自清潔式油脂潤滑的花鍵的製作方法

2023-06-19 18:17:31 3

專利名稱：自清潔式油脂潤滑的花鍵的製作方法
技術領域：
本發明所披露的主題涉及旋轉機器。更具體地說，本發明的主題涉及旋轉機器中 的花鍵連接。
背景技術：
機器的旋轉構件之間的連接或者機器之間的連接，常常是經由花鍵連接而實現。 花鍵連接包括了在第一構件上的凸齒(male teeth)，該凸齒與在第二構件上的互補齒相齧 合。花鍵連接允許將第一構件的轉動能有效地傳送至第二構件。在花鍵的使用壽命期間， (例如)由於花鍵齒的磨損產生了微粒，且必須從花鍵去除這些微粒以確保花鍵連接的繼 續操作。通常，運用加壓潤滑系統，其將潤滑劑(例如潤滑油)經由外部泵噴射到花鍵連接 內，以衝洗掉任何積聚的微粒。然後，通常在機器外部對油加以處置。通過這種類型的潤滑 系統進行加壓衝洗，會顯著增加旋轉機器的成本和複雜性。

發明內容
根據本發明的一個方面，一種用於花鍵界面的潤滑系統包括至少一個碎屑腔室， 其位於第一旋轉構件與第二旋轉構件的花鍵界面的徑向外側。通過第一旋轉構件和第二旋 轉構件圍繞中心軸線的旋轉，將磨屑從花鍵界面推向至少一個碎屑腔室。至少一個潤滑劑 貯存器中含有一定體積的潤滑劑，其中響應於將磨屑從花鍵界面推向至少一個碎屑腔室， 該一定體積的潤滑劑的至少一部分流向花鍵界面。根據本發明的另一方面，一種旋轉機器包括第一旋轉構件和第二旋轉構件，第二 旋轉構件經由花鍵界面可操作地連接到第一旋轉構件。至少一個碎屑腔室位於花鍵界面的 徑向外側，其中通過第一旋轉構件和第二旋轉構件圍繞中心軸線的旋轉，將磨屑從花鍵界 面推向至少一個碎屑腔室。至少一個潤滑劑貯存器包含有一定體積的潤滑劑，其中響應於 將磨屑從花鍵界面推向至少一個碎屑腔室，該一定體積的潤滑劑中的至少一部分流向花鍵 界面。根據本發明的又一方面，一種用於對花鍵界面進行潤滑的方法包括將至少一個 碎屑腔室定位於第一旋轉構件與第二旋轉構件的花鍵界面的徑向外側，並且使第一旋轉構 件和第二旋轉構件圍繞中心軸線旋轉。經由第一旋轉構件和第二旋轉構件的旋轉，將磨屑 從花鍵界面推向位於花鍵界面徑向外側的至少一個碎屑腔室。響應於將磨屑從花鍵界面推 向該至少一個碎屑腔室，一定體積的潤滑劑從潤滑劑貯存器流向花鍵界面。結合附圖，通過下文的描述，這些和其它的優點和特徵將會變得更加顯而易見。


所視為本發明的主題，在說明書結論的權利要求書中特別地指出且明確地主張受 保護。結合附圖通過下文的具體實施方式
，本發明的前述和其它的特徵和優點將會變得顯 而易見，在附圖中
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圖1是旋轉機器的實施例的剖視圖；以及圖2是旋轉機器中的花鍵界面的實施例的剖視圖。詳細描述以實例的方式並參照附圖對本發明的實施例、連同其優點和特徵進行了 解釋說明。
具體實施例方式圖1中示出的是旋轉機器(在這種情況下是發電機10)的剖面。發電機10包括 可圍繞中心軸線14旋轉的至少一個轉子12。電機10包括發電機軸杆16，其被布置在中心 軸線14處、並且經由一或多個花鍵界面20連接到(例如)發動機曲軸18。現在參考圖2， 在一些實施例中，花鍵界面20由與互補的多個曲軸齒24相嚙合的多個發電機軸齒22加以限定。在一些實施例中，如圖2所示，多個發電機軸齒22從基本上呈環狀的發電機軸板 26的內表面沿徑向向內地延伸，發電機軸板26在一些實施例中通過焊接或者其它方式被 固定到發電機軸杆16上。同樣，在一些實施例中，多個曲軸齒24被安置在曲軸板28處、並 且從該曲軸板28沿徑向向外地延伸。可通過焊接或者其它類似方式將曲軸板28固定到曲 軸18。但是，圖2中示出的構造僅僅是旨在進行例示。例如，在一些實施例中，多個發電機 軸齒22沿徑向向外延伸，而多個曲軸齒24基本上沿徑向向內延伸。在其它實施例中，發電 機軸齒22可以基本上沿軸向地延伸、並且與基本上沿軸向地朝著發電機軸齒22延伸的曲 軸齒24相嚙合。而且，在一些實施例中，發電機軸板26可以與發電機軸杆16構成為一體 的，和/或曲軸板28可以與曲軸18構成為一體的。一個或者多個密封環30被安置(例如)在發電機軸板26與曲軸板28之間、和/ 或在發電機軸板26與殼體32之間，用以在花鍵界面20的周圍形成壓力容器34。新潤滑劑 的貯存器36被安置在壓力容器34中、例如在發電機軸杆16的外徑38處。新潤滑劑的貯 存器36中充滿一定體積的潤滑劑40，例如油或油脂。潤滑劑40從新潤滑劑的貯存器36流 向潤滑室42，潤滑室42安置在多個發電機軸齒22與多個曲軸齒24的花鍵界面20處。當 發電機10操作時，由於多個發電機軸齒22和多個曲軸齒24的磨損而產生金屬微粒44，且 金屬微粒44在潤滑室42處與潤滑劑40相混合。但是，由於微粒44的各粒子的密度大於 潤滑劑40的密度，因此使微粒從潤滑室42沿徑向向外地朝向碎屑腔室46發生離心分離。 碎屑腔室46設置於壓力容器34中的一位置處，例如在發電機軸板26與殼體32之間的一 位置處，而在一些實施例中碎屑腔室46被布置在新潤滑劑的貯存器36的徑向外側。微粒 44在碎屑腔室46中積聚。當微粒44沿徑向向外移動時，由於移動了的微粒44，因而在潤 滑劑室42中留下了空隙。空隙由從新潤滑劑的貯存器36流向潤滑室42的新潤滑劑40來 加以填充。運用發電機軸杆16和曲軸18的旋轉來推動潤滑劑40和微粒44的流動，有效地 將微粒從花鍵界面20上移除掉、並且在無需額外的外部潤滑系統的情況下對花鍵界面20 進行潤滑，從而降低了發電機10的成本和複雜性。雖然已結合僅有限的幾個實施例詳細描述了本發明，但應易於理解的是本發明並 不限定於上述公開的實施例。而是，可以對本發明進行修改，從而包含在此之前未描述但 與本發明的精神和範圍相符的任意多個的變更、修改、替換或者等效配置。另外，雖然已對本發明的各種實施例進行了描述，但應理解的是本發明的各方面可以僅包括所述實施例中 的一些。因此，本發明並不被視為受前面描述的限制，但是僅受所附權利要求書的範圍的限 制。
權利要求
一種旋轉機器(10)，其包括第一旋轉構件(16)；第二旋轉構件(18)，其經由花鍵界面(20)可操作地連接到第一旋轉構件(16)；至少一個碎屑腔室(46)，其布置在所述花鍵界面(20)的徑向外側，其中通過第一旋轉構件和第二旋轉構件(16，18)圍繞中心軸線(14)的旋轉，將磨屑(44)從所述花鍵界面(20)推向至少一個碎屑腔室(46)；以及至少一個潤滑劑貯存器(36)，其包含有一定體積的潤滑劑(40)，其中響應於將所述磨屑(44)從花鍵界面(20)推向所述至少一個碎屑腔室(46)，所述一定體積的潤滑劑(40)的至少一部分流向所述花鍵界面(20)。
2.根據權利要求1所述的旋轉機器(10)，其包括限定在所述花鍵界面(20)周圍的壓 力容器(34)。
3.根據權利要求2所述的旋轉機器(10)，其中安置一個或多個密封環(30)以在所述 花鍵界面(20)周圍限定所述壓力容器(34)。
4.根據權利要求1所述的旋轉機器(10)，其中所述花鍵界面(20)包括從所述第一旋 轉構件(16)延伸的多個第一花鍵齒(22)，所述第一旋轉構件(16)與從所述第二旋轉構件 (18)延伸的多個第二花鍵齒(24)聯鎖。
5.根據權利要求4所述的旋轉機器(10)，其中所述多個第一花鍵齒(22)從固定到所 述第一旋轉構件(16)的第一花鍵板(26)延伸。
6.根據權利要求5所述的旋轉機器(10)，其中經由焊接將所述第一花鍵板(26)固定 到所述第一旋轉構件(16)。
7.根據權利要求1所述的旋轉機器(10)，其中所述旋轉機器(10)是發電機。
8.根據權利要求7所述的旋轉機器(10)，其中所述第一旋轉構件(16)是發電機軸杆。
9.根據權利要求7所述的旋轉機器(10)，其中所述第二旋轉構件(18)是發動機曲軸。
10.一種用於花鍵界面(20)的潤滑系統，其包括至少一個碎屑腔室(46)，其被布置在第一旋轉構件(16)與第二旋轉構件(18)的花鍵 界面(20)的徑向外側，其中通過所述第一旋轉構件和第二旋轉構件(16，18)圍繞中心軸線 (14)的旋轉將磨屑(44)從所述花鍵界面(20)推向所述至少一個碎屑腔室(46)；以及至少一個潤滑劑貯存器(36)，其包含有一定體積的潤滑劑(40)，其中響應於將磨屑 (44)從所述花鍵界面(20)推向所述至少一個碎屑腔室(46)，所述一定體積的潤滑劑(40) 的至少一部分流向所述花鍵界面(20)。
11.根據權利要求10所述的潤滑系統，其包括限定在所述花鍵界面(20)周圍的壓力容 器(34)。
12.根據權利要求11所述的潤滑系統，其中一個或多個密封環(30)布置成用以在所述 花鍵界面(20)的周圍限定所述壓力容器(34)。
13.一種用於對花鍵界面(20)進行潤滑的方法，其包括將至少一個碎屑腔室(46)布置在第一旋轉構件(16)與第二旋轉構件(18)的所述花 鍵界面(20)的徑向外側；使所述第一旋轉構件(16)和所述第二旋轉構件(18)圍繞中心軸線(14)旋轉；經由所述第一旋轉構件和第二旋轉構件(16，18)的旋轉，將磨屑(44)從所述花鍵界面(20)推向布置在所述花鍵界面(20)徑向外側的至少一個碎屑腔室(46)；響應於將所述磨屑(44)從所述花鍵界面(20)推向所述至少一個碎屑腔室(46)，一定 體積的潤滑劑(40)從潤滑劑貯存器(36)流向所述花鍵界面(20)。
14.根據權利要求13所述的方法，其包括限定在所述花鍵界面(20)的周圍的壓力容器 (34)。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述壓力容器(34)至少部分地由一個或者多個 密封環(30)加以限定。
16.根據權利要求13所述的方法，其中所述花鍵界面(20)包括從所述第一旋轉構件 (16)延伸的多個第一花鍵齒(22)，多個第一花鍵齒(22)與從所述第二旋轉構件(18)延伸 出的多個第二花鍵齒(24)聯鎖。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述多個第一花鍵齒(22)從固定到所述第一旋 轉構件(16)的第一花鍵板(26)延伸。
18.根據權利要求17所述的方法，其中經由焊接將所述第一花鍵板(26)固定到所述第 一旋轉構件(16)。
全文摘要
本發明涉及到自清潔式油脂潤滑的花鍵，特別是一種用於花鍵界面(20)的潤滑系統，其包括定位於第一旋轉構件(16)與第二旋轉構件(18)的花鍵界面(20)徑向外側的至少一個碎屑腔室(46)。通過第一旋轉構件和第二旋轉構件(16，18)圍繞中心軸線(14)的旋轉，將磨屑(44)從花鍵界面(20)推向至少一個碎屑腔室(46)。至少一個潤滑劑貯存器(36)包含有一定體積的潤滑劑(40)，其中響應於將磨屑(44)從花鍵界面(20)推向至少一個碎屑腔室(46)，一定體積的潤滑劑(40)中的至少一部分流向花鍵界面(20)。
文檔編號F16D1/02GK101929507SQ20101021251
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月22日 優先權日2009年6月23日
發明者R·A·希默爾曼 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司