零力矩配件 |
|||||||
| 申请号 | CN201310629627.9 | 申请日 | 2013-11-29 | 公开(公告)号 | CN103851271B | 公开(公告)日 | 2017-05-17 |
| 申请人 | 波音公司; | 发明人 | W·R·小聪弛; | ||||
| 摘要 | 设备、系统和方法提供用于固定 流体 导管 至结构的零 力 矩配件。根据多种 实施例 ，配件可包括球面 轴承 和轴承壳体。球面轴承可包括用于通过球面轴承接收流体导管的导管孔。轴承壳体可经配置包围并且保持球面轴承在轴承壳体内，从而允许球面轴承在轴承壳体内旋转。轴承壳体可被固定地附接至结构从而固定配件至结构。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种结构配件(100)，其包括： |
||||||
| 说明书全文 | 零力矩配件背景技术[0001] 飞机和其它交通工具通常具有在整个交通工具中延伸的多种流体导管（例如燃料管路、液压管路、空气管路等）。随着它们在源和目的位置之间引导流体，这些导管可横穿舱壁和其它结构。导管通常通过舱壁中的开口引导并且在这些位置处采用配件被固定至舱壁，从而防止由于在导管和舱壁之间的接触而发生的对流体导管的磨损和其它损伤。 [0002] 通常燃料管路和其它流体导管被加压。随着加压流体穿过导管，管路和与流体导管关联的各种联接的几何形状或配置产生载荷和力矩，其可传递至舱壁或将流体导管附接至舱壁的配件。与流体导管中心轴线对齐的脉冲载荷或剪切载荷可能不会有问题。然而，围绕中心轴或在相对于中心轴线的非零角度处产生的流体导管扭转的载荷在配件和/或舱壁上提供力矩。这些力矩可随着时间的推移导致配件的疲劳或失效。 [0003] 在此所做出的本公开针对这些和其它考虑事项提供。发明内容 [0004] 应该理解，提供的发明内容以在下面进一步描述的具体实施方式中的简化形式引入选择性的构思。本发明内容不旨在用于限制要求保护主题的范围。 [0005] 设备、系统和方法提供用于零力矩配件或允许流体导管围绕中心轴线旋转的配件，而不在配件被附接的相应配件和结构上施加不希望的力矩。根据本文提供的公开的一方面，结构配件可包括球面轴承和轴承壳体。球面轴承可包括用于通过球面轴承接收流体导管的导管孔。轴承壳体可经配置保持球面轴承在轴承壳体内从而允许球面轴承在轴承壳体内旋转，并且其有待被附接至结构从而固定轴承壳体和球面轴承至结构。 [0006] 根据另一方面，用于固定流体导管至结构的方法包括采用球面轴承包围流体导管。球面轴承固定在轴承壳体内，该轴承壳体固定至结构。这样做，球面轴承被保持在壳体内同时允许球面轴承在壳体内旋转，从而消除施加到壳体和相应的结构上的任何力矩。 [0007] 根据另一方面，用于固定流体导管的系统可包括流体导管的第一和第二部分、包括前轴承和后轴承的球面轴承以及轴承壳体。流体导管的第一和第二部分的每个包括具有紧固件孔的联接凸缘。联接凸缘彼此邻接从而经由紧固件孔采用紧固件联接流体导管的两个部分。前轴承和后轴承每个包围流体导管的相应第一和第二部分。前轴承和后轴承彼此紧靠邻接，从而包围流体导管并且固定经由联接凸缘联接流体导管的第一和第二部分的紧固件。组装球面轴承被定位在可联接至结构的轴承壳体内。轴承壳体保持球面轴承同时允许球面轴承轴承壳体内旋转。 [0008] 此外，本公开包括根据以下项的实施例： [0009] 项1.一种结构配件，其包括 [0010] 球面轴承，其包括导管孔，所述导管孔经配置接收横穿所述球面轴承的流体导管；以及 [0011] 轴承壳体，其经配置保持所述球面轴承在所述轴承壳体内从而允许所述球面轴承在所述轴承壳体内旋转，并且被固定地联接至结构。 [0012] 项2.根据项1所述的结构配件，其中所述球面轴承进一步包括前轴承和后轴承，其中所述前轴承和所述后轴承经配置彼此邻接从而产生具有所述导管孔的组装轴承配置。 [0013] 项3.根据项2所述的结构配件，其中所述轴承壳体包括经配置彼此邻接从而产生组装壳体配置的前壳体和后壳体，所述组装壳体配置包括内侧表面，其成形为保持所述球面轴承的所述组装轴承配置同时允许所述球面轴承在所述轴承壳体内旋转。 [0014] 项4.根据项3所述的结构配件，其中所述前壳体和后壳体中的每个包括： [0015] 内侧表面，其经配置与相应的前壳体或后壳体的所述内侧表面配合，所述内侧表面包括环形内轴承边缘； [0016] 外侧表面，其与所述内侧表面相反并且在所述组装壳体配置中所述轴承壳体的外部，所述外侧表面包括具有比环形内轴承边缘直径更小直径的环形外轴承边缘；以及[0017] 轴承保持表面，其在所述环形内轴承边缘和所述环形外轴承边缘之间限定。 [0018] 项5.根据项4所述的结构配件，其中所述轴承保持表面包括所述环形内轴承边缘和所述环形外轴承边缘之间的弧形形状，其基本上与所述球面轴承的外部形状对应。 [0019] 项6.根据项2所述的结构配件，其中所述前轴承和所述后轴承中的至少一个经配置接合联接所述导管孔内所述流体导管的前部和后部的组装联接凸缘，以便所述组装轴承配置固定所述流体导管在所述球面轴承内。 [0020] 项7.根据项6中所述的结构配件，其中所述前轴承和所述后轴承包括多个紧固件腔，每个所述紧固件腔经配置用于从联接所述流体导管的前部和后部的所述组装联接凸缘中接收一部分紧固件。 [0021] 项8.根据项1中所述的结构配件，其中所述轴承壳体包括配件凸缘，所述配件凸缘包括紧固件孔，所述紧固件孔经配置接收用于联接所述轴承壳体到所述结构的紧固件。 [0022] 项9.根据项8中所述的结构配件，其中所述流体导管包括流体管路以及其中所述结构包括交通工具的舱壁。 [0023] 项10.一种用于固定流体导管至结构的方法，其包括： [0024] 采用球面轴承包围所述流体导管； [0025] 在轴承壳体内固定所述球面轴承，以便所述球面轴承被保持在所述轴承壳体内同时允许所述球面轴承在所述轴承壳体内旋转；以及 [0026] 固定所述轴承壳体到所述结构。 [0027] 项11.根据项10所述的方法，其进一步包括： [0028] 经由所述第一部分的第一联接凸缘和所述第二部分的第二联接凸缘以及多个紧固件联接所述流体导管的第一部分到流体导管的第二部分从而产生所述流体导管的组装联接凸缘，其中采用球面轴承包围所述流体导管包括将所述组装联接凸缘定位所述球面轴承的相应凸缘和紧固件腔内。 [0029] 项12.根据项10所述的方法，其中所述轴承壳体包括前壳体或后壳体，以及其中将所述球面轴承固定在所述轴承壳体内以便所述球面轴承保持在所述轴承壳体内同时允许所述球面轴承在所述轴承壳体内旋转包括： [0030] 将所述球面轴承定位所述前壳体内；以及 [0031] 将所述球面轴承定位所述后壳体内以便所述前壳体的内侧表面与所述后壳体的内侧表面邻接，包围所述球面轴承以便所述球面轴承的外部表面与轴承保持表面邻接，所述轴承保持表面由所述前壳体和所述后壳体限定并且经配置允许所述球面轴承相对于所述轴承保持表面的旋转运动。 [0032] 项13.根据项12所述的方法，其进一步包括固定所述前壳体至所述后壳体。 [0033] 项14.根据项10所述的方法，其中固定所述前壳体至所述后壳体以及固定所述轴承壳体至所述结构包括通过多个紧固件孔安装多个紧固件以便每个紧固件孔和相应的紧固件横穿所述前壳体、所述后壳体以及所述结构。 [0034] 项15.一种固定流体导管至结构的系统，其包括： [0035] 所述流体导管的第一部分，其包括具有多个第一紧固件孔的第一联接凸缘； [0036] 所述流体导管的第二部分，其包括具有多个第二紧固件孔的第二联接凸缘，其中所述第二联接凸缘经配置与所述第一联接凸缘邻接以便所述多个第一紧固件孔与所述多个第二紧固件孔对齐； [0037] 球面轴承，其包括前轴承和后轴承， [0038] 其中所述前轴承经配置包围所述流体导管的所述第一部分并且固定通过所述多个第一紧固件孔伸出的多个紧固件，以及 [0039] 其中所述后轴承经配置包围所述流体导管的所述第二部分，固定通过所述多个第二紧固件孔伸出的多个紧固件，并且与所述前轴承邻接从而产生具有横穿所述球面轴承的流体导管的组装轴承配置；以及 [0040] 轴承壳体，其经配置保持球面轴承在所述轴承壳体内，从而允许所述球面轴承在所述轴承壳体内旋转，以及将所述轴承壳体固定地联接至所述结构。 [0041] 项16.根据项15所述的系统，其中所述轴承壳体包括经配置彼此邻接从而产生组装壳体配置的前壳体和后壳体，所述组装壳体配置包括内侧表面，其成形为保持所述球面轴承的所述组装轴承配置同时允许所述球面轴承在所述轴承壳体内旋转。 [0042] 项17.根据项16所述的系统，其中所述前壳体和后壳体中的每个包括： [0043] 内侧表面，其经配置与相应的前壳体或后壳体的所述内侧表面配合，所述内侧表面包括环形内轴承边缘； [0044] 外侧表面，其与所述内侧表面相反并且在所述组装壳体配置中所述轴承壳体的外部，所述外侧表面包括具有比环形内轴承边缘直径更小直径的环形外轴承边缘；以及[0045] 轴承保持表面，其在所述环形内轴承边缘和所述环形外轴承边缘之间限定。 [0046] 项18.根据项17所述的系统，其中所述轴承保持表面包括所述环形内轴承边缘和所述环形外轴承边缘之间的弧形形状，其基本上与所述球面轴承的外部形状对应。 [0047] 项19.根据项15所述的系统，其进一步包括联接垫圈，所述联接垫圈根据所述第一联接凸缘和所述第二联接凸缘来设定尺寸，并且经配置当被组装时在所述第一联接凸缘和所述第二联接凸缘之间定位，从而防止流体从所述流体导管泄露。 [0048] 项20.根据项15所述的系统，其中所述轴承壳体包括配件凸缘，所述配件凸缘包括紧固件孔，所述紧固件孔经配置接收用于联接所述轴承壳体至所述结构的紧固件。 附图说明[0050] 图1是根据本文提出的各种实施例带有流体导管和流体导管附接的结构的零力矩配件的示例的俯视透视分解图； [0051] 图2是根据本文提出的各种实施例固定流体导管至结构的零力矩配件的正视图； [0052] 图3是根据本文提出的各种实施例沿着图2的零力矩配件的线A-A截取的截面图；以及 [0053] 图4是根据本文提出的各种实施例示出用于固定流体导管至结构的方法的工艺流程图。 具体实施方式[0054] 以下具体实施方式针对用于固定流体导管至结构的零力矩配件、系统和方法。如上面简要讨论的，流体导管常常被引导通过舱壁和其它结构。这样做，随着导管穿过，配件通常用于固定流体导管至结构。然而，随着加压的流体穿过流体导管，由于一些传统流体导管和关联联接的几何形状，载荷或力矩可在用于固定流体导管至结构的传统配件上产生。该不可取的力矩可导致在该位置处配件或流体过早的疲劳或失效。 [0055] 利用本文描述的概念，零力矩配件可用于允许流体导管围绕导管的纵向轴线的旋转运动，而不在配件上施加相应的载荷和力矩。如下面将详细讨论的，根据各种实施例的配件可包括联接至结构的壳体。球面轴承包围流体导管和停驻在壳体内而不被固定地附接至壳体。流体导管的任何旋转运动产生相应的球面轴承的旋转运动。然而，因为允许球面轴承在壳体内自由旋转，所以作为流体导管和球面轴承的旋转运动的结果，没有在配件上施加的相关载荷或力矩。 [0056] 在下面的详细说明中，参考形成该部分的附图，并且其借助于说明、具体实施例或示例来示出。现参考附图，其中相同的标记在几个附图中表示相同的元件，将描述零力矩配件。转向图1，示出了带有流体导管102和流体导管102附接的结构140的零力矩配件100的示例的分解图。流体导管102可包括在结构140处或接近结构140处结合在一起的第一部分102A和第二部分102B。根据一个说明性实施例，流体导管102可以是穿过结构140的加压燃料管路，所述结构可以是飞机舱壁或翼梁。 [0057] 流体导管102的第一部分102A和第二部分102B每个可包括联接凸缘104。每个联接凸缘可具有用于接收用于联接两个部分在一起的紧固件的任何数量的紧固件孔106。具有相应孔的联接垫圈108可在第一部分102A和第二部分102B的联接凸缘104之间使用从而当被组装时防止流体从流体导管102泄露。 [0058] 球面轴承110可包括便于组装的两个部分，具体是前轴承110A和后轴承110B。前轴承110A和后轴承110B每个包括轴承内表面114，其将与相应的相对轴承内表面114邻接从而将前轴承110A和后轴承110B配合并且产生球面轴承110的组装配置。将外部轴承表面118成形以便当组装时球面轴承110近似球面。下面描述的球面轴承和轴承壳体120的材料可以是根据如下运转载荷的任何合适材料，即所述运转载荷是零力矩配件100将经历但由于在球面轴承110和轴承壳体120之间的摩擦可发生的最小化的重量和磨损。示例材料包括但不限于用于球面轴承110的CuNiSn或AlNiBr化合物或其它合适材料，以及用于轴承壳体120的15Cr-5Ni不锈钢或其它合适材料。 [0059] 球面轴承110还包括导管孔112，其尺寸设定成接收流体导管102在内部。流体导管102穿过与延伸通过零力矩配件100的纵向轴线150并行的球面轴承110的大致中心。为固定流体导管102在球面轴承110内，前轴承110A和/或后轴承110B可包括用于接收延伸通过流体导管102的第一或第二部分的联接凸缘104的紧固件的前部或后部的若干紧固件腔116。 前轴承110A和后轴承110B中的一个或两个可额外包括经配置接收所有或部分的联接凸缘 104的凸缘腔（图1中未示出）。这样做，围绕纵向轴线150或相对于纵向轴150的角度旋转的流体导管102的旋转运动将允许球面轴承110与轴承壳体120内的流体导管102一起旋转。 [0060] 轴承壳体120可包括用于组装目的的两个部分，具体是前壳体120A和后壳体120B。这两个部分可以是设置成彼此面对的相同组件以便当被组装时前壳体120A的内侧表面122（未示出）与后壳体120B的内侧表面122邻接。前壳体120A和后壳体120B中的每个可具有内侧表面122和与内侧表面相反的外侧表面128。内侧表面可包括环形内轴承边缘130，而外侧表面可包括环形外轴承边缘132。在环形内轴承边缘130和环形外轴承边缘132之间限定的表面可称为轴承保持表面134，因为该表面邻接外部轴承表面118并且保持球面轴承110在轴承壳体120内。 [0061] 根据各种实施例，环形外轴承边缘132的直径可以小于环形内轴承边缘130的直径。根据一个实施例，环形内轴承边缘130的直径可以约等于或稍微大于球面轴承110的直径。以这种方式，前壳体120A和后壳体120B可以与在其中的球面轴承110一起配合。前壳体和后壳体的环形外轴承边缘132的较小直径防止球面轴承110脱离前壳体120A或后壳体120B，从而有效地保持零力矩配件100内的球面轴承110。 [0062] 如前面所述，当零力矩配件100处于组装配置中时前壳体120A和后壳体120B的轴承保持表面134与球面轴承110的外部轴承表面118邻接。应该理解，在前壳体120A和后壳体120B中的每个的环形内轴承边缘130和环形外轴承边缘132之间的轴承保持表面134可被成形以便在内边缘和外边缘之间的斜率是线性或直的，或可被成形以便斜率是弧形或弯曲的。轴承保持表面134的弧形形状可基本上与球面轴承表面118的外部形状对应。 [0063] 轴承壳体120可额外包括用于固定零力矩配件100至结构140的配件凸缘124。配件凸缘124可经配置为环形凸缘，如图1中所示，或可替代性地配置为从内侧表面122延伸的任何数量的翼片（tab）（未示出）。配件凸缘124可包括用于接收固定轴承壳体120到交通工具舱壁或其它结构140的紧固件的任何数量的紧固件孔126。此外，当零力矩配件100在诸如流体箱内的潮湿环境中使用时，配件凸缘124可具有用于接收用于防止流体通过结构140泄露的O形环的凹槽（未示出）。 [0064] 现转向图2和图3，现将讨论处于组装配置中并且附接至结构140的零力矩配件100。图2示出零力矩配件100的正视图。为清楚起见，球面轴承110已经划阴影从而区分轴承与轴承壳体120。从该视图中，流体导管102可看出横穿球面轴承110的中心。 [0065] 图3示出沿着图2的线A-A截取的零力矩配件100的一个实施例的截面图。如通过开口箭头所指示，流体从结构140的一侧至结构140的相对一侧流过流体导管102。流体导管102的第一部分102A经由紧固件302联接到第二部分102B。紧固件302可包括任何合适传统类型的紧固件。轴承垫圈108可在第一部分102A和第二部分102B的联接凸缘104之间使用。 [0066] 如上讨论，前轴承110A和后轴承110B包围流体导管102并且彼此邻接从而产生球面轴承110。前轴承110A和后轴承110B可包括用于接收固定流体导管102的两个部分的一部分紧固件302的紧固件腔116。前轴承110A和后轴承110B中的一个或两个可额外包括用于接收联接凸缘104的凸缘腔304，同时允许前轴承110A和后轴承110B的轴承内表面114彼此邻接。 [0067] 在图3中轴承壳体120被示出在组装配置中，在该配置中前壳体120A联接到后壳体120B，其中球面轴承110保持在内部。如图所示，轴承壳体120包括根据外部轴承表面118成形的轴承保持表面134。当流体导管102以传统上在固定至结构140的配件上产生不希望的载荷的方式来移动并且旋转时，本文根据本公开的球面轴承110允许在轴承壳体120内旋转。这样做，轴承壳体120保持免受可损伤或破坏传统配件的旋转载荷和相应力矩。轴承壳体120经由配件凸缘124和相应的紧固件302固定地附接至结构140。 [0068] 现转向图4，现将详细描述用于固定流体导管102至结构140的说明性程序400。应该理解，可执行比在附图中示出和本文描述的更多或更少的操作。这些操作可同样以不同于本文描述的那些顺序来执行。 [0069] 程序400在操作402处开始，其中流体导管102的第一部分102A经由紧固件302联接到第二部分102B。联接可包括将轴承垫圈108夹在流体导管102的第一部分102A和第二部分102B的联接凸缘104之间。紧固件302可以以螺纹式或其它方式定位到联接凸缘104和轴承垫圈108的紧固件孔106内。 [0070] 从操作402中，程序400继续到操作404，其中流体导管102被球面轴承包围。这样做，前轴承110A螺纹连接到流体导管102的第一部分102A上，而后轴承110B螺纹连接到流体导管102的第二部分102B上。与流体导管102关联的联接凸缘104和相应紧固件302可定位在凸缘腔304和前轴承110A和后轴承110B中的一个或两个的紧固件腔116内。前轴承110A和后轴承110B的轴承内表面114彼此相对定位从而装配球面轴承110。 [0071] 在操作406处，前壳体120A定位在具有横穿壳体的流体导管102的球面轴承110的一侧上，而后壳体120B同样定位在球面轴承110的相对侧上。前壳体120A和后壳体120B向内移动直到前壳体120A和后壳体120B的内侧表面122彼此邻接，其中球面轴承110定位在轴承壳体120内抵靠轴承保持表面134。 [0072] 程序400从操作406继续到操作408，其中组装壳体利用球面轴承120的配件凸缘124和相应的紧固件302抵靠结构140设置并且固定到结构。在操作408之后，组装并且安装零力矩配件100，从而固定流体导管102至结构140同时允许流体导管102的旋转运动。程序 400结束。 |
||||||
