是示出表示將形成于被焊接到壓縮機出口殼體的柱狀嵌件上的加工面的位置的假想線的截面視圖。

圖9是柱狀嵌件已被加工以形成被焊接到壓縮機出口殼體的新軸頸軸承支撐套筒之后的壓縮機出口殼體中的經加工柱狀嵌件的截面視圖。

具體實施方式

圖1是機艙空氣壓縮機10的截面視圖。機艙空氣壓縮機10包括具有壓縮機進氣口14的壓縮機進氣口殼體12、具有壓縮機出口18壓縮機出口殼體16、具有刀片22的壓縮機轉子20、具有葉片26的可變擴壓器24、電動機28、軸頸軸承30和拉桿32。壓縮機進氣口殼體12包括壓縮機進氣口14、進氣室34和進氣口墊環(huán)36。壓縮機出口殼體16包括壓縮機出口18、出口蝸殼38、軸頸軸承支撐套筒40、腹板42、環(huán)形支撐環(huán)44（其包括電動機安裝凸緣46、轉子密封凸緣48和環(huán)形安裝區(qū)域50）、出口蝸殼壁52和出口墊環(huán)54。可變擴壓器24包括葉片26、罩蓋60、背板62和安裝板64。電動機28包括具有轉子軸72的電動機轉子70、電動機定子74、驅動軸76和電動機殼體78。圖1中還示出了具有第一端a1和第二端a2的軸線a。

將壓縮機進氣口殼體12連接到可變擴壓器24以及連接到面向壓縮機出口殼體16的一側的a1。將壓縮機進氣口14定位在面向壓縮機進氣口殼體12的端部的a1處。進氣室34的外邊界由壓縮機進氣口殼體12定義。將進氣口墊環(huán)36從軸線a徑向向外定位，并且連接到出口墊環(huán)54。

將壓縮機出口殼體16連接到可變擴壓器24、面向壓縮機進氣口殼體12的端部的a2、和面向電動機28的端部的a1。壓縮機出口18遠離軸線a徑向定位。出口蝸殼38的外邊界由壓縮機出口殼體16定義。將軸頸軸承支撐套筒40連接到軸頸軸承30和腹板42。將腹板42連接到軸頸軸承支撐套筒40和環(huán)形支撐環(huán)44。將環(huán)形支撐環(huán)44連接到壓縮機轉子20、電動機安裝凸緣46、轉子密封凸緣48、環(huán)形安裝區(qū)域50和出口蝸殼壁52。將電動機安裝凸緣46連接到電動機殼體78。將環(huán)形安裝區(qū)域50連接到可變擴壓器24。將壓縮機轉子20連接到刀片22、壓縮機出口殼體16和拉桿32。

將可變擴壓器24連接到壓縮機進氣口殼體12和壓縮機出口殼體16。將罩蓋40連接到壓縮機進氣口殼體12。將葉片22定位在罩蓋60與背板62之間。將背板62連接到安裝板64。

將電動機28連接到面向壓縮機出口殼體16的端部的a2并連接到拉桿32。電動機轉子70在電動機定子74內旋轉。將電動機轉子70的轉子軸72連接到驅動軸76。將驅動軸76連接到壓縮機轉子20。將拉桿32連接到壓縮機轉子20、電動機28和軸頸軸承30。使拉桿32位于軸線a的中心。

拉桿32軸向地限制并對齊電動機28、壓縮機轉子20、壓縮機出口殼體16和壓縮機進氣口殼體12。軸頸軸承30支撐拉桿32，并且允許驅動軸76圍繞軸線a旋轉。電動機28旋轉電動機轉子70，其進而旋轉轉子軸72。電動機轉子70的轉子軸72驅動驅動軸76，其進而驅動具有刀片22的壓縮機轉子20。壓縮機轉子20的旋轉將空氣抽吸到壓縮機進氣口14處的壓縮機進氣口殼體12的進氣室34。進氣室34中的空氣被壓縮機轉子20壓縮。然后，將經壓縮的空氣路由到可變擴壓器24。葉片26可被定位來在不壓縮空氣的情況下，允許空氣流動通過可變擴壓器24。葉片26還可被定位來在空氣進入出口蝸殼38之前進一步壓縮流動通過可變擴壓器24的空氣。經壓縮的空氣離開可變擴壓器24，并且在退出壓縮機出口18之前被路由通過出口蝸殼38。

圖2a是面向壓縮機出口殼體16的端部的電動機的透視圖。圖2b是面向壓縮機出口殼體16的端部的壓縮機進氣口的透視圖。壓縮機出口殼體16與軸線a對齊，并且包括壓縮機出口18、出口蝸殼38、軸頸軸承支撐套筒40、腹板42、環(huán)形支撐環(huán)44（其包括電動機安裝凸緣46、轉子密封凸緣48和環(huán)形安裝區(qū)域50）、出口蝸殼壁52和出口墊環(huán)54。將軸頸軸承支撐套筒40定位在壓縮機出口殼體16的中心處。將軸頸軸承支撐套筒40連接到腹板42。腹板42在軸頸軸承支撐套筒40和環(huán)形支撐環(huán)44之間延伸，并且連接軸頸軸承支撐套筒40和環(huán)形支撐環(huán)44。將環(huán)形支撐環(huán)44連接到腹板42的徑向向外端。還將環(huán)形支撐環(huán)44連接到環(huán)形安裝區(qū)域50的徑向向外端處的出口蝸殼壁52的徑向向內端。將出口蝸殼壁52連接到出口墊環(huán)54。

軸頸軸承支撐套筒40對軸頸軸承30提供支撐。腹板42連接到環(huán)形支撐環(huán)44。環(huán)形支撐環(huán)44連接到電動機安裝凸緣46、轉子密封凸緣48、環(huán)形安裝區(qū)域50和出口蝸殼壁52。轉子密封凸緣55將環(huán)形安裝區(qū)域50連接到密封帶80（圖3中示出）。電動機安裝凸緣46使壓縮機出口殼體16對齊電動機殼體78。環(huán)形安裝區(qū)域50將壓縮機出口殼體16連接到可變擴壓器24的安裝板64。出口蝸殼壁52定義出口蝸殼38的外輪廓。出口墊環(huán)54將出口殼體16連接到進氣口墊環(huán)36處的壓縮機進氣口殼體12。

圖3是沿圖2a的截面線3-3截取的機艙空氣壓縮機10中的壓縮機出口殼體16的截面視圖。壓縮機出口殼體16包括壓縮機出口18、出口蝸殼38、軸頸軸承支撐套筒40、腹板42、環(huán)形支撐環(huán)44、電動機安裝凸緣46、轉子密封凸緣48、環(huán)形安裝區(qū)域50、出口蝸殼壁52、出口墊環(huán)54和密封帶80。圖3還包括虛線5-5和具有第一端a1和第二端a2的軸線a。將出口墊環(huán)54從軸線a定位在徑向向外端處。將環(huán)形支撐環(huán)44從出口墊環(huán)54徑向向內定位，并且連接到電動機安裝凸緣46、轉子密封凸緣48、環(huán)形安裝區(qū)域50和出口蝸殼壁52。將腹板42從環(huán)形支撐環(huán)44徑向向內定位，并且連接到軸頸軸承支撐套筒40。使密封帶80相對于軸頸軸承支撐套筒40朝第一端a1軸向定位，并且連接到轉子密封凸緣48。密封帶80最小化從壓縮機轉子20的泄漏。更換軸頸軸承支撐套筒40和密封帶80比全部更換出口壓縮機殼體16更具成本效益。

圖4是圖示用于在軸頸軸承支撐套筒40磨損或損壞時修復壓縮機出口殼體16的方法的流程圖。圖4包括步驟s100、s102、s104、s106、s108、s110、s112、s114和s116，以示出可以如何在軸頸軸承支撐套筒40處修復壓縮機出口殼體16。圖5-8圖示圖4的流程圖中示出的步驟中的一些。圖5是在圖3的虛線5-5處指示的壓縮機出口殼體16中的軸頸軸承支撐套筒40的放大截面視圖。圖6是定位在壓縮機出口殼體16中的柱狀嵌件84的截面視圖。圖7是焊接到壓縮機出口殼體16的柱狀嵌件84的截面視圖。圖8是使用假想線90示出將形成于柱狀嵌件84上以創(chuàng)建被焊接到壓縮機出口殼體16的新軸頸軸承支撐套筒的最終加工面的截面視圖。圖9是現在形成壓縮機出口殼體16中的新軸頸軸承支撐套筒40n的經加工柱狀嵌件84的截面視圖。

步驟s100包括從壓縮機出口殼體16移除磨損或損壞的軸頸軸承支撐套筒40，如在圖4中可見。在步驟s100，壓縮機出口殼體16包括腹板42和軸頸軸承支撐套筒40。圖4還包括直徑d1和切割c1、c2和c3。在一個實例中，直徑d1的長度為或位于2.690英寸和2.710英寸（68,326微米和68,834微米）之間。切割c1是直徑d1處的軸頸軸承支撐套筒40附近的圓周切割。切割c2和c3被定位成確保腹板42在切割c2與c3之間具有最小厚度0.220英寸（5,588微米）。切割c2和c3是軸頸軸承支撐套筒40附近的圓周切割。切割c1、c2和c3允許在不損壞壓縮機出口殼體16的腹板42的情況下移除軸頸軸承支撐套筒40。切割c1、c2和c3還確保在移除軸頸軸承支撐套筒40之后，腹板42可支撐柱狀嵌件84。在其它實施方案中，切割可按任何順序執(zhí)行，或可包括更少或更大數量的切割，以移除軸頸軸承支撐套筒40。在一個實施方案中，可通過銑削從壓縮機出口殼體16移除軸頸軸承支撐套筒40。在另一實施方案中，可通過坐標鏜削從壓縮機出口殼體16移除軸頸軸承支撐套筒40。

s102包括將柱狀嵌件84定位在壓縮機出口殼體16中軸頸軸承支撐套筒40被移除的部位處，如從圖5中可見。在步驟s102，壓縮機出口殼體16包括腹板42和柱狀嵌件84。柱狀嵌件84被定位成使得其與腹板42的內徑有處于或位于0.001英寸與0.003英寸（25.4微米和76.2微米）之間的直徑干涉。柱狀嵌件84包括適用于步驟s114處的加工的長度以及內徑和外徑。定位柱狀嵌件84分別確保焊接和加工步驟s104和s110的同軸度。在一個實施方案中，柱狀嵌件84可包括鋁或鋁合金，諸如aerospacespecificationmetals,inc.(asm)標準6061-t6。

s104包括將柱狀嵌件84焊接到腹板42處的壓縮機出口殼體16，如在圖6中可見。在步驟s104，壓縮機出口殼體16包括腹板42、柱狀嵌件84和角焊縫86和88。將角焊縫86和88定位在腹板42和柱狀嵌件84交匯處。角焊縫86和88在腹板42的相對側上圍繞柱狀嵌件84圓周地延伸。將柱狀嵌件84焊接到腹板42保持柱狀嵌件84的同軸度。在一個實施方案中，柱狀嵌件84可被熔焊接，如美國焊接標準（americanweldingstandard）規(guī)范d17中所述。適當的角焊縫可包括鋁或鋁合金，諸如sae國際鋁標準（saeinternationalaluminumstandards）ams4190或ams4181填料。在另一實施方案中，柱狀嵌件84可為被焊接到腹板42的電子束。在其它實施方案中，可使用任何適當的焊接技術。

步驟s106包括熱處理柱狀嵌件84。熱處理可從步驟s104處的焊接緩解可發(fā)生在柱狀嵌件84中的熱應力。在一個實施方案中，柱狀嵌件84可在處于或在300華氏度與320華氏度（149攝氏度與160攝氏度）之間的溫度下被熱處理2小時，然后被冷卻。

步驟s108包括檢查柱狀嵌件84的裂縫或表面缺陷。在一個實施方案中，使用滲透檢查來檢查柱狀嵌件84和腹板42的焊接。

步驟s110包括加工柱狀嵌件84的內表面和外表面，如在圖7和圖8中可見。在步驟s110，壓縮機出口殼體16包括腹板42、柱狀嵌件84、新軸頸軸承支撐套筒40n和角焊縫86和88。圖7還包括假想軸頸軸承支撐線70。假想軸頸軸承支撐線70示出將根據步驟s110加工柱狀嵌件84的位置。圖8是壓縮機出口殼體16中的經加工柱狀嵌件84的截面視圖。柱狀嵌件84連接角焊縫86和88以及腹板42。離開角焊縫86和88，柱狀嵌件84可以其他方式加工成軸頸軸承支撐套筒40的原始尺寸。根據軸頸軸承支撐套筒40的尺寸加工柱狀嵌件84以形成新軸頸軸承支撐套筒40n確保其可支撐軸頸軸承30。這也是有利的，因為軸頸軸承支撐套筒40可使用軸頸軸承支撐套筒40n更換，使得不需要全部更換壓縮機出口殼體16。已使用固定到出口殼體16的柱狀嵌件84來執(zhí)行將柱狀嵌件84轉化成新軸頸軸承支撐套筒40n的所有加工。結果，可保證新軸頸軸承支撐套筒40n的加工面相對于出口殼體16的其它結構組件的對齊。當重新安裝壓縮機出口殼體16時，新軸頸軸承支撐套筒40n將與軸線a對齊。

步驟s112包括檢查柱狀嵌件84的裂縫或表面缺陷。在步驟s110的加工之后檢查新軸頸軸承支撐套筒40n可在步驟s100的加工之前發(fā)現不在表面上的裂縫或缺陷。在一個實施方案中，滲透檢查可用于步驟s112處的檢查。

步驟s114包括新軸頸軸承支撐套筒40n。在步驟s114，新軸頸軸承支撐套筒40n經受轉化涂層，以保護鋁或鋁合金不受腐蝕。轉化涂層向新軸頸軸承支撐套筒40n提供預氧化層以用于腐蝕保護。在一個實施方案中，預氧化層可具有大約0.1英寸（2,540微米）的層深度。

步驟s116包括在必要時檢查并更換密封帶80。圖3中示出的密封帶80相對于腹板42朝第一端a1軸向定位，并且連接到轉子密封凸緣48，以及最小化從壓縮機轉子20的泄漏。密封帶80可包括聚酰亞胺基聚合物，諸如vespel?。

可能實施方案的討論

以下為本發(fā)明的可能實施方案的非排他性描述。

根據本公開的示例性實施方案的用于修復機艙空氣壓縮機出口殼體的方法另外包括：移除機艙空氣壓縮機殼體中的軸頸軸承支撐套筒；將柱狀嵌件定位在機艙空氣壓縮機出口殼體內，其中柱狀嵌件具有大于所移除的軸頸軸承支撐套筒的至少一部分的外徑的外徑、小于所移除的軸頸軸承支撐套筒的至少一部分的內徑的內徑、和大于所移除的軸頸軸承支撐套筒的至少一部分的長度的長度；將柱狀嵌件焊接到機艙空氣壓縮機出口殼體；以及加工經焊接的柱狀嵌件，以形成更換軸頸軸承支撐套筒。

用于修復先前段落的機艙空氣壓縮機出口殼體的方法可可選地包括（額外地和/或替代地）以下特征、配置和/或額外組件中的任何一個或多個：

所述方法，其中加工所述焊接柱狀嵌件包括加工所述焊接柱狀嵌件的外表面的至少一部分。

所述方法，其中加工所述焊接柱狀嵌件包括加工所述焊接柱狀嵌件的內表面的至少一部分。

所述方法，其中加工所述焊接柱狀嵌件包括加工所述焊接柱狀嵌件的端面的至少一個。

所述方法進一步包括將密封帶定位在機艙空氣壓縮機出口殼體內。

所述方法進一步包括在加工所述焊接柱狀嵌件之前熱處理所述焊接柱狀嵌件。

所述方法進一步包括在加工所述焊接柱狀嵌件之前檢查所述焊接的缺陷。

所述方法進一步包括在定位密封帶之前，檢查更換軸頸軸承支撐套筒的缺陷。

所述方法進一步包括在定位密封帶之前，涂覆更換軸頸軸承支撐套筒。

此外，根據本公開的示例性實施方案的機艙空氣壓縮機殼體另外包括：蝸殼壁，其附接到環(huán)形支撐環(huán)并從環(huán)形支撐環(huán)徑向延伸；腹板，其從環(huán)形支撐環(huán)徑向向內延伸；軸頸軸承支撐套筒，其被焊接到腹板的徑向最內部分，其中在超尺寸柱狀嵌件已被焊接到腹板之后，通過將所述超尺寸柱狀嵌件加工成軸頸軸承支撐的最終尺寸而形成軸頸軸承支撐套筒。

先前段落的機艙空氣壓縮機出口殼體可可選地包括（額外地和/或替代地）以下特征、配置和/或額外組件中的一個或多個：

所述機艙空氣壓縮機殼體，其中加工超尺寸柱狀嵌件包括加工所述超尺寸柱狀嵌件的外表面的至少一部分。

所述機艙空氣壓縮機殼體，其中加工超尺寸柱狀嵌件包括加工所述超尺寸柱狀嵌件的內表面的至少一部分。

所述機艙空氣壓縮機殼體，其中加工超尺寸柱狀嵌件包括加工所述超尺寸柱狀嵌件的端面。

雖然已參考示例性實施方案描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員應理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可進行各種改變，并且等同物可替代其元件。此外，在不脫離其本質范圍的情況下，可進行許多修改，以使特定情況或材料適應本發(fā)明的教示。因此，其意圖是，本發(fā)明不限于所公開的特定實施方案，而是本發(fā)明將包括落在隨附權利要求范圍內的所有實施方案。