專利名稱：軸承隔件和殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文披露的主題主要涉及用于內(nèi)燃機(jī)的渦輪機(jī)械，且特別地，本發(fā)明涉及用于將 軸承組件定位在渦輪增壓器的孔中的技術(shù)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的渦輪增壓器通常要依靠中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)，所述中心殼體旋轉(zhuǎn)組 件包括被附接到軸上的渦輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪，所述軸可旋轉(zhuǎn)地受到位于中心殼體的孔 中的軸承組件的支承。典型的軸承組件或軸承套筒包括外座圈和內(nèi)座圈，所述外座圈和所 述內(nèi)座圈被構(gòu)造以便接收軸，其中所述外座圈和所述內(nèi)座圈通過滾動(dòng)元件如滾珠軸承而分 開。在絕大多數(shù)CHRA中，所謂“定位機(jī)構(gòu)”限制了軸承組件在中心殼體的孔中進(jìn)行的 移動(dòng)。多種常規(guī)的定位機(jī)構(gòu)依靠沿徑向?qū)⒍ㄎ讳N插置在軸承組件的外座圈的開口中，這種 機(jī)構(gòu)限制了軸承組件的徑向和/或軸向移動(dòng)且限制了外座圈的旋轉(zhuǎn)，但仍允許內(nèi)座圈自由 地自轉(zhuǎn)。此外，這種機(jī)構(gòu)允許軸承組件在一定程度上進(jìn)行徑向移動(dòng)，這通常是在被限定的間 隙內(nèi)進(jìn)行的，在操作過程中，所述間隙內(nèi)填充有潤滑劑，從而形成用于減震和降噪的“擠壓 膜(squeeze film)”。在這樣的CHRA中，可選擇徑向自由度和軸向自由度以便具有特定大 小或根據(jù)不同目標(biāo)而具有多種大小。這種依靠徑向定位銷對軸承組件進(jìn)行定位的定位機(jī)構(gòu)會(huì)帶來多種問題。例如，在 渦輪增壓器的操作過程中，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的軸向載荷，這種載荷會(huì)將渦輪增壓器的軸和相 關(guān)的部件推向渦輪增壓器CHRA的壓縮機(jī)端或渦輪機(jī)端，這進(jìn)一步地會(huì)從軸承組件被傳遞 至徑向定位銷。這些力使銷強(qiáng)度成為重要的設(shè)計(jì)因素。另一問題涉及部件的軸向堆疊(例 如CHRA的部件如何良好地堆疊在一起，以及這種堆疊會(huì)如何影響操作和磨損)。一般說 來，依靠徑向定位銷的定位機(jī)構(gòu)并未帶來軸向堆疊方面的優(yōu)點(diǎn)；實(shí)際上，銷和外座圈開口的 本質(zhì)特征決定了會(huì)產(chǎn)生可能不利的幾何學(xué)問題和操作問題。更通常而言，定位機(jī)構(gòu)，如上述徑向銷定位機(jī)構(gòu)可被描述為“鍵/鍵槽對”，所述鍵 /鍵槽對包括凸出部件(鍵)和凹進(jìn)部件(鍵槽)，所述凸出部件和所述凹進(jìn)部件進(jìn)行作用 以便對軸承組件的外座圈進(jìn)行定位。在這種基于鍵/鍵槽的定位機(jī)構(gòu)中，鍵部件與鍵槽部 件之間的摩擦接觸應(yīng)該保持較低(1)以便允許軸承組件在徑向平面中(即，在其擠壓膜內(nèi)) 自由移動(dòng)并且(2)限制鍵槽部件之間的磨損。此外，在CHRA中，為使效率最大化且為了降低功率損耗，應(yīng)該將部件之間的摩擦 接觸降至最低限度。對于渦輪增壓器而言，功率損耗的一個(gè)來源是軸承系統(tǒng)。正如本文所述 地那樣，多種典型的定位機(jī)構(gòu)會(huì)減少或減輕與依靠徑向銷的定位機(jī)構(gòu)相關(guān)的問題。例如，通 過減少摩擦，這些典型機(jī)構(gòu)可以降低功率損耗并由此提高渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)的效率和性能。


通過以下具體實(shí)施方式
并結(jié)合附圖，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將更透徹地理解本文所述的多種方法、裝置、系統(tǒng)、布置等，及其等效方式，其中圖1是渦輪增壓器和內(nèi)燃機(jī)的示圖；圖2是沿由線A-A限定的平面的一種典型渦輪增壓器的剖切透視圖，所述渦輪增 壓器包括用于軸承組件的外座圈的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；圖3是沿由線B-B限定的平面的圖2所示渦輪增壓器的端視圖，所述渦輪增壓器 包括防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；圖3還示出了防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一個(gè)變型實(shí)例；圖4是沿由線A-A限定的平面的圖2所示渦輪增壓器的剖視圖和沿圖2中的線 C-C限定的平面的放大剖視圖，所述渦輪增壓器包括防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；圖5是沿由線D-D限定的平面的渦輪增壓器的剖視圖和板的剖視圖，所述板具有 防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一體的鍵部件；圖6是圖5所示板的平面視圖和側(cè)視圖；圖7是沿圖7中的線E-E限定的平面的圖5所示渦輪增壓器的軸承組件的平面視 圖和剖視圖；圖8是圖6所示板和圖7所示軸承組件的平面視圖和側(cè)視圖；和圖9是板和軸承組件的平面視圖和側(cè)視圖，其中該板包括鍵槽且該軸承組件包括鍵。
具體實(shí)施例方式渦輪增壓器常常用于提高內(nèi)燃機(jī)的輸出。參見圖1，常規(guī)的系統(tǒng)100包括內(nèi)燃機(jī) 110和渦輪增壓器120。內(nèi)燃機(jī)110包括罩住一個(gè)或多個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)組118，所述燃燒 室操作性地驅(qū)動(dòng)軸112。如圖1所示，進(jìn)氣端114提供了使空氣流至發(fā)動(dòng)機(jī)組118的流動(dòng)路 徑，而排氣端口 116則提供了使排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)組118排出的流動(dòng)路徑。渦輪增壓器120用于從排氣中提取能量并將能量提供給進(jìn)入的空氣，所述進(jìn)入的 空氣可與燃料結(jié)合而形成燃燒氣體。如圖1所示，渦輪增壓器120包括空氣入口 134、軸 122、壓縮機(jī)124、渦輪機(jī)126、殼體128和排氣出口 136。由于殼體128被設(shè)置在壓縮機(jī)124 與渦輪機(jī)126之間，因此該殼體可被稱作中心殼體。軸122可以是包括多個(gè)部件的軸組件。參見渦輪機(jī)126，這種渦輪機(jī)可選地包括可變幾何單元和可變幾何控制器。該可變 幾何單元和可變幾何控制器可選地包括一些特征，例如與市場上可買到的可變幾何渦輪增 壓器(VGT)相關(guān)的那些特征。市場上可買到的VGT例如包括GARRETT VNT 和AVNT 渦 輪增壓器，所述渦輪增壓器使用多個(gè)可調(diào)節(jié)的輪葉來控制通過渦輪機(jī)的排氣流量。一種典 型的渦輪增壓器可采用廢氣門技術(shù)作為替代可變幾何技術(shù)的另一種可選技術(shù)或相結(jié)合地 采用這兩種技術(shù)。圖2示出了典型的渦輪增壓器200的剖面透視圖，圖中示出了由線A-A限定出的 平面、由線B-B限定出的平面和由線C-C限定出的平面。A-A平面是圖2所示視圖的剖面， 而圖3示出了 B-B平面的視圖，圖4示出了 C-C平面的視圖。渦輪增壓器200提供了用于描述本文所披露的多種典型裝置、方法、系統(tǒng)等的非 限制性實(shí)例。渦輪增壓器200包括中心殼體210、軸220、軸承組件230、壓縮機(jī)部段240、渦 輪機(jī)部段260和定位機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)包括板270和防旋轉(zhuǎn)部件280。壓縮機(jī)部段240包括罩住壓縮機(jī)葉輪242的壓縮機(jī)殼體241，所述壓縮機(jī)葉輪包括輪轂243和葉片244。渦輪機(jī)部段260包括罩住渦輪機(jī)葉輪262的渦輪機(jī)殼體261，所述渦 輪機(jī)葉輪包括輪轂263和葉片264。如圖所示，壓縮機(jī)葉輪242和渦輪機(jī)葉輪262被可操 作地連接至軸220。軸220可由多個(gè)部件制成，所述多個(gè)部件形成了單個(gè)可操作的軸單元。 壓縮機(jī)葉輪240、渦輪機(jī)葉輪260和軸220具有與軸線Z大體上重合的旋轉(zhuǎn)軸線。中心殼 體210包括孔215，所述孔被構(gòu)造以便接收軸承組件230，所述軸承組件進(jìn)而接收軸220并 允許軸220圍繞軸線Z旋轉(zhuǎn)。如圖2的實(shí)例所示，中心殼體210包括潤滑劑路徑以便允許潤滑劑流向軸承組件 230和流動(dòng)離開該軸承組件。具體而言，殼體210包括潤滑劑入口 212和潤滑劑出口 216。 介于潤滑劑入口 212與潤滑劑出口 216中間的是限定出一條或多條潤滑劑流動(dòng)路徑的多個(gè) 特征。軸向潤滑劑路徑213被構(gòu)造以便沿中心殼體210的孔215將潤滑劑從潤滑劑入口 212 引向開口。正如所構(gòu)造地那樣，潤滑劑可在中心殼體210內(nèi)流動(dòng)(例如進(jìn)入軸承組件230) 并最終經(jīng)由潤滑劑出口 216 (例如在重力作用下)從殼體中被排出。對于定位機(jī)構(gòu)而言，涉及該定位機(jī)構(gòu)的四個(gè)部件或特征(1)中心殼體210的止擋 件211，所述止擋件被定位在孔215的渦輪機(jī)端處；(2)被附接到中心殼體210上的板270， 所述板被定位在孔213的壓縮機(jī)端處；(iii)中心殼體210中的凹部(參見圖3和圖4)；和 (iv)防旋轉(zhuǎn)部件280，所述防旋轉(zhuǎn)部件可沿軸承組件的外座圈的長度被定位在多個(gè)位置中 的任何位置處。在圖2所示的實(shí)例中，圖中示出的防旋轉(zhuǎn)部件280被定位在孔215的壓縮 機(jī)端處并與軸承組件230的壓縮機(jī)端相鄰，其中該防旋轉(zhuǎn)部件280的至少一部分被座置在 中心殼體210的凹部中。圖3示出了從B-B平面觀察到的渦輪增壓器200的視圖。特別是，圖3示出了中 心殼體210、中心殼體210中的凹部217、軸220、軸承組件230和防旋轉(zhuǎn)部件280。軸承組 件230包括外座圈232、內(nèi)座圈234和滾動(dòng)元件236。在圖3所示視圖中，圖中示出了軸向 潤滑劑路徑213和孔215以及四個(gè)孔口，以便接收螺栓或類似部件，從而將板270附接到中 心殼體210上。在圖3所示實(shí)例中，外座圈232包括帶切口的部分或鍵槽部分233，所述部分與防 旋轉(zhuǎn)部件280的鍵部分協(xié)同作用。如圖所示，中心殼體210具有位于孔215的壓縮機(jī)端處 的帶斜面的邊緣，且凹部217被定位在與孔215相鄰的位置處。防旋轉(zhuǎn)部件280被座置在 凹部217中，所述凹部被構(gòu)造以便限制防旋轉(zhuǎn)部件280的旋轉(zhuǎn)。特別是，凹部217和防旋轉(zhuǎn) 部件都具有橢圓形形狀，其中凹部217的橢圓形形狀在橫向尺寸上略大于防旋轉(zhuǎn)部件280 的相應(yīng)尺寸，這使得在允許進(jìn)行一些移動(dòng)的同時(shí)，限制了防旋轉(zhuǎn)部件280在凹部217中的過 度移動(dòng)。在圖3所示實(shí)例中，防旋轉(zhuǎn)部件280具有外半徑R。和寬度W。，而凹部217具有外 半徑Rk和寬度WK。如圖所示，凹部217的這些2D尺寸超過了防旋轉(zhuǎn)部件280的那些尺寸。 盡管圖3示出了本文所述的一種特定的構(gòu)型和形狀，但也可使用其它構(gòu)型和形狀(參見例 如實(shí)例290)。圖3所示實(shí)例還示出了軸220的旋轉(zhuǎn)軸線與防旋轉(zhuǎn)部件280的旋轉(zhuǎn)軸線之間 的偏離量。在該實(shí)例中，被凹部217接收的防旋轉(zhuǎn)部件280限制了外座圈232圍繞軸220 的旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)。外座圈232的旋轉(zhuǎn)量可全部或部分地取決于一種或多種因素，例 如凹部217的尺寸、防旋轉(zhuǎn)部件280的尺寸、鍵槽233的尺寸等。在圖3所示實(shí)例中，在鍵槽233與防旋轉(zhuǎn)部件280的邊緣之間存在一個(gè)或多個(gè)接觸點(diǎn)。進(jìn)一步地，在防旋轉(zhuǎn)部件280與例如中心殼體210的軸向壁部之間存在一個(gè)或多個(gè)接 觸點(diǎn)，所述軸向壁部限定出凹部217。在圖3所示實(shí)例中，防旋轉(zhuǎn)部件280與中心殼體210 之間的接觸抵消了外座圈232與防旋轉(zhuǎn)部件280之間的接觸所施加的力。進(jìn)一步地，具有 如圖3所示構(gòu)造的防旋轉(zhuǎn)部件280可限制外座圈232沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)。為了 達(dá)到這種目的，防旋轉(zhuǎn)部件280可在座置于凹部217中時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(例如圍繞軸線沿順時(shí) 針方向或逆時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn))。作為移動(dòng)受限的鍵，防旋轉(zhuǎn)部件280在被至少部分地座置于外座圈232的鍵槽部 分233中時(shí)，限制了外座圈232的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。因此，上面的特征限制了軸承組件230在中心 殼體210的孔215中的旋轉(zhuǎn)，而無需使用徑向定位銷。進(jìn)一步地，當(dāng)防旋轉(zhuǎn)部件280被板 270覆蓋時(shí)，防旋轉(zhuǎn)部件280所接收到的軸向推力(如果存在的話)可被傳送至板270。特 別是，根據(jù)鍵槽233的深度、凹部217的深度與防旋轉(zhuǎn)部件280的厚度之間的關(guān)系，使得可 能確保不會(huì)有太大的軸向推力被傳送至防旋轉(zhuǎn)部件280。在這種構(gòu)型中，防旋轉(zhuǎn)部件280對 CHRA的部件的軸向堆疊沒有或幾乎沒有產(chǎn)生有害效應(yīng)。圖3還示出了典型的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)290，其中防旋轉(zhuǎn)部件296(鍵)包括彎曲邊緣(例 如凸起的邊緣)且其中軸承291包括外座圈292，所述外座圈具有彎曲邊緣293(例如限定 出鍵槽的凹入邊緣)。進(jìn)一步地，機(jī)構(gòu)290包括凹部297，所述凹部的形狀(例如邊界)用 以防止或限制防旋轉(zhuǎn)部件296的旋轉(zhuǎn)。在圖3所示實(shí)例中，防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可被認(rèn)為包括鍵/ 鍵槽對。正如本文所描述地那樣，典型的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括與外座圈相關(guān)聯(lián)的特征和另一互 補(bǔ)特征，其中這兩個(gè)特征用作鍵與鍵槽對以便限制外座圈的旋轉(zhuǎn)。圖4示出了圖2所示渦輪增壓器200的其中一些部件的剖面圖(沿A-A平面)和 防旋轉(zhuǎn)部件280沿圖2所示C-C平面的放大剖面圖。在C-C平面視圖中，如圖所示的防旋轉(zhuǎn)部件280包括頭部部分282和軸部分284。 在圖4所示實(shí)例中，頭部部分282被座置于凹部217中，而軸部分284被座置于軸向孔218 中。正如本文所描述地那樣，軸部分284可以松散配合、緊密壓配合、螺紋配合等方式配合 在軸向孔218中。正如C-C平面視圖所示地，板270覆蓋了防旋轉(zhuǎn)部件280的頭部部分282的至少 一部分。正如所提到地那樣，如果防旋轉(zhuǎn)部件280接收到了軸向推力，則這些推力可被傳送 至板270 (例如，所述板可被稱作蓋板)。盡管圖2、圖3和圖4的視圖中并未示出，但板270可包括孔口，從而使得允許使用 螺栓或類似物將板270附接到中心殼體210上。如圖4所示，被稱作壓縮機(jī)葉輪板的另一 板250被座置在板270上。在如圖4所示的實(shí)例中，止推環(huán)255被設(shè)置在壓縮機(jī)板250與 定位板270之間。如圖所示，止推環(huán)250可接收來自軸220(或內(nèi)座圈234)的軸向推力并 將這些力傳遞至壓縮機(jī)板250。外座圈232所接收到的推力可被傳遞至定位板270，所述定 位板被附接到中心殼體210上。同樣地，在多種構(gòu)型中，防旋轉(zhuǎn)部件280所接收到的軸向推 動(dòng)可以是最小限度的或可被降低至最小限度。如圖4的C-C平面所示，外座圈232的鍵槽特征233并未妨礙外座圈232的內(nèi)表 面的滾道。正如本文所述地那樣，另一種典型的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)依靠板，所述板包括或承載著一
7個(gè)或多個(gè)防旋轉(zhuǎn)鍵，所述鍵用以被軸承組件外座圈中的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的鍵槽(例如切 口)接收。圖5示出了典型的CHRA500的多個(gè)部件的剖面視圖，所述部件包括中心殼體510、 軸520、軸承組件530、止推環(huán)555和板570。中心殼體包括止擋件511 (所述止擋件例如為 開口，所述開口的弧度或直徑小于外座圈的外徑)、潤滑劑入口 512、潤滑劑井513、孔515和 潤滑劑出口 516。軸承組件530包括外座圈532、內(nèi)座圈534和被設(shè)置在其間的多個(gè)滾動(dòng)元 件536，這使得內(nèi)座圈534可自由地自轉(zhuǎn)。如圖所示，可以多部件內(nèi)座圈形式存在的內(nèi)座圈 534接收軸520，所述軸在渦輪機(jī)端(右側(cè))處被附接到渦輪機(jī)葉輪上且在壓縮機(jī)端(左 側(cè))處被附接到壓縮機(jī)葉輪上。在圖5所示實(shí)例中，止擋件511和板570用以沿軸向?qū)⑤S承組件530定位在中心 殼體510的孔515中。特別是，止擋件511限制了外座圈532在孔515的渦輪機(jī)端處的軸 向移動(dòng)，而板570限制了外座圈532在孔515的壓縮機(jī)端處的軸向移動(dòng)。在沿由線D-D限 定的平面的剖面視圖中，板570被示作經(jīng)由螺栓590而附接到中心殼體510上，所述螺栓經(jīng) 由板570的孔口 572被插入中心殼體510內(nèi)。中心殼體510可包括多個(gè)開口，所述開口具 有螺紋特征或其它特征以便接收螺栓590或其它附接部件(參見例如圖3所示實(shí)例中的項(xiàng) 目 219)。圖6、圖7和圖8示出了與板570相關(guān)聯(lián)的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的詳圖。具體而言，圖6示 出了板570的特征、圖7示出了軸承組件530的特征，且圖8示出了板570的特征與軸承組 件530的特征是如何協(xié)同作用從而限制軸承組件530的外座圈532的旋轉(zhuǎn)的。圖6示出了圖5所示板570的平面視圖和側(cè)視圖以及作為參考的中心軸線ζ (參 見圖5所示軸520的旋轉(zhuǎn)軸線ζ)。在圖6所示實(shí)例中，板570包括圍繞軸線ζ跨越角度X 的切口、多個(gè)孔口 572、半徑為Rn的弧形切口 574、半徑為Rtl的開口和圍繞軸線ζ呈角Y被 定位的兩個(gè)鍵578、578’。圖7示出了圖5所示典型軸承組件的側(cè)視圖和剖視圖。在側(cè)視圖中，鍵槽535和 535’被示作位于外座圈532中。在圖7所示視圖中，鍵槽535、535’是從外座圈532的外徑 嵌入的。特別是，嵌入直徑(inset diameter)標(biāo)示為"Dlnset”，該直徑小于相鄰的外徑。在 圖7所示實(shí)例中，軸承組件530的相對端并不包括具有嵌入直徑的部段。如圖5所示，該相 對端與中心殼體510的止擋件511協(xié)同作用以便限制軸承組件530的軸向移動(dòng)。圖8示出了板570和軸承組件530的平面視圖和側(cè)視圖。在圖8中，板570的鍵 578,578'中的一個(gè)鍵被示作由軸承組件530的相應(yīng)的一個(gè)鍵槽或切口 535、535’接收。通 過這種方式，當(dāng)軸承組件530被定位在如圖5所示的中心殼體510的孔515中時(shí)，該軸承組 件的外座圈532的旋轉(zhuǎn)受到了限制。在圖5、圖6、圖7和圖8所示的實(shí)例中，鍵可與止推板成一整體，而相應(yīng)的鍵槽可 與軸承組件的外座圈成一整體。正如結(jié)合圖7所說明地那樣，鍵槽可從外座圈的外徑凹入， 從而使得軸承外徑(OD)的無中心研磨不會(huì)沿外徑在滾道附近遇到任何的不連續(xù)。如果在 無中心研磨操作過程中，在OD上存在不連續(xù)的話，則在OD上將形成機(jī)加工缺陷且該缺陷隨 后會(huì)被傳遞至滾道研磨件(該滾道研磨件被對準(zhǔn)設(shè)置在離開OD的位置處)。如圖7所示，鍵槽535、535’被定位在用于滾動(dòng)元件536的滾道的外側(cè)處。由每個(gè) 鍵槽535、535’接收到的鍵可被構(gòu)造以便避免軸向接觸(例如在鍵槽的軸向壁部處)。在這 種實(shí)例中，鍵僅與鍵槽的一個(gè)或多個(gè)側(cè)向壁部接觸(例如沿方位角方向)。正如本文所描
8述地，鍵槽可以是處在軸承組件的外座圈的外徑上的底切口且所述鍵槽的成形方式避免了 對滾道(例如，所述滾道以較低的肩部(正面)和較高或“較深”的肩部(背面)為邊界) 產(chǎn)生妨礙。例如，可由被承載在滾道邊緣上(這例如可能是由推力導(dǎo)致產(chǎn)生的)的滾珠形 成“滾珠帶”。因此，在多個(gè)實(shí)例中，外座圈中的一個(gè)或多個(gè)鍵槽是通過無中心研磨操作形成 的，其中一個(gè)或多個(gè)鍵槽被定位以便避免出現(xiàn)滾道/滾動(dòng)元件受損的風(fēng)險(xiǎn)(這種受損例如 是由于推力、未對準(zhǔn)、配合松散等因素造成的)。正如本文所描述地那樣，鍵槽可以是外座圈 的OD浮凸件(這例如是為了與無中心研磨操作實(shí)現(xiàn)良好配合)。圖9示出了板970和軸承組件930的平面視圖和側(cè)視圖。在圖9中，板970包括 鍵槽978、978，且軸承組件930的外座圈932包括鍵935、935，。外座圈932的鍵935、935， 被示作由板970的相應(yīng)鍵槽978、978’接收。通過這種方式，當(dāng)軸承組件930被定位在中心 殼體的孔中時(shí)，該軸承組件的外座圈932的旋轉(zhuǎn)受到限制。在多個(gè)實(shí)例中，板可包括一個(gè)或多個(gè)鍵和一個(gè)或多個(gè)鍵槽。在多個(gè)實(shí)例中，軸承的 外座圈可包括一個(gè)或多個(gè)鍵和一個(gè)或多個(gè)鍵槽。在這些實(shí)例中，鍵被鍵槽接收。本發(fā)明提 供了多個(gè)實(shí)例，其中根據(jù)鍵和鍵槽的數(shù)量，一些鍵槽可在組裝時(shí)是未填充的。例如，對于具 有四個(gè)鍵槽的外座圈和具有兩個(gè)鍵的板而言，其中兩個(gè)鍵槽在組裝時(shí)保持未填充狀態(tài)。在 多個(gè)實(shí)例中，鍵/鍵槽對(或多個(gè)鍵/鍵槽對)為軸承組件在擠壓膜阻尼器(例如形成于 外座圈與殼體的孔之間)中的徑向移動(dòng)提供了禁止性的自由量。正如本發(fā)明所描述地那樣，軸承組件的外座圈的特征可用來對外座圈相對于殼體 的一個(gè)或多個(gè)特征的位置進(jìn)行定位。例如，圖5所示軸承組件530包括潤滑劑噴射件以便 將潤滑劑從潤滑劑井513引向滾動(dòng)元件536。在這種實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)鍵/鍵槽對可用來 對潤滑劑噴射件相對于潤滑劑井513的位置進(jìn)行定位。通常情況下，這種定位可被稱作方 位角定位，該方位角定位在不對稱外座圈與殼體之間建立起了關(guān)系(例如沿由殼體的孔的 縱向軸線限定的方位角方向)。正如本文所述，圖5、圖6、圖7、圖8和圖9所示的典型定位機(jī)構(gòu)允許對鍵和鍵槽進(jìn) 行高效機(jī)加工，所述鍵和鍵槽用以限制外座圈的旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)保持低摩擦，從而使得能 夠在其潤滑劑膜內(nèi)獲得徑向自由度，并在鍵/鍵槽對之間獲得有益的耐磨性。正如本文所描述地那樣，一種用于將軸承的外座圈定位在殼體的孔中的典型方法 包括將所述軸承插入所述殼體的所述孔中；將板附接到所述殼體上以便至少部分地沿軸向 將所述軸承定位在所述殼體的所述孔中；以及通過使沿軸向延伸的鍵與鍵槽接觸的方式限 制所述軸承的所述外座圈在所述殼體的所述孔中的旋轉(zhuǎn)。在這種方法中，所述板可包括所 述鍵且所述軸承可包括所述鍵槽，或另一種可選方式是，所述軸承的所述外座圈可包括所 述鍵且所述板可包括所述鍵槽。在這種方法中，所述接觸可選地沿方位角方向?qū)λ鲚S承 的所述外座圈的一個(gè)或多個(gè)潤滑劑噴射件相對于所述殼體的潤滑劑井的位置進(jìn)行了定位。 在這種方法中，所述板可接收軸向推力，而所述鍵的軸向端不會(huì)與所述鍵槽的軸向端接觸 (例如從而避免在所述鍵和/或鍵槽上產(chǎn)生磨損)。盡管本文結(jié)合附圖和隨后的具體實(shí)施方式
對一些典型的方法、裝置、系統(tǒng)、布置等 進(jìn)行了圖示和描述，但應(yīng)該理解所披露的這些典型實(shí)施例并不是限制性的，而是能夠在不 偏離由以下權(quán)利要求書所闡明和限定的精神的情況下對這些實(shí)施例作出多種重新布置、變 型和替代。
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權(quán)利要求
1.一種中心殼體旋轉(zhuǎn)組件，所述中心殼體旋轉(zhuǎn)組件包括渦輪機(jī)葉輪；壓縮機(jī)葉輪；中心殼體(510)，所述中心殼體包括沿孔軸線從壓縮機(jī)端延伸至渦輪機(jī)端的通孔 (515)；被定位在所述孔中的軸承組件(530)，其中所述軸承組件包括外座圈(532)，所述外座 圈包括沿軸向從軸向端延伸出來的鍵槽(535，535’)，所述鍵槽從所述外座圈的外徑沿徑向 嵌入；和被附接到所述中心殼體上的板(570)，其中所述板包括沿軸向延伸的鍵(578，578’)， 每個(gè)所述鍵(578，578’ )被所述鍵槽(535，535’ )中相應(yīng)的一個(gè)鍵槽接收以便限制所述軸 承組件在所述孔中的旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中心殼體旋轉(zhuǎn)組件，其中所述外座圈(532)包括不對稱外座 圈且其中所述鍵(578，578’ )與鍵槽(535，535’ )相結(jié)合地沿方位角方向?qū)λ鐾庾ο?對于所述通孔(515)的一個(gè)或多個(gè)特征的位置進(jìn)行定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中心殼體旋轉(zhuǎn)組件，其中所述通孔的所述一個(gè)或多個(gè)特征中 的一個(gè)特征包括潤滑劑井，其中所述外座圈(532)包括潤滑劑噴射件，且其中所述鍵(578， 578’ )與所述鍵槽(535，535’ )相結(jié)合地沿方位角方向?qū)λ鰸櫥瑒﹪娚浼鄬τ谒鰸?滑劑井的位置進(jìn)行定位。
4.一種中心殼體旋轉(zhuǎn)組件，所述中心殼體旋轉(zhuǎn)組件包括渦輪機(jī)葉輪；壓縮機(jī)葉輪；中心殼體，所述中心殼體包括沿孔軸線從壓縮機(jī)端延伸至渦輪機(jī)端的通孔；被定位在所述孔中的軸承組件(930)，其中所述軸承組件包括外座圈(932)，所述外座 圈包括沿軸向從軸向端延伸出來的鍵(935，935’ )；和被附接到所述中心殼體上的板(570)，其中所述板包括沿軸向延伸的鍵槽(978， 978’)，每個(gè)所述鍵(935，935’ )被所述鍵槽(978，978’ )中相應(yīng)的一個(gè)鍵槽接收以便限制 所述軸承組件在所述孔中的旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中心殼體旋轉(zhuǎn)組件，其中所述外座圈(932)包括不對稱外座 圈且其中所述鍵(935，935’ )與鍵槽(978，978’ )沿方位角方向?qū)λ鐾庾ο鄬τ谒?通孔的一個(gè)或多個(gè)特征的位置進(jìn)行定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中心殼體旋轉(zhuǎn)組件，其中所述通孔的所述一個(gè)或多個(gè)特征中 的一個(gè)特征包括潤滑劑井，其中所述外座圈(932)包括潤滑劑噴射件，且其中所述鍵(935， 935’ )與所述鍵槽(975，975’ )相結(jié)合地沿方位角方向?qū)λ鰸櫥瑒﹪娚浼鄬τ谒鰸?滑劑井的位置進(jìn)行定位。
7.一種用于將軸承的外座圈定位在殼體的孔中的方法，所述方法包括將所述軸承插入所述殼體的所述孔中；將板附接到所述殼體上以便至少部分地沿軸向?qū)⑺鲚S承定位在所述殼體的所述孔 中；以及通過使沿軸向延伸的鍵與鍵槽接觸的方式限制所述軸承的所述外座圈在所述殼體的所述孔中的旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述板包括所述鍵且其中所述軸承包括所述鍵槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述軸承的所述外座圈包括所述鍵且其中所述板 包括所述鍵槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述接觸沿方位角方向?qū)λ鲚S承的所述外座 圈的一個(gè)或多個(gè)潤滑劑噴射件相對于所述殼體的潤滑劑井的位置進(jìn)行定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸承隔件和殼體。一種典型的中心殼體旋轉(zhuǎn)組件包括渦輪機(jī)葉輪；壓縮機(jī)葉輪；中心殼體(510)，所述中心殼體包括沿孔軸線從壓縮機(jī)端延伸至渦輪機(jī)端的通孔(515)；被定位在所述孔中的軸承組件(530)，其中所述軸承組件包括外座圈(532)，所述外座圈包括從軸向端延伸出來的鍵槽(535，535’)，所述鍵槽從所述外座圈的外徑沿徑向嵌入；和被附接到所述中心殼體上的板(570)，其中所述板包括延伸的鍵(578，578’)，每個(gè)所述鍵(578，578’)被所述鍵槽(535，535’)中相應(yīng)的一個(gè)鍵槽接收以便限制所述軸承組件在所述孔中的旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明還披露了多種其它典型裝置、系統(tǒng)、方法等。
文檔編號F01D25/18GK102003227SQ20101026375
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者G·阿德夫, P·E·馬夫羅薩基斯 申請人:霍尼韋爾國際公司