[發(fā)明專利]一種采用空氣動(dòng)壓軸承支撐的軸流風(fēng)扇

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011452993.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112610524B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁波;趙云峰;羅欣洋;汪達(dá)鵬;余彬;趙昱舒;陸育良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
• 主分類號(hào): F04D29/056
• 分類號(hào): F04D29/056;F04D29/053;F04D29/051;F04D29/02;F04D29/58
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 俞曉祥

本發(fā)明屬于飛機(jī)環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用空氣動(dòng)壓軸承支撐的軸流風(fēng)扇。采用深溝球脂潤滑軸承的電動(dòng)軸流風(fēng)扇方案可靠性低，壽命短。本發(fā)明在內(nèi)部拉桿依次穿過導(dǎo)流板、風(fēng)扇葉輪、止推軸、電機(jī)軸、錐形軸和磁極轉(zhuǎn)子并在兩端部鎖緊，止推軸、電機(jī)軸和錐形軸均為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)且具有腔體，相鄰的腔體之間連通；止推軸和錐形軸在壁面上具有通孔；風(fēng)扇殼體具有一體式多級(jí)環(huán)形結(jié)構(gòu)，在最外層的外殼上具有穿線管和進(jìn)氣罩上與外部氣體連通的管道，在電機(jī)定子套筒上有冷卻氣槽；在最內(nèi)層是左軸承套筒，其外圍具有周向分布的軸向冷卻氣孔；在風(fēng)扇輪轂上具有冷卻氣孔。可靠性高、壽命長；保證電機(jī)和動(dòng)壓軸承的充分冷卻，提高風(fēng)扇的故障檢測和診斷能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機(jī)環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用空氣動(dòng)壓軸承支撐的軸流風(fēng)扇。

背景技術(shù)

如圖1所示，飛機(jī)電動(dòng)環(huán)控系統(tǒng)取消了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣，采用電驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)壓縮空氣為空調(diào)系統(tǒng)提供氣源，同時(shí)系統(tǒng)也取消了與空氣循環(huán)機(jī)共軸的風(fēng)扇，改由電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇抽吸沖壓空氣為系統(tǒng)提供冷源。在飛機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)中，通過電動(dòng)軸流風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)座艙空氣回流、貨艙通風(fēng)和電子設(shè)備艙通風(fēng)等功能。

航空電動(dòng)風(fēng)扇通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇葉輪對(duì)氣體做功，增加氣體的靜壓和動(dòng)壓，并將一部分動(dòng)壓通過風(fēng)扇內(nèi)的后置導(dǎo)葉，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成靜壓，克服管道阻力和系統(tǒng)前后壓差，從而實(shí)現(xiàn)氣體的流通，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通風(fēng)功能。已有的航空電動(dòng)風(fēng)扇見圖2，采用深溝球軸承對(duì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)子進(jìn)行支撐，軸承采用潤滑脂進(jìn)行冷卻，僅僅將電機(jī)轉(zhuǎn)子裝入風(fēng)扇殼體，風(fēng)扇殼體靜葉流道內(nèi)流過從風(fēng)扇入口的氣體對(duì)電機(jī)定子和軸承進(jìn)行冷卻的方案，電機(jī)與轉(zhuǎn)軸采用分體結(jié)構(gòu)。主要存在三個(gè)問題：

1)隨著工作時(shí)間的增長，潤滑脂會(huì)消耗變質(zhì)，最終導(dǎo)致軸承失效，可靠性和壽命較難滿足要求；

2)當(dāng)風(fēng)扇功率較大時(shí)，電機(jī)和軸承的冷卻效果不明顯。潤滑脂的穩(wěn)定工作溫度一般小于150℃，而電動(dòng)環(huán)控系統(tǒng)中抽吸的來自初級(jí)換熱器和次級(jí)換熱器的沖壓空氣的溫度一般在150℃以上，此時(shí)，采用深溝球脂潤滑軸承的電動(dòng)軸流風(fēng)扇方案無法達(dá)到可靠性高，壽命長的要求。

3)由于轉(zhuǎn)子重量較重，會(huì)造成軸承載荷增大，降低軸承使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：設(shè)計(jì)一種空氣動(dòng)壓軸承支撐的電動(dòng)軸流風(fēng)扇，提高電動(dòng)軸流風(fēng)扇的可靠性和壽命，提高了通風(fēng)系統(tǒng)的集成性以及整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種采用空氣動(dòng)壓軸承支撐的軸流風(fēng)扇，在其內(nèi)部拉桿依次穿過導(dǎo)流板、風(fēng)扇葉輪、止推軸、電機(jī)軸、錐形軸和磁極轉(zhuǎn)子并在兩端部鎖緊，其中所述止推軸、電機(jī)軸和錐形軸均為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)且具有腔體，相鄰的腔體之間連通；所述止推軸和錐形軸在壁面上具有通孔；

軸流風(fēng)扇具有風(fēng)扇殼體，其具有一體式多級(jí)環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中在最外層的外殼上具有穿線管和進(jìn)氣罩上與外部氣體連通的管道；在中間層的電機(jī)定子套筒內(nèi)側(cè)固定安裝有電機(jī)定子，在電機(jī)定子套筒上有冷卻氣槽；在最內(nèi)層是左軸承套筒，其外圍具有周向分布的軸向冷卻氣孔；

所述風(fēng)扇葉輪在風(fēng)扇輪轂上具有冷卻氣孔；

所述止推軸在靠近左側(cè)端部的區(qū)域具有凸環(huán)，其夾在軸承蓋板和左軸承套筒的底板之間，且在凸環(huán)和軸承蓋板之間是左止推動(dòng)壓軸承，在凸環(huán)和左軸承套筒的底板之間是右止推動(dòng)壓軸承；在所述止推軸的桿部外側(cè)與左軸承套筒之間套裝有徑向動(dòng)壓軸承和軸承套；軸承蓋板與止推軸之間具有徑向間隙，左軸承套筒的底板與止推軸之間具有徑向間隙；

所述電機(jī)軸包括左側(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)子部分以及右側(cè)的轉(zhuǎn)軸部分，在所述轉(zhuǎn)軸部分外側(cè)依次套裝有徑向動(dòng)壓軸承、軸承套和軸承殼體，軸承殼體在右端部具有凸環(huán)，凸環(huán)上具有電纜通道，在該軸承殼體右端還固定有霍爾板，霍爾板的中部與錐形軸之間有間隙；所述進(jìn)氣罩覆蓋整個(gè)右端面結(jié)構(gòu)。

有利地，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子部分徑向由內(nèi)向外包括軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極和外套，通過在軸上開軸對(duì)稱的扇形槽，將電機(jī)轉(zhuǎn)子磁級(jí)安裝到扇形槽中，外面增加外套進(jìn)行固定。