CN102089206B - 用于附接可变间距叶片的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接叶片的装置，其包括围绕叶片(27)的枢轴(15)的外轴环(23)安装的套圈(28)，并且所述套圈能够转动一角度，该角度足以使夹板(30，31)封闭枢轴槽的端部并且将叶片(27)的根部保持在其中，还包括将根部保持在槽中的移动垫片。本发明应用于飞行器发动机。

Description

用于附接可变间距叶片的装置

本发明涉及一种用于固定可变间距叶片的装置。

许多螺旋桨叶片具有可变间距以优化它们的运转。叶片此时通过在螺旋桨桨毂中的壳体中(或者更一般地在支撑部件中)旋转的枢轴延伸。叶片和枢轴经常是单独的部件，叶片由复合材料构成以减轻重量，枢轴仍然是金属的以抵抗施加到它上面的力。在很多设计中，枢轴此时是模制在其上面的叶片的一部分，并且因此两部件是不可分的。这在某些方面是符合要求的，但它具有的缺点在于加工更复杂并且由于叶片需要围绕枢轴而使叶片更厚；而且，叶片底部与容纳枢轴的支撑部分之间的连续性不佳，这造成了气动损失。其它设计包含单独构造的叶片和枢轴，并且通过燕尾榫将它们保持在一起。

这种类型的一个已知设计在图1和2中(或者在专利US-A-5 263 898中)示出。螺旋桨桨毂1包括一个圆形壳体，枢轴2容纳在该壳体中，以旋转叶片3。示出了具有燕尾截面的槽4和具有相应截面的叶片3的根部5。由于桨毂1和枢轴2之间的滚柱轴承6和推力轴承7使得旋转成为可能。叶片3的根部5首先通过插入槽4中的垫片8并且其次通过垫片11被保持在槽4中的适当位置，垫片11通过在枢轴2中平行于槽4并且在枢轴的每一侧延伸的螺栓12保持在适当位置。螺栓12还用于保持垫片11与位于槽4中根部5下面的弹簧61接触，并且该弹簧的功能是当离心力不足以保持根部3与槽4接触时，特别是当停止时保持叶片3在径向上位于适当位置。弹簧61在静止状态下稍微弯曲，并且垫片11的支承在弹簧上施加一弯曲形变，这将叶片3保持在适当位置。齿环60主要通过锁定段13围绕枢轴2保持在适当位置，该锁定段封闭其所拧紧的环，并且也通过螺栓12保持在适当位置，从后面支撑垫片11。在此设计中，枢轴2可简单地设有上圆台14，该上圆台在径向方向上伸出超过枢轴的主体部分并且其功能是恢复气流边界的连续性。

然而，此设计具有的缺点在于它需要大量的部件来将叶片保持在槽中。本发明的一个目的是提出一种改进并且因此便于叶片的联接、拆卸或者更换，并且减轻重量。

在一个一般性定义中，本发明涉及一种可变间距叶片装置，包括：叶片；具有上部槽的枢轴，叶片的根部安装在该槽中；以及将叶片的根部保持在槽中的构件，其特征在于，所述构件包括：插入到槽中并且与叶片根部抵靠的垫片；以及围绕枢轴插入的套圈(virole)，并且所述套圈设有与枢轴的连接点和封闭所述槽的相对夹板。

套圈是本发明的基本元件；所有需要的就是使套圈围绕枢轴滑动并且将它安装至枢轴，以使套圈与位于槽中而不需要安装至槽的夹紧垫片共同作用，封闭槽的端部并阻止叶片在两个方向上的运动。在现有的设计中，环是不连续的，而是在槽的前面被中断，并且锁定段必须与环组装以封闭所述槽；并且环不参与将浆叶保持在另一面上，因为它与垫片11是分离的；在套圈上不具有任何根据本发明的夹板。

套圈可以是近似圆形形状的，其设置有平面，夹板中的一个安装在该平面上。

垫片可包括防止叶片的根部在槽内滑动的保持垫片和位于槽底部的叶片根部支撑垫片，这是一种特别简单的用于阻止和补偿叶片根部在槽内运动的布置。

现在将结合附图更详细地描述本发明的这些方面和其它方面：

-图1和2(已经描述过)示出了根据现有技术的叶片连接装置的俯视图和直径截面图；

-并且其它的图3到图10示出了本发明；图3示出了单独的枢轴，图4示出了叶片根部与套圈在组装前状态的密封的组装，图5示出了这些部件的组装状态，图6示出了锁定垫片，图7示出了垫片的组装，图8示出了覆盖接合处(joint)的半平台，图9示出了具有半平台的组装，并且图10示出了单独的套圈。

枢轴在图3中单独出现；它以标号15表示并且它包括主体部分16(仅示意性示出，因为本发明不是针对该主体部分)和上部17，叶片通过该上部被连接并且该上部包括槽18。另外，在侧板21和22上，两个相对的突出部19和20相互成直线位于槽18的每一侧上。上部17的最大部分的轮廓为圆形并且形成轴环23。然而，在槽18的一侧上形成有一凹口(chase)24，限定凹口的槽的唇部的上部形成悬突体25；在悬突体25的内缘中形成有互相面对的凹槽26，因此该凹槽被布置成超出槽18的底部。

此组件的两个其它元件在图4中示出，现将对其进行描述。叶片27的根部滑入槽18中，并且套圈28围绕轴环23被插入。叶片27(同样部分地示出)和它的根部是传统的。套圈28包括：位于枢轴15的角度方向上的近似连续的圆形环箍29；在直径相对位置固定至环箍29的两个夹板30和31；以及自身在互相直径相对的位置但垂直于夹板30和31的位置固定到环箍29的两个连接突出部32和33。夹板30和31以及连接突出部32和33高于环箍29，并且突出部32和33径向向内突出，而夹板30和31不这样。

套圈28能够围绕枢轴15转动，环箍29在轴环23上滑动。因为枢轴15的突出部19和20垂直于槽18延伸，所以能够达到下面所述的状态。套圈28的适当转动迫使突出部32、33分别与枢轴15的突出部19和20的支承面接触，同时夹板30和31面对槽18的端部突出(stand out)，以封闭所述端部。这防止叶片27从槽18中脱出。突出部19、20、32和33设有钻孔，当一个突出部与另一个突出部紧靠时所述钻孔互相成直线排列，以使套圈28能够通过螺栓34被固定到枢轴15，如图5中所示。可见此组装系统比图1和图2中所示的组装系统更简单。现在将描述本实施例的其它特征。

两个垫片被添加至本装置，以将叶片保持在枢轴15的槽18中的确定位置。垫片在图6和7中示出。一个垫片是设计成用于保持叶片27的根部并且防止它在槽18中滑动的锁定垫片35。该锁定垫片通常是具有多边形截面的平面体，并且被插入凹槽26中。该锁定垫片在上部包括支承面36以支撑叶片27的根部，且在下部包括钻孔37。此锁定垫片35部分由刚性材料(金属或者复合材料)构成，部分由可变形材料(例如在支承面36处)构成，以使锁定垫片35在外部物体对叶片27产生冲击期间能够吸收能量，并且因此降低施加到叶片27的根部上的力。钻孔37被设计成用于保持第二垫片，第二垫片是叶片27的根部的支撑垫片38，其位于槽18的底部。第二垫片是扁平杆形状的。第二垫片的端部穿过钻孔37，并且包括向下弯曲并朝向枢轴15的钩部39，该钩部在锁定垫片35下面延伸，因此围绕突出部52。垫片35和38为自由部件，不具有与其它部件的组装构件(诸如螺栓)，并且它们仅通过锁定保持在适当位置，这提高了设计所要求的简单性。

再次参考图4和5，可以发现夹板30和31的尺寸是不相等的，并且环箍29的半径在最小夹板30的位置处更大，在此处，环箍在直线延伸部41的端部形成平面40的形状。这些布置使得能够完成组装。在没有叶片37以及垫片35和38的情况下，套圈28在对应于组装的图5所示的角位置被插到轴环23上。平面40由于直线部分41而延伸超过突出部分25，这使得这种插入操作可行。然后将套圈28轻轻转动以使它进入图4中所示的位置，其中槽18的入口很清晰。锁定垫片35从下面滑入凹槽26，支撑垫片38插入钻孔37，然后叶片27的根部插入槽18中，在锁定垫片35上滑动直到与锁定垫片35抵靠。套圈28的反向转动使得小夹板30迅速位于锁定垫片38端部的前方，并且大夹板31位于槽18上的相对开口的前方。叶片27的根部此时被保持在槽18中，其中在处于固定位置的夹板31和锁定垫片35之间具有很小的间隙，并且由于支撑垫片38使叶片的根部保持与槽18的顶部接触而在枢轴的轴向上具有很小的间隙。支撑垫片38防止锁定垫片35脱落，并且支承在支撑垫片上的夹板30防止支承垫片被拔出槽18，即使夹板30仅占据槽18截面的一小部分。

本装置还包括两个近似半圆形的半平台42和43，并且每一个装有一个下突出部44、45。它们在图8中示出。本装置的组装是通过在安装螺栓34之前在突出部19和20上分别安装突出部44和45的支承面完成的，突出部44和45同样设有钻孔，与先前的钻孔成直线。半平台42和43相似，其中，尤其是环形外缘46和47形成组装状态下的一个圆的一部分，但内缘48和49不同，以使它们能够根据叶片27的内弧面和外弧面各自调整。这因此能够保持围绕叶片27的气流的连续性。这同样解释了为什么半平台42和43向内稍微弯曲并且它们的厚度不是均匀的。

图9中示出了完整的组装装置。图10中示出了单独的套圈。

Claims (10)

1.一种用于螺旋浆的可变间距叶片装置，包括：叶片（27）；枢轴（15），所述叶片的根部安装在枢轴的槽（18）中；以及将所述叶片的根部保持在所述槽中的构件，其特征在于，所述构件包括：插入到所述槽中并且与所述叶片根部抵靠的垫片（34，38）；以及围绕所述枢轴（15）插入的套圈（28），并且所述套圈设有与所述枢轴的连接点（32，33）和封闭所述槽的相对夹板（30，31），其中所述夹板将所述垫片和所述叶片根部保持在所述槽中，并且所述垫片将所述叶片根部保持在所述槽中的确定位置处。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套圈近似为圆形形状并且设有平面（40），其中所述夹板中的一个安装在所述平面上。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述垫片包括防止所述叶片（27）的根部在所述槽（18）中滑动的保持垫片（34）和位于所述槽的底部的叶片根部支撑垫片（38）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，用于防止滑动的所述保持垫片保持在形成于限定所述槽的唇部的内缘中的相对凹槽（26）中。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，防止滑动的所述保持垫片由多种材料构成，并且这些材料中的至少一种能够通过变形吸收能量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述凹槽被布置成超过所述槽的底部，所述保持垫片（35）位于所述支撑垫片（38）上，且所述支撑垫片（38）穿过所述保持垫片，并且所述支撑垫片（38）包括钩形端部（39），所述钩形端部围绕所述保持垫片的突出部（52）并且支承在所述夹板中的一个上。

7.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的装置，其特征在于，与所述枢轴的连接点是设有用于螺栓的钻孔的套圈突出部，并且所述枢轴包括附加突出部（19，20），所述附加突出部具有所述套圈突出部支承在其上的面。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，与所述枢轴的连接点是设有用于螺栓的钻孔的套圈突出部，并且所述枢轴包括附加突出部（19，20），所述附加突出部具有所述套圈突出部支承在其上的面。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括半平台（42，43），每一个半平台包括：圆形边缘的一部分（46，47）和支承边缘（48，49），所述支承边缘与所述叶片支承接触；以及设有用于螺栓的钻孔和与所述附加突出部支承接触的面的突出部（44，45）。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置包括半平台（42，43），每一个半平台包括：圆形边缘的一部分（46，47）和支承边缘（48，49），所述支承边缘与所述叶片支承接触；以及设有用于螺栓的钻孔和与所述附加突出部支承接触的面的突出部（44，45）。

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