CN103975142A - 安装用凸台以及风扇壳 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于在引擎的风扇壳上安装辅机的凸台，其具备：台座，其包括堆叠的多层强化纤维和使上述强化纤维相互结合的基体，并且具备能够贴紧于上述风扇壳的上述外表面的形状的底面；以及嵌入上述台座并包含能够与上述辅机结合的结合构造的嵌入体。

Description

安装用凸台以及风扇壳
技术领域
本发明涉及安装用凸台，特别涉及适用于像航空器引擎的风扇壳一样由纤维强化复合材料形成的部件的安装用凸台、以及包含这种安装用凸台的风扇壳。
背景技术
航空器引擎以吸入空气为目的在其最前段具备风扇，其周围被风扇壳包围。为了轻量化以及高强度化，经常适当选用纤维强化树脂(FRP)来制作风扇壳。代表性的FRP为碳素纤维强化树脂(CFRP)，但也能够例示为玻璃纤维强化树脂(GFRP)或凯夫拉纤维强化树脂(KFRP)。
由FRP形成的部件通过以下典型的方法制造而成，将强化纤维缠卷于适当的心轴，并将其浸入热硬化性树脂，通过加热使其硬化。虽然在强化纤维连续的部位FRP具有极高的强度，但是在不连续的部位该高强度显著下降。这种情况在由FRP形成的部件上追加辅机时产生问题。
专利文献1公开了具有固定凸缘的复合材构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开2008/0118683A1
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装凸台，能够通过螺栓的紧固等简易的方法将辅机牢固地固定。
根据本发明的第一方案，用于在引擎的风扇壳上安装辅机的凸台，其具备：台座，其包括堆叠的多层强化纤维和使上述强化纤维相互结合的粘接剂，并且具备能够贴紧于上述风扇壳的上述外表面的形状的底面；以及嵌入上述台座并包含能够与上述辅机结合的结合构造的嵌入体。
根据本发明的第二方案，安装有辅机的引擎的风扇壳，其具备：由纤维强化复合材料形成的壳主体；以及与上述壳主体的外周面接合的凸台，该凸台具备：台座，其包括堆叠的多层强化纤维和使上述强化纤维相互结合的基体，并且具备能够贴紧于上述壳主体的上述外表面的形状的底面；以及嵌入上述台座并包含能够与上述辅机结合的结合构造的嵌入体。
附图说明
图1A是本发明的一个实施方式的安装用凸台与风扇壳的一部分的俯视图。
图1B是上述安装用凸台与上述风扇壳的一部分的立视剖视图。
图2A是上述安装用凸台的立视剖视图。
图2B是上述安装用凸台的嵌入体的俯视图。
图2C是上述嵌入体的立视图。
图3是表示利用上述安装用凸台安装了辅机的状态的风扇壳的局部立视图。
图4是表示利用上述安装用凸台安装了上述辅机的状态的上述风扇壳的立视图，图3是从箭头III摘取的。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的几个例示的实施方式。
虽然附图中FF表示前方、FR表示后方，但是该区别并不对发明进行限定。
本发明的本实施方式虽然能够适用于例如由FRP形成的航空器的喷气引擎的风扇壳，但也能够适用于由FRP或非金属材料形成的其他的各种设备。
主要参照图4、航空器的引擎3在其最前段具备风扇5。在将其大部分覆盖的引擎机舱中，特别是包围风扇5的部分1被称作风扇壳。风扇壳1的整体大致为圆筒形，由例如CFRP等的FRP形成。由FRP形成风扇壳1通过以下方法制造而成，在与风扇壳1的形状对应的心轴上缠卷碳素等的强化纤维，并将其浸入热硬化性树脂，通过加热使其硬化。热硬化性树脂也可以预先浸入强化纤维。
通常，风扇壳1具备主体9和在主体9的两端向外侧突出的凸缘11、15，分别利用螺栓在正面凸缘11上紧固正面壳13、在背面凸缘15上紧固背面壳17。
主要参照图3，在主体9的外表面上通过多个安装用凸台21安装一个以上的辅机7。对一个辅机分配一个乃至多个安装用凸台。
参照图1A以及图1B，各安装用凸台21大致由台座23以及嵌入其中的嵌入体25形成。台座23具有与风扇壳1的外表面对应形状的底面，以此能够贴紧于风扇壳1。通常，通过环氧系树脂等形成的粘接剂使台座23与风扇壳1结合。可能的话也可以使用其他的结合方法。嵌入体25具有能够与辅机7结合的结合构造，以此与辅机7结合。
参照图2A，台座23大致由堆叠的多层强化纤维Ｓ以及使强化纤维Ｓ相互结合的基体形成。强化纤维Ｓ例如是碳素纤维。或者，能够代替碳素纤维或是在其基础上，利用玻璃、含有凯夫拉的芳族聚酰胺、迪尼玛等任意一种以上的纤维。多层，虽然从抵抗与风扇壳1的外表面平行的力的观点来看，优选与风扇壳1的外表面平行地堆叠，但也可以是其他的方向。另外虽然从减少强度的各向异性的观点来看，优选各层的纤维朝向相互不平行的方向，但也可以平行。基体虽然典型的是热硬化性树脂，但可能的话也可以是其他原料。作为热硬化性树脂，能够例示由环氧树脂、苯酚树脂、聚酰亚胺树脂。
台座23能够适用圆柱或角柱等各种形状。从增大相对于风扇壳1的粘接面积的观点来看，其形状优选朝向底面宽度扩大的形状，例如能够例示为圆锥台或角锥台。或者，也可以是其上部为圆柱、角柱、圆锥台、角锥台等适当的形状，在其下部结合的形状为更大的圆柱、角柱、圆锥台、角锥台等适当的形状。
参照图2B以及图2C，嵌入体25例如由像不锈钢一样的金属形成。或者，也可以适用像聚碳酸酯一样的树脂或适当的陶瓷。嵌入体25具备能够与辅机7结合的适当的结合构造，该构造为图示例中的能够紧固螺栓的螺纹孔27。如图1B所例示，通过插通辅机7的凸缘7f具有的螺栓孔7h的螺栓19，使凸台21和辅机7结合。也能够使用像与键配合的键孔一样的用于配合的配合孔来代替螺纹孔。或者，也可以是钩等用于结合的突起或是其他的适当的构造。
嵌入体25具备构成为防止从台座23脱落的止脱部29。在图示的例子中，相对于颈部其下部沿直径方向突出。在另外的图示例中，虽然朝向下端直径逐渐扩大，但也可以像木桶一样在嵌入体25的中央附近鼓出。另外也能够以像凸缘一样陡峭地突出的构造来代替直径逐渐扩大的形状。台座23中与颈部接触的部分相比于嵌入体25直径扩大的部位其直径必然小，通过将其卡定，防止嵌入体25脱落。
嵌入体25还具备构成为防止相对于台座23旋转的止转部31。在图示例中，止脱部29被部分地切除，以此在周方向上使直径不均匀。也可以以其整体为角柱形、星形或齿形来代替切除。或者，也可以在止脱部29以外的部位设置在周方向直径不均匀的部位。在周方向直径不均匀的止转部31不限于在嵌入体25底附近，可以在任意部位。在向使嵌入体25旋转的方向加力时，在周方向直径不均匀的止转部31抵抗该力，防止嵌入体25旋转。
台座23与嵌入体25之间也可以通过适当的粘接剂来粘接。或者，也可以仅通过相互的嵌合来固定。总之，优选使台座23与嵌入体25之间没有间隙地隙地贴紧。
回到图1A以及图1B，优选罩33以覆盖风扇壳1的外表面的一部分和台座23的方式与其粘接。罩33虽然优选与台座23同样地由FRP形成，但也可以适用其他的材料。为了使嵌入体25进入结合构造，罩33具有开口35。虽然罩33在开口35的周围也覆盖嵌入体25，但也可以露出嵌入体25的上表面的整体。
台座23的底面与风扇壳1的外表面的粘接界面一端容易成为剥离的基点。罩33必然覆盖该部分，为了抵抗拉伸应力而成为对于剥离的阻力。另外罩33能够用于调整安装用凸台21的高度。
因为安装用凸台21其大部分由FRP等密度低的原料形成，且没有在风扇壳上开孔的必要，所以能够不破坏FRP制风扇壳的优点地紧固地固定辅机。另外因为风扇壳被粘接于具有足够面积的底面上，所以安装用凸台21能够对辅机的脱落乃至错位发挥较高的阻力。再有因为安装用凸台21不选择设置的位置，而且也能够在风扇壳的制造后进行设置，所以能够以任意时间在任意部位安装辅机。
虽然通过适当的实施方式来说明本发明，但是本发明并不限定于上述实施方式。基于上述公开的内容，本领域技术人员能够通过对实施方式的修正乃至变形来实施本发明。
生产上的可利用性。
提供一种能够通过螺栓的紧固等简单的方法将辅机紧固地固定的安装用凸台。

Claims (16)

1.一种凸台，其用于在引擎的风扇壳上安装辅机，上述凸台的特征在于，具备：
台座，其包括堆叠的多层强化纤维和使上述强化纤维相互结合的基体，并且具备能够贴紧于上述风扇壳的上述外表面的形状的底面；以及
嵌入上述台座并包含能够与上述辅机结合的结合构造的嵌入体。
2.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
上述结合构造包含从由能够紧固螺栓的螺纹孔、能够与上述辅机配合的配合孔以及能够与上述辅机配合的突起所组成的组中选择的一种。
3.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
上述嵌入体具备颈部和比上述颈部向直径方向突出的止脱部。
4.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
上述嵌入体具备在周方向直径不均匀的止转部。
5.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
上述嵌入体由金属形成。
6.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
上述台座形成为朝向上述底面宽度变大的形状。
7.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
上述多层与上述风扇壳的外表面平行地堆叠。
8.根据权利要求1所述的凸台，其特征在于，
还具备将上述风扇壳的外表面的一部分和上述台座覆盖并粘接的罩。
9.一种风扇壳，该风扇壳是安装有辅机的引擎的风扇壳，其特征在于，具备：
由纤维强化复合材料形成的壳主体；以及
与上述壳主体的外周面接合的凸台，该凸台具备：
台座，其包括堆叠的多层强化纤维和使上述强化纤维相互结合的基体，并且具备能够贴紧于上述壳主体的上述外表面的形状的底面；以及
嵌入上述台座并包含能够与上述辅机结合的结合构造的嵌入体。
10.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
上述结合构造包含从由能够紧固螺栓的螺纹孔、能够与上述辅机配合的配合孔以及能够与上述辅机配合的突起所组成的组中选择的一种。
11.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
上述嵌入体具备颈部和比上述颈部向直径方向突出的止脱部。
12.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
上述嵌入体具备在周方向直径不均匀的止转部。
13.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
上述嵌入体由金属形成。
14.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
上述台座形成为朝向上述底面宽度变大的形状。
15.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
上述多层与上述壳主体的外表面平行地堆叠。
16.根据权利要求9所述的风扇壳，其特征在于，
还具备将上述壳主体的外表面的一部分和上述台座覆盖并粘接的罩。
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