CN106121738A - 一种涡轮发动机静子叶片调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮发动机静子叶片调节机构，涉及涡轮发动机技术领域。所述涡轮发动机静子叶片调节机构包含蜗杆轴、异型蜗轮、蜗轮转轴、连杆、联动环及叶片摇臂；所述蜗杆轴用于驱动所述异形涡轮；所述异型蜗轮包含一扇形平板，所述扇形平板的外圆设置有传动齿，在所述扇形平板上与所述传动齿相对的一侧设置有连接炳，连接炳上靠近所述扇形板的一侧设置有销孔，所述涡轮转轴的一端安装在所述销孔内，另一端与机匣固定；所述连接柄远离所述扇形板的一端通过连杆连接所述联动环；所述联动环通过叶片摇臂连接所述叶片。本发明的有益效果：涡轮蜗杆传动比大、结构紧凑，蜗杆可以带动不同形状的异型蜗轮、可以驱动不同级叶片获得不同的转动规律。

Description

一种涡轮发动机静子叶片调节机构

技术领域

本发明涉及涡轮发动机技术领域，具体涉及一种涡轮发动机静子叶片调节机构。

背景技术

现代涡轮发动机为了追求更大的稳定工作范围，压气机中环形均布的静子叶片通常设置为可绕自身旋转。目前公知的静子叶片工作角度调节机构，包括液压作动筒、操纵支架、各级“V”型摇臂、连杆、联动环等。液压作动筒输出直线运动，带动“V”型摇臂的一端，绕轴旋转，“V”型摇臂的另一端，通过连杆带动联动环进而带动叶片绕轴转动。其主要原理是利用直线运动向绕轴转动的简单转换，由于运动转换相对单一，难以满足不同调节角度的发动机的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡轮发动机静子叶片调节机构，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种涡轮发动机静子叶片调节机构，用于调节叶片的安装角度，包含蜗杆轴、异型蜗轮、蜗轮转轴、连杆、联动环及叶片摇臂；所述蜗杆轴通过驱动机构驱动，所述蜗杆轴用于驱动所述异形涡轮；所述异型蜗轮包含一扇形平板，所述扇形平板的外圆设置有传动齿，在所述扇形平板上与所述传动齿相对的一侧设置有连接炳，所述连接炳上靠近所述扇形板的一侧设置有销孔，所述销孔的中心与所述扇形板外侧圆弧的圆心重合，所述涡轮转轴的一端安装在所述销孔内，另一端与机匣固定；所述连接炳远离所述扇形板的一端通过连杆连接所述联动环；所述联动环通过叶片摇臂连接所述叶片。

优选地，所述连杆包含第一连杆及第二连杆；所述第一连杆及第二连杆分别设置在所述连接炳的两侧，所述第一连杆及第二连杆的一端通过同一个销轴与所述连接炳连接，所述第一连杆及第二连杆的另一端通过不同的销轴连接所述联动环。

优选地，所述第一连杆与所述第二连杆的两端分别设置有关节轴承，所述第一连杆与所述第二连杆一端的销轴穿过所述关节轴承与所述连接柄连接，另一端的销轴穿过所述关节轴承与所述联动环连接。

优选地，所述连接柄上设置有多个销轴连接孔，多个所述销轴连接孔自连接柄上远离所述传动齿的一端向靠近所述传动齿的一端直线排列，所述销轴连接孔用于穿过连接所述第一连杆与第二连杆的销轴。

优选地，所述异型蜗轮上的扇形平板与所述连接柄以可拆卸方式固定连接。

优选地，所述异型蜗轮上的扇形板上设置有减重孔，所述减重孔的边缘距离所述传动齿齿根的最小距离应大于等于2倍齿高。

优选地，所述异型蜗轮设置有多个，多个所述异形涡轮由同一个蜗杆轴驱动。

优选地，所述蜗杆轴上设置有不同螺距。

优选地，所述蜗轮转轴与所述连接柄之间设置有铜套。

本发明的有益效果在于：

本发明的涡轮发动机静子叶片调节机构采用蜗杆驱动的调节机构，涡轮蜗杆传动比大、结构紧凑。通过改变蜗杆-蜗轮传动比、涡轮转轴与蜗轮齿的距离大小以及连杆长度等设计参数，可以改变驱动结果。与公知的调节机构相比，具有更高的可设计性。蜗杆可以带动不同形状的异型蜗轮、可以分别驱动不同级叶片获得不同的转动规律，多级传动可以在空间上实现。所述可设计性是指通过改变结构中的设计参数，可以满足不同的需求。

附图说明

图1是本发明一实施例的涡轮发动机静子叶片调节机构的结构示意图。

图2是图1所示的涡轮发动机静子叶片调节机构的另一结构示意图。

图3是本发明另一实施例的涡轮发动机静子叶片调节机构的驱动示意图。

图4是本发明再一实施例的涡轮发动机静子叶片调节机构的驱动示意图。

其中，1-蜗杆轴，2-异型涡轮，21-传动齿，22-连接柄，3-涡轮转轴，4-第一连杆，5-第二连杆，6-联动环，7-叶片摇臂，8-叶片。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1至图4所示，一种涡轮发动机静子叶片调节机构，用于调节叶片8的安装角度，所述涡轮发动机静子叶片调节机构包含蜗杆轴1、异型蜗轮2、蜗轮转轴3、连杆、联动环6及叶片摇臂7。

蜗杆轴1通过驱动机构驱动，蜗杆轴1用于驱动异形涡轮2。

在本实施例中，所述驱动机构为电机减速机驱动组件，电机选用无级调速电机，其优点在于可以调节蜗杆轴1的转速。电机驱动减速机，减速机减慢电机的转速，增加转矩。在本实施例中，电机选用双向旋转电机，其优点在于可以实现蜗杆轴1的正反转，从而实现异型涡轮2不同方向的转动。采用电机减速机组件进行驱动的优点在于，便于实现自动化控制。

可以理解的是，蜗杆轴1的驱动还可以根据实际空间结构确定。例如，在一个备选实施例中，蜗杆轴1的驱动机构为液压驱动机构，在蜗杆轴1的一端设置有齿轮，齿轮通过齿条驱动，齿条通过液压缸驱动，通过控制液压缸的往复运动，实现齿条的往复运动，通过齿条带动齿轮实现蜗杆轴1的正反转。在另一个备选实施例中，蜗杆轴1的安装部位设置有角度调节刻度，蜗杆轴1通过人工直接调节。

异型蜗轮2包含一扇形平板，所述扇形平板的外圆设置有传动齿21，在所述扇形平板上与传动齿21相对的一侧设置有连接炳22，连接炳22上靠近所述扇形板的一侧设置有销孔，所述销孔的中心与所述扇形板外侧圆弧的圆心重合，涡轮转轴3的一端安装在所述销孔内，另一端与机匣固定；连接炳22远离所述扇形板的一端通过连杆连接联动环6；联动环6通过叶片摇臂7连接叶片8。

本发明的涡轮发动机静子叶片调节机构采用涡轮蜗杆驱动的调节机构，涡轮蜗杆传动传动比大、结构紧凑。通过改变蜗杆-蜗轮传动比、涡轮转轴与蜗轮齿的距离大小以及连杆长度等设计参数，可以改变驱动结果。与公知的调节机构相比，具有更高的可设计性。蜗杆可以带动不同形状的异型蜗轮、可以分别驱动不同级叶片获得不同的转动规律，多级传动可以在空间上实现。

在本实施例中，所述连杆包含第一连杆4及第二连杆5；第一连杆4及第二连杆5分别设置在连接炳22的两侧，第一连杆4与第二连杆5的一端通过同一个销轴与连接炳22连接，第一连杆4与第二连杆5的另一端分别通过不同的销轴连接联动环6。

可以理解的是，异型涡轮2与联动环6的连接也可以通过一根连杆联动。例如，在一个备选实施例中，异型涡轮2仅通过第一连杆4与联动环6连接。

在本实施例中，第一连杆4与第二连杆5的两端分别设置有关节轴承，第一连杆4与第二连杆5一端的销轴穿过所述关节轴承与连接柄22连接，另一端的销轴穿过所述关节轴承与联动环6连接。其优点在于，关节轴承可以调节第一连杆4与第二连杆5在各个方向的安装误差，防止第一连杆4与第二连杆5在异型涡轮2转动过程中出现卡死现象。

在本市实施例中，连接柄22上设置有多个销轴连接孔，多个所述销轴连接孔自连接柄22上远离传动齿21的一端向靠近传动齿21的一端直线排列，所述销轴连接孔用于穿过连接第一连杆4与第二连杆5的销轴。可以理解的是，通过改变第一连杆4、第二连杆5与连接柄22的连接位置，可以改变异型涡轮2在转动相同角度的前提下，对叶片8的安装角度的调整量。

在本实施例中，所述扇形平板与连接柄22为一体成型，其优点在于，结构简单，安装方便。

可以理解的是，异型蜗轮2上的扇形平板与连接柄22还可以以可拆卸方式固定连接。例如，在一个备选实施例中，所述扇形平板与连接柄22通过螺钉紧固连接。其优点在于，当传动齿21出现磨损后，方便维修或者更换，维修简单方便，使用成本低。

在本实施例中，异型蜗轮2上的扇形板上设置有减重孔，所述减重孔的边缘距离传动齿21齿根的最小距离应大于等于2倍齿高。经过试验证明，当所述减重孔的边缘距离传动齿21齿根的距离小于2倍的齿高时，齿根弯曲应力会明显增大，当所述减重孔的边缘距离传动齿21齿根的距离大于等于齿高的2倍时，齿根部的弯曲应力可以忽略不计。

如图3所示，可以理解的是，异型蜗轮2还可以设置有多个，多个异形涡轮2由同一个蜗杆轴1驱动。可以分别驱动不同级叶片获得不同的转动规律，多级传动可以在空间上实现。

如图4所示，可以理解的是，蜗杆轴1上可以设置不同的螺距，从而实现不同传动比的调节。

可以理解的是，蜗轮转轴3与连接柄22之间还可以设置有铜套。其优点在于，铜套比较耐磨，可以提高涡轮发动机静子叶片调节机构的使用寿命，另外，铜套磨损后，可以单独更换，有利于提高设备的使用率，降低使用成本。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种涡轮发动机静子叶片调节机构，用于调节叶片(8)的安装角度，其特征在于：包含蜗杆轴(1)、异型蜗轮(2)、蜗轮转轴(3)、连杆、联动环(6)及叶片摇臂(7)；

所述蜗杆轴(1)通过驱动机构驱动，所述蜗杆轴(1)用于驱动所述异形涡轮(2)；

所述异型蜗轮(2)包含一扇形平板，所述扇形平板的外圆设置有传动齿(21)，在所述扇形平板上与所述传动齿相对的一侧设置有连接炳(22)，所述连接炳(22)上靠近所述扇形板的一侧设置有销孔，所述销孔的中心与所述扇形板外侧圆弧的圆心重合，所述涡轮转轴(3)的一端安装在所述销孔内，另一端与机匣固定；所述连接柄(22)远离所述扇形板的一端通过连杆连接所述联动环(6)；所述联动环(6)通过叶片摇臂(7)连接所述叶片(8)。

2.如权利要求1所述的涡轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述连杆包含第一连杆(4)及第二连杆(5)；所述第一连杆(4)及第二连杆(5)分别设置在所述连接炳(22)的两侧，所述第一连杆(4)及第二连杆(5)的一端通过同一个销轴与所述连接炳(22)连接，所述第一连杆(4)及第二连杆(5)的另一端通过不同的销轴连接所述联动环(6)。

3.如权利要求2所述的涡轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述第一连杆(4)与所述第二连杆(5)的两端分别设置有关节轴承，所述第一连杆(4)与所述第二连杆(5)一端的销轴穿过所述关节轴承与所述连接柄(22)连接，另一端的销轴穿过所述关节轴承与所述联动环(6)连接。

4.如权利要求3所述的涡轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述连接柄(22)上设置有多个销轴连接孔，多个所述销轴连接孔自连接柄(22)上远离所述传动齿(21)的一端向靠近所述传动齿(21)的一端直线排列，所述销轴连接孔用于穿过连接所述第一连杆(4)与第二连杆(5)的销轴。

5.如权利要求1所述的涡轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述异型蜗轮(2)上的扇形平板与所述连接柄(22)以可拆卸方式固定连接。

6.如权利要求1所述的涡轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述异型蜗轮(2)上的扇形板上设置有减重孔，所述减重孔的边缘距离所述传动齿(21)齿根的最小距离应大于等于2倍齿高。

7.如权利要求1所述的涡轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述异型蜗轮(2)设置有多个，多个所述异形涡轮(2)由同一个蜗杆轴(1)驱动。

8.如权利要求1所述的蜗轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述蜗杆轴(1)上设置有不同螺距。

9.如权利要求1所述的蜗轮发动机静子叶片调节机构，其特征在于：所述蜗轮转轴(3)与所述连接柄(22)之间设置有铜套。