CN109322759A - 一种作动筒支座结构 - Google Patents
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Abstract
公开了一种作动筒支座结构，所述作动筒支座结构紧固到加力筒体上的安装座上，以用于连接作动筒，其中，作动筒支座结构包括凹口部，安装座包括突出部，凹口部与突出部过盈配合；并且作动筒支座结构包括形成叉形拉杆，叉形拉杆将作动筒施加的载荷分散传递到加力筒体。通过该作动筒支座结构，能够使作动筒支座与加力筒体的应力水平大幅降低。
Description
技术领域
本发明涉及作动筒支座结构，具体地涉及用于作动筒载荷较大的航空发动机的作动筒支座结构。
背景技术
推力矢量喷管使战斗机具有了过失速超机动性、高敏捷性、短距起降性能、隐身性能和超声速巡航能力，该技术的应用大大提高了战斗机的作战效能和生存能力，是第四代先进战斗机的必备技术。
目前正在使用和在研的推力矢量喷管主要是机械调节式的，机械调节式推力矢量喷管是通过作动筒调节运动机构使喷管调节片或折流板转向产生推力矢量。作动筒一般通过支座与加力筒体相连，由于加力筒体为薄壁结构，目前的结构设计是在加力筒体上沿圆周方向设置一圈加强环，在加强环上设置作动筒支座，这种结构设计使加力筒体的重量增加较多。另外，通过矢量喷管载荷计算发现，对于中等推力的发动机，作动筒需提供不小于50000N的载荷才能使调节片产生偏转，如此大的载荷通过作动筒支座传递到加力筒体上，使加力筒体的应力水平达到1600MPa，使加力筒体大面积超过材料的屈服强度。综上，目前串装矢量喷管的加力筒体主要存在两个方面的问题：第一，重量较常规喷管的加力筒体增加较多；第二，由于提供矢量推力的作动筒载荷较大，使得加力筒体的应力水平较高，使用寿命降低，存在安全隐患。
发明内容
发明目的
本发明创造通过改变作动筒支座与加力筒体的连接方式，使作动筒支座与加力筒体的应力水平大幅降低，从而使其等效应力低于材料的屈服极限。本发明针对加力筒体作动筒支座的结构设计提出了新的结构设计方案，为推动串装矢量喷管的加力筒体结构设计提供了行之有效的解决途径。
技术方案
提供了一种作动筒支座结构，所述作动筒支座结构紧固到加力筒体上的安装座上，以用于连接作动筒，其中，作动筒支座结构包括凹口部，安装座包括突出部，凹口部与突出部过盈配合；并且作动筒支座结构包括形成叉形拉杆，叉形拉杆将作动筒施加的载荷分散传递到加力筒体。
在上述作动筒支座结构中，与不包括叉形拉杆的作动筒支座结构相比，加力筒体承受的应力可以降低60-70％。
在上述作动筒支座结构中，与不包括叉形拉杆的作动筒支座结构相比，加力筒体和作动筒支座结构的重量可以降低。
在上述作动筒支座结构中，所述作动筒支座结构可以用于作动筒施加的载荷较大的场合。
在上述作动筒支座结构中，所述作动筒支座结构可以用于推力矢量发动机。
有益效果
本发明将作动筒支座载荷通过拉杆分散传递到加力筒体上，一方面大幅降低加力筒体的应力水平，降幅约65％，使其低于加力筒体材料的屈服极限，另一方面减轻了矢量喷管加力筒体的重量。
将作动筒支座改为拉杆形式，作动筒支座与加力筒体通过螺栓连接，这样既便于加工制造，缩短加工周期，又节约了制造成本，也极大方便了后期维护。
附图说明
将参考附图详细描述本发明，其中：
图1示出本发明的作动筒支座结构的安装示意图；
图2示出本发明的作动筒支座结构的安装示意图；
图3示出作动筒支座结构；
图4示出沿线I-I剖开的作动筒支座结构的横截面示图；
图5示出沿线II-II剖开的作动筒支座结构的横截面示图；
图6示出安装座结构的正视图；
图7示出安装座结构的俯视图。
具体实施方式
本发明通过改变作动筒支座与加力筒体的连接方式，达到大幅降低二者应力水平的目的。本发明的机构示意如图1和2所示。
本发明的结构由加力筒体1、作动筒支座2、螺栓3、托板螺母4、安装座5、销子6、挡圈7组成。作动筒支座2一端通过螺栓3、托板螺母5连接在焊接于加力筒体1上的安装座5上，另一端通过销子6连接于加力筒体1上的承力环上，挡圈7用于防止销子6脱出。作动筒支座2与安装座5间设计有止口结构，该止口采用过盈配合。销子6与承力环及作动筒支座间采用小间隙配合。
作动筒支座2在发动机工作过程中主要受喷管作动筒产生的拉、压力作用，该作用力主要通过作动筒支座2与安装座5间的止口传递至加力筒体1，销子6主要用于提高作动筒支座2的稳定性，兼顾传力作用。在设计过程中尽量减小止口及销子6至加力筒体1之间的径向距离，以减小作动筒作用力对加力筒体1的弯矩，同时适当增大止口与销子6的轴向距离，降低止口处的径向作用力。
作动筒支座结构示意图见图3-5。作动筒支座为分叉形结构，作动筒支座上的孔A通过销子6与加力筒体的承力环相连；孔B为球窝孔，与作动筒相连；孔C通过螺栓3与安装座5相连。
安装座5的结构示意图见图6-7。安装座5通过焊接与加力筒体连接，在安装座5上开有三个通孔，通过螺栓3与作动筒支座2连接。螺栓只起连接作用，作动筒的拉、压载荷主要通过作动筒支座2与安装座5之间的止口传递。
该种结构形式的优点如下：第一，将作动筒的集中载荷，通过叉形拉杆分散传递到加力筒体上，加力筒体的应力水平降低约65％，提高了加力筒体低循环疲劳寿命；第二，减小了承力环所承受的载荷，结构设计时可以降低加力筒体承力环的高度与厚度，有效减轻加力筒体重量。
本发明将加力筒体上的作动筒支座改为拉杆的形式，将作动筒载荷分散加载到加力筒体上，从而达到了大幅降低加力筒体应力水平的目的。该结构具有创新性，在结构设计时综合考虑了作动筒支座的结构形式、作动筒支座与加力筒体的配合关系、作动筒支座与加力筒体的连接方式等诸多问题。
目前，该发明已应用于HS发动机轴对称矢量喷管加力筒体的结构设计，强度计算结果表明，该种结构形式的应力水平及结构重量均大幅降低，证明了该设计方案是可行的。
Claims (5)
1.一种作动筒支座结构，所述作动筒支座结构紧固到加力筒体上的安装座上，以用于连接作动筒，其中，
作动筒支座结构包括凹口部，安装座包括突出部，凹口部与突出部过盈配合；并且
作动筒支座结构包括形成叉形拉杆，叉形拉杆将作动筒施加的载荷分散传递到加力筒体。
2.根据权利要求1所述的作动筒支座结构，其中与不包括叉形拉杆的作动筒支座结构相比，加力筒体承受的应力降低60-70％。
3.根据权利要求1所述的作动筒支座结构，其中与不包括叉形拉杆的作动筒支座结构相比，加力筒体和作动筒支座结构的重量降低。
4.根据权利要求1所述的作动筒支座结构，其中所述作动筒支座结构用于作动筒施加的载荷较大的场合。
5.根据权利要求4所述的作动筒支座结构，其中所述作动筒支座结构用于推力矢量发动机。
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| CN201811503025.8A CN109322759A (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种作动筒支座结构 |
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