[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于齒輪泵的壓力自供給靜壓滑動軸承

在審

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• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110094423A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴世源;鄭文斌;南凱剛;洪軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F04C2/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于齒輪泵的壓力自供給靜壓滑動軸承，工作時(shí)，動力通過主動齒輪軸輸入，通過齒輪嚙合作用，帶動從動齒輪軸旋轉(zhuǎn)，擠壓由低壓入口進(jìn)入的流體，使得流體進(jìn)入高壓腔的流體成為高壓流體，高壓流體大部分被泵送出高壓出口，少部分高壓流體通過高壓腔端面上的高壓供油槽進(jìn)入連通槽，進(jìn)而進(jìn)入軸向高壓通槽及周向的若干軸承進(jìn)油槽，軸承進(jìn)油槽內(nèi)的高壓流體涌入靜壓滑動軸承內(nèi)壁面的軸承靜壓腔，支撐起從動齒輪軸及主動齒輪軸，流出軸承靜壓腔的流體已恢復(fù)低壓，低壓流體從靜壓滑動軸承兩端流出，通過軸承側(cè)泄油槽與泄油導(dǎo)引槽返回到低壓腔，并再次擠壓進(jìn)入高壓腔，保證齒輪泵持續(xù)運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與滑動軸承領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于齒輪泵的壓力自供給靜壓滑動軸承。

背景技術(shù)

燃油系統(tǒng)是航空發(fā)動機(jī)動力的唯一來源，燃燒過程一旦出現(xiàn)斷油將造成嚴(yán)重后果。燃油正常且連續(xù)的補(bǔ)給是保證航空發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的前提，因此燃油齒輪泵是發(fā)動機(jī)的核心部件之一。目前航空發(fā)動機(jī)燃油齒輪泵普遍采用離心泵和齒輪泵兩級壓縮，其中齒輪泵轉(zhuǎn)子普遍采用動壓滑動軸承支撐，直接利用航空燃油作為潤滑介質(zhì)，依靠動壓效應(yīng)產(chǎn)生承載力。隨著航空發(fā)動機(jī)向高推比、大功率發(fā)展，齒輪泵出口壓力日益提高，軸承承受的徑向載荷也顯著增加，這對支撐軸承的性能提出了苛刻要求。由于航空燃油粘度低、軸承載荷大，僅依靠動壓效應(yīng)造成軸承最小油膜厚度過小(<5μm)，易產(chǎn)生磨損、膠合等問題，進(jìn)而造成災(zāi)難性后果。因此，如何提高航空發(fā)動機(jī)燃油齒輪泵轉(zhuǎn)子支撐軸承的可靠性，是航空發(fā)動機(jī)燃油齒輪泵設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

相比與動壓軸承，靜壓軸承采用外界高壓流體的使轉(zhuǎn)子浮起，具有精度高、承載力大等優(yōu)點(diǎn)，是最適用于低粘度流體的滑動軸承支承方式之一。然而，傳統(tǒng)靜壓軸承需要復(fù)雜而昂貴的外界高壓油泵等附件，限制了其工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于齒輪泵的壓力自供給靜壓滑動軸承，其通過導(dǎo)引燃油齒輪泵的高壓流體，為靜壓滑動軸承提供高壓油，該設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)燃油齒輪泵動壓滑動軸承在大載荷條件下，油膜厚度過小、易產(chǎn)生碰磨、膠合、可靠性低等問題。本發(fā)明采用靜壓軸承作為航空發(fā)動機(jī)燃油齒輪泵轉(zhuǎn)子的支撐軸承，同時(shí)利用自身高壓燃油作為靜壓軸承的高壓源，為燃油齒輪泵軸承的設(shè)計(jì)提供了一種全新的解決方案。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于齒輪泵的壓力自供給靜壓滑動軸承，該齒輪泵包括箱體以及外嚙合且平行設(shè)置箱體內(nèi)的主動齒輪軸和從動齒輪軸，主動齒輪軸和從動齒輪軸的兩端均通過套裝在傳動軸上的靜壓滑動軸承與箱體活動連接，該箱體的一側(cè)開設(shè)有高壓出口，另一側(cè)開設(shè)有低壓入口；其中，

兩個(gè)傳動軸同側(cè)的靜壓滑動軸承安裝位置對稱且結(jié)構(gòu)對稱，兩者貼合處為平面，貼合位置朝向高壓出口的一側(cè)開設(shè)有高壓腔，朝向低壓入口的另一側(cè)開設(shè)有低壓腔，高壓腔端面上開設(shè)有高壓供油槽，使得高壓流體通過高壓供油槽為靜壓滑動軸承提供支撐壓力；每個(gè)靜壓滑動軸承內(nèi)部周向上均勻開設(shè)有若干軸承進(jìn)油槽以及用于連通相鄰兩個(gè)軸承進(jìn)油槽的軸向高壓通槽，每個(gè)靜壓滑動軸承的內(nèi)壁開設(shè)有與若干軸承進(jìn)油槽相對應(yīng)的軸承靜壓腔，該軸承靜壓腔為矩形腔，兩個(gè)傳動軸同側(cè)的靜壓滑動軸承分別通過連通槽將高壓供油槽與兩個(gè)靜壓滑動軸承的軸承進(jìn)油槽相連通，每個(gè)軸承靜壓腔與對應(yīng)的軸承進(jìn)油槽相連通；

每個(gè)靜壓滑動軸承內(nèi)側(cè)端面開設(shè)有軸承側(cè)泄油槽，且靜壓滑動軸承端面開設(shè)有連續(xù)的泄油導(dǎo)引槽，使得從靜壓滑動軸承和傳動軸之間泄露出來流體依次通過軸承側(cè)泄油槽與泄油導(dǎo)引槽返回到低壓腔。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每個(gè)軸承靜壓腔與對應(yīng)的軸承進(jìn)油槽通過節(jié)流器相連通。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，節(jié)流器為小孔節(jié)流器或毛細(xì)管節(jié)流器。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每個(gè)靜壓滑動軸承內(nèi)部周向上均勻開設(shè)有四個(gè)軸承進(jìn)油槽。