CN112196671B - 一种可调式内外涵传力机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调式内外涵传力机构，包括装配于外涵机匣上的传力销、固定于内涵机匣侧方的涵间传力槽，传力销包括固定连接的调节盘和销轴，调节盘的中心轴线与销轴的中心轴线错位；调节盘的表面开设弧形通孔，用于通过该螺栓将传力销与外涵机匣固定；涵间传力槽为一侧开口的槽状结构，且槽底开设腰形孔，销轴的端部可从该涵间传力槽的开口侧进入并伸入腰形孔中，腰形孔的尺寸大于销轴端部的尺寸，使销轴能够在腰形孔所限定的范围内活动。本发明实现了传力销径向载荷传递点沿发动机轴向可调、周向可微调，并且增加了传力机构和外涵机匣连接处的密封性，同时提高了传力机构的装配性和维修性。

Description

一种可调式内外涵传力机构

技术领域

本公开涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种可调式内外涵传力机构。

背景技术

航空燃气涡轮风扇发动机一般都有内涵、外涵两个涵道，外涵机匣和内涵机匣之间的环形空间被称作外涵流道，外涵机匣和内涵各机匣都是发动机的重要组成部件。通常外涵机匣一端通过内涵机匣前安装边固定在中承机匣(或中介机匣)外环安装边上，外涵机匣另外一端为一个较大的筒体，套在内涵机匣的小筒体上，这时就需要将内涵机匣和外涵机匣之间用机构连接起来，将内涵机匣的径向载荷及时传递至外涵机匣，同时对外涵机匣筒体进行支撑和保护。为此通常需要在内外涵之间设计数个均布的传力机构进行连接和传递径向载荷。

由于航空发动机处在高热负荷、高振动等苛刻的工作环境下，很难避免因振动造成连接内外涵的传力机构松动而引起外涵气流泄漏和内外涵传力失效等情况，甚至还会遇到因加工精度及装配公差累积导致传力机构装配性变差、维修性不足等常见问题。因此必须考虑：在现有传统传力结构设计基础上进行优化以增加传力机构和外涵机匣连接处的密封性；将传力结构与内涵机匣连接处设计成载荷传递点工作面内径向和周向可微调方式，提高传力机构的装配性和维修性。

传统结构的传力方式是通过外涵内嵌固定的传力销固定可移动的滑块，保证与内涵传力机构(传力支架或拉杆)的连接，这一连接方式仅能满基本的连接和装配要求，传力机构与外涵机匣连接处的缝隙处密封效果很差(气流泄漏量大时还需在外涵外壁面增加密封结构)，并且无法实现径向位置的微调节功能，另外由于结构复杂、零组件数量较多，对加工精度和装配的要求很高，分解需要使用专用工具，并且很多时候需要分解发动机外部系统和所有外机匣，换装单个传力机构结构件时甚至需要分解整个发动机，装配和分解非常费时费力且效率较低，已不能满足发动机日益提高的装配性和维护性的要求。

因此，需要对传统结构的传力机构进行迭代优化，以解决传统传力机构径向位置无法微调，传力机构与外涵机匣连接处的密封性不佳，并且传力机构的装配性和维修性差的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种可调式内外涵传力机构，实现传力销径向载荷传递点沿发动机轴向可调、周向可微调，并且增加传力机构和外涵机匣连接处的密封性，同时提高传力机构的装配性和维修性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可调式内外涵传力机构，包括装配于外涵机匣上的传力销、固定于内涵机匣侧方的涵间传力槽，所述传力销包括固定连接的调节盘和销轴，使所述传力销的截面呈T型，并且，所述调节盘的中心轴线与销轴的中心轴线错位；所述调节盘的表面开设弧形通孔，该弧形通孔中设置螺栓，通过该螺栓可将所述传力销与外涵机匣固定；所述涵间传力槽为一侧开口的槽状结构，且槽底开设腰形孔，所述销轴的端部可从该涵间传力槽的开口侧进入并伸入所述腰形孔中，并且，所述腰形孔的尺寸大于所述销轴端部的尺寸，使所述销轴能够在所述腰形孔所限定的范围内活动。

进一步地，所述销轴的端部设置为凸台结构，使该销轴端部的凸台段可伸入所述腰形孔中，并且，所述腰形孔的尺寸大于该销轴端部凸台段的尺寸，使所述销轴能够在所述腰形孔所限定的范围内活动。

进一步地，还包括关节轴承，所述关节轴承的内圈与所述销轴端部的凸台段固定连接，且凸台段的长度大于该关节轴承内圈的宽度，使凸台段可穿过该关节轴承插入所述涵间传力槽底部的腰形孔中，所述关节轴承的外圈尺寸与所述涵间传力槽的尺寸适配，以使所述关节轴承可从所述涵间传力槽的开口侧进入槽内。

进一步地，所述涵间传力槽还包括一体式设置于槽外两侧的固定耳，所述固定耳上开设通孔，用于通过螺栓将所述涵间传力槽固定于内涵机匣的侧方。

进一步地，所述外涵机匣上开设与所述传力销的销轴相适配的装配孔，当通过该装配孔将所述传力销装配于外涵机匣上并固定时，所述传力销可将该装配孔密封。

进一步地，所述外涵机匣上周向均布多个所述传力销，所述内涵机匣上对应周向均布多个所述涵间传力槽，使该传力销与涵间传力槽装配后构成多个传力机构。

进一步地，所述调节盘和销轴一体式设置，构成所述传力销。

进一步地，所述调节盘的表面对称开设两个弧形通孔，且该弧形通孔中的螺栓上设置自锁片。

进一步地，所述调节盘的端面为圆形。

进一步地，所述调节盘的中心轴线与销轴的中心轴线偏移量、所述腰形孔的尺寸均为外涵机匣与内涵机匣装配过程中的经验值。

本发明的可调式内外涵传力机构，其有益效果在于：本发明考虑了传统的传力机构与外涵机匣连接处的缝隙处密封性差，无法实现载荷传递点径向位置的微调节，并且结构复杂、零组件数量较多，加工精度和装配工艺要求高的缺点。与传统的传力结构相比，在不改变传统的传力结构传递内外涵径向载荷和对支撑外涵的基本功能下，创造性地将传力销底座和芯轴中心设计为偏心结构，以调整传力销径向载荷传递点(关节轴承外环工作面内沿发动机轴向和径向均可调)，可显著提高内外涵传力的可靠性、传力机构自身装配性。另外，通过对零件功能的集成简化了设计，减少了零件数量和加工难度，大幅提升了带传力销组件的外涵机匣维修性以及外涵机匣传力处的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的传力机构结构示意图；

图2为本发明的传力机构另一结构示意图；

图3为本发明的传力机构中传力销的立体结构示意图；

图4为本发明的传力机构中传力销的剖面结构示意图；

图5为本发明的传力机构中传力销调节盘结构示意图；

图6为本发明的传力机构中传力销与关节轴承结构示意图；

图7为图6中M-M面剖视图；

图8为本发明的传力机构中关节轴承俯视图；

图9为图8中N-N面剖视图；

图10为本发明的传力机构中涵间传力槽立体结构示意图；

图11为本发明的传力机构中涵间传力槽剖面结构示意图；

图12为本发明的传力机构中传力销组件与外涵机匣密封结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

如图1-12所示，本公开实施例提供一种可调式内外涵传力机构，包括装配于外涵机匣上的传力销1、固定于内涵机匣侧方的涵间传力槽3，所述传力销1包括固定连接的调节盘和销轴，使所述传力销1的截面呈T型，并且，所述调节盘的中心轴线与销轴的中心轴线错位；所述调节盘的表面开设弧形通孔，该弧形通孔中设置螺栓，通过该螺栓可将所述传力销1与外涵机匣固定；所述涵间传力槽3为一侧开口的槽状结构，且槽底开设腰形孔，所述销轴的端部可从该涵间传力槽3的开口侧进入并伸入所述腰形孔中，并且，所述腰形孔的尺寸大于所述销轴端部的尺寸，使所述销轴能够在所述腰形孔所限定的范围内活动，如图10和图11所示。具体的，所述销轴的端部设置为凸台结构，使该销轴端部的凸台段可伸入所述腰形孔中，并且，所述腰形孔的尺寸大于该销轴端部凸台段的尺寸，使所述销轴能够在所述腰形孔所限定的范围内活动，如图3和图4所示。

并且，所述外涵机匣上周向均布多个所述传力销1，所述内涵机匣上对应周向均布多个所述涵间传力槽3，使该传力销1与涵间传力槽3装配后构成多个传力机构，如图12所示。

为了消除装配应力、发动机产生的热应力变化，以及内涵机匣的震动应力，同时提高传力路径的可靠性，在一种优选的实施方式中，还包括关节轴承2，所述关节轴承2的内圈与所述销轴端部的凸台段固定连接，且凸台段的长度大于该关节轴承2内圈的宽度，使凸台段可穿过该关节轴承2插入所述涵间传力槽3底部的腰形孔中，所述关节轴承2的外圈尺寸与所述涵间传力槽3的尺寸适配，以使所述关节轴承2可从所述涵间传力槽3的开口侧进入槽内。

本发明针对航空发动机内涵机匣和外涵机匣之间的径向连接和支撑要求，提供一种传力机构，实现内外涵之间径向载荷的传递。通过传力销1调节盘中心与关节轴承2中心的偏心设计，以传力销1调节盘圆心Oxy为中心转动传力销1组件，如图5所示，实现传力销1销轴的关节轴承2内环中心O位置可调(图5虚线圆形区域内)，从而提高传力销1组件的装配性和维护性。

在一种优选的实施方式中，所述涵间传力槽3还包括一体式设置于槽外两侧的固定耳5，所述固定耳5上开设通孔，用于通过螺栓将所述涵间传力槽3固定于内涵机匣的侧方。

为了保证传力销1的调节盘与外涵机匣连接处的密封性，在一种优选的实施方式中，所述外涵机匣上开设与所述传力销1的销轴相适配的装配孔，当通过该装配孔将所述传力销1装配于外涵机匣上并固定时，所述传力销1可将该装配孔密封。将传力销1的销轴插入机匣安装座上装配孔后相当于外涵机匣安装座处加装了堵头，如图2所示，不仅有插入部分的圆柱面周向密封效果，还有传力销1调节盘的端面密封作用，无须使用或增加其它密封片或密封环结构对外涵机匣该处进行针对性密封以防止外涵流道气流泄漏，有效提高了传力销1调节盘与外涵机匣连接处的密封性。

本发明的该传力机构，主要包括如下装配步骤：

步骤一：将传力销1的销轴穿过外涵机匣上的装配孔，通过螺栓将传力销1压紧在外涵机匣安装座上。传力销1安装到位后对外涵机匣上的装配孔起密封作用。

步骤二：将关节轴承2安装到传力销1的销轴上，工装压紧到位后在轴承内环端面圆形接缝处圆周冲4点均布冲坑，这样关节轴承2和传力销1就构成传力销1组件。

步骤三：将涵间传力槽3安装到内涵机匣安装边上，保证涵间传力槽3的矩形槽开口方向与外涵机匣上装配的传力销1组件上的关节轴承2一一对应(各处径向位置均一致)。

步骤四：将已安装有传力销1组件的外涵机匣套在内涵机匣，同时保证传力销1组件上的关节轴承2均能滑入内涵机匣上安装的涵间传力槽3的矩形槽内。

其中，在安装时，若传力销1组件上的关节轴承2与内涵机匣上的涵间传力槽3的滑槽位置不匹配时，松开外涵机匣上紧固传力销1组件的螺栓，然后转动传力销1的调节盘，可改变传力销1销轴冲死的关节轴承2内环中心位置，使其中心位置调整到涵间传力槽3的滑槽对称中心面位置。这样显著增加了该传力机构的装配性。

传力销1组件上的关节轴承2内环中心O在发动机上的轴向位置是可调的，转动外涵机匣上的传力销1组件的传力销1调节盘，可消除加工精度及装配公差累积导致的位置偏移以保证关节轴承2外环与内涵机匣上安装的涵间传力槽3的装配。

安装后，若传力销1组件因加工超差量或装配公差累积量偏大，无法通过转动调整传力销1销轴冲死的关节轴承2内环中心位置到装配状态，即转动外涵机匣上的传力销1组件的传力销1调节盘仍无法保证装配时，仅需快速拆卸紧固传力销1的螺栓，然后进行检查或直接更换传力销1组件。换装过程中无需分解发动机其它零组件，显著增加了该传力机构的维修性。

并且，外涵机匣上布置的每个传力销1组件均可单独拆卸和安装，而无需分解发动机其它零组件，内涵机匣上的涵间传力槽3在外涵喷管分解后也可实现拆卸和换装，大大提高了该传力机构的维护性。

在一种优选的实施方式中，所述调节盘和销轴一体式设置，构成所述传力销1。所述调节盘的表面对称开设两个弧形通孔，且该弧形通孔中的螺栓上设置自锁片4。并且，所述调节盘的端面为圆形。将传力销1的调节盘设计成台阶圆柱形，该圆柱面与机匣安装座内孔配合面为圆周面密封作用，使调节盘端面在固定螺栓的拧紧力矩作用下对外涵机匣传力销1安装座端面的端面进行有效密封。

本发明的该传力机构主要由数个周向均布并固定在内涵机匣上的涵间传力槽3、数个周向均布并固定在外涵机匣上的带关节轴承2的传力销1螺栓、螺母、自锁片4等构成。传力销1的调节盘通过螺栓和自锁片4固定在外涵机匣安装座上(周向均布)，传力销1销轴插入关节轴承2的轴承内环紧固并定位，关节轴承2的轴承外环与固定在内涵机匣安装边上的涵间传力槽3的矩形槽侧面相贴合。这样以来，内涵机匣与外涵机匣之间通过该传力机构实现了结构上的连接，将内涵机匣的径向载荷传递至外涵机匣，再通过后侧拉杆传递给装机对象。该内外涵传力方式结构紧凑、实用，创新性的传力销1调节盘和销轴偏心设计，可调整传力销1径向载荷传递点(关节轴承2外环工作面内沿发动机轴向和径向均可调)，可显著提高内外涵传力的可靠性和传力机构自身装配性；通过集成化设计，减少了零件数量和加工难度，带传力销1组件的外涵机匣维修性以及外涵机匣传力处的密封性也得到提升。

上述调节盘的中心轴线与销轴的中心轴线偏移量、所述腰形孔的尺寸均为外涵机匣与内涵机匣装配过程中的经验值。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种可调式内外涵传力机构，其特征在于，包括装配于外涵机匣上的传力销、固定于内涵机匣侧方的涵间传力槽，所述传力销包括固定连接的调节盘和销轴，使所述传力销的截面呈T型，并且，所述调节盘的中心轴线与销轴的中心轴线错位；所述调节盘的表面开设弧形通孔，该弧形通孔中设置螺栓，通过该螺栓可将所述传力销与外涵机匣固定；所述涵间传力槽为一侧开口的槽状结构，且槽底开设腰形孔，所述销轴的端部可从该涵间传力槽的开口侧进入并伸入所述腰形孔中，并且，所述腰形孔的尺寸大于所述销轴端部的尺寸，使所述销轴能够在所述腰形孔所限定的范围内活动。

2.根据权利要求1所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述销轴的端部设置为凸台结构，使该销轴端部的凸台段可伸入所述腰形孔中，并且，所述腰形孔的尺寸大于该销轴端部凸台段的尺寸，使所述销轴能够在所述腰形孔所限定的范围内活动。

3.根据权利要求2所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，还包括关节轴承，所述关节轴承的内圈与所述销轴端部的凸台段固定连接，且凸台段的长度大于该关节轴承内圈的宽度，使凸台段可穿过该关节轴承插入所述涵间传力槽底部的腰形孔中，所述关节轴承的外圈尺寸与所述涵间传力槽的尺寸适配，以使所述关节轴承可从所述涵间传力槽的开口侧进入槽内。

4.根据权利要求1至3任一项所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述涵间传力槽还包括一体式设置于槽外两侧的固定耳，所述固定耳上开设通孔，用于通过螺栓将所述涵间传力槽固定于内涵机匣的侧方。

5.根据权利要求4所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述外涵机匣上开设与所述传力销的销轴相适配的装配孔，当通过该装配孔将所述传力销装配于外涵机匣上并固定时，所述传力销可将该装配孔密封。

6.根据权利要求1所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述外涵机匣上周向均布多个所述传力销，所述内涵机匣上对应周向均布多个所述涵间传力槽，使该传力销与涵间传力槽装配后构成多个传力机构。

7.根据权利要求1所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述调节盘和销轴一体式设置，构成所述传力销。

8.根据权利要求1所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述调节盘的表面对称开设两个弧形通孔，且该弧形通孔中的螺栓上设置自锁片。

9.根据权利要求8所述的可调式内外涵传力机构，其特征在于，所述调节盘的端面为圆形。

Images