CN114165815A - 补偿热变形的拉杆装置 - Google Patents

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程明树
杨春苗
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Abstract

本发明的补偿热变形的拉杆装置，属于航空发动机加力燃烧室隔热屏与机匣之间热补偿装置的技术领域，解决现有技术中的产品热补偿效果差且安装难的技术问题。适用于三维异形曲面结构中加力燃烧室的二次燃烧气体排出，所述加力燃烧室内设置隔热屏且留有预设间隙，所述间隙用于冷气流通，还包括拉杆组件，拉杆组件用于加力燃烧室机匣与隔热屏柔性安装且能够缩小安装的浮动间隙。拉杆组件实现隔热屏与机匣之间的万向热补偿。

Description

补偿热变形的拉杆装置
技术领域
本发明属于航空发动机加力燃烧室隔热屏与机匣之间热补偿装置的技术领域，尤其涉及一种补偿热变形的拉杆装置。
背景技术
高隐身性能是未来飞行器研究发展的趋势，出口截面为矩形的二元喷管可有效降低航空发动机内部后向的雷达搜寻面积，增强了隐身效果。航空发动机主体为圆形结构，因此需要在航空发动机排气段布置圆转方段实现发动机截面形状的转变，并在发动机承力机匣内侧布置隔热屏避免高温燃气对发动机承力结构的影响。相对传统轴对称喷管的环形带波纹隔热屏不同，圆转方段隔热屏为三维异形曲面结构，为了降低热膨胀对发动机冷却性能的影响，一般将圆转方段隔热屏设置为周向分段结构。受三维异形曲面及周向分段特点的影响，传统环形带波纹隔热屏的安装、连接及热变形补偿结构直接应用于此类隔热屏，存在安装难度大、热变形预留间隙大等缺点，需要提出一种适用于三维异形曲面分段隔热屏的安装、连接及热变形补偿结构。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种补偿热变形的拉杆装置，解决现有技术中的产品热补偿效果差且安装难的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
提供一种补偿热变形的拉杆装置，适用于三维异形曲面结构中加力燃烧室的二次燃烧气体排出，所述加力燃烧室内设置隔热屏且留有预设间隙，所述间隙用于冷气流通，还包括拉杆组件，拉杆组件用于加力燃烧室机匣与隔热屏柔性安装且能够缩小安装的浮动间隙。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
本案拉杆组件适用在航空发动机冷却通道的小尺寸空间内，如，拉杆组件形成可靠的球铰连接结构，利用球铰连接可360°运动的特点补偿机匣、隔热屏间的热变形，并通过的拉杆排列形式约束隔热屏与机匣间的相对位置，且是万向补偿，轴向和周向的热膨胀补偿。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需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发明的一些实施例，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他的附图。
图1为本发明的整体装配图；
图2为本发明的爆炸图；
其中，1、机匣；2、隔热屏；3、第一安装座；4、球头拉杆；41、球；5、第二安装座；6、防松套；7、垫片；8、固定件。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明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，在没有背离本发明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。
需要说明的是，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。基于本发明，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发明的基本构想，图示中仅显示与本发明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方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
被探测安全性要求，将原始喷管由圆形变为方形结构，因此，在加力筒体段和圆转方段，形成渐变结构，排出高温燃气，发动机上游未充分燃烧的气体在加力燃烧室二次燃烧后被排出，传统方式，使用弓字型支架将加力燃烧室机匣和隔热屏连接，采用柔性安装的方式，渐变结构的存在，安装非常麻烦，并且，预留间隙非常大，在渐变结构时，弓字型支架上的浮动螺母晃动过大，隔热屏约束不足，失去柔性安装的意义。
如图1和图2所示的补偿热变形的拉杆装置，适用于三维异形曲面结构中加力燃烧室的二次燃烧气体排出，加力燃烧室内设置隔热屏2且留有预设间隙，间隙用于冷气的流通。三维异形曲面结构存在渐变结构，如，圆转方结构，该结构能降低整体尺寸，减小被测探的面积。拉杆装置包括拉杆组件，拉杆组件用于加力燃烧室机匣1与隔热屏2柔性安装且能够缩小安装的浮动间隙，且拉杆组件还用于实现加力燃烧室机匣1与隔热屏2之间对应万向移动且实现热补偿。
具体的，如图2所示，拉杆组件包括球头拉杆4，球头拉杆4两端分别与加力燃烧室机匣1与隔热屏2转动连接，且能对加力燃烧室在轴向及周向进行热补偿。例如，拉杆组件包括安装在加力燃烧室机匣1内表面或外表面的第一安装座3和安装在隔热屏2外表面的第二安装座5，第一安装座3和第二安装座5留有球窝，球窝分别与球头拉杆4两端转动连接。需要指出的是第二安装座5可沿加力燃烧室机匣1轴向或周向移动，即为，对加力燃烧室机匣1和隔热屏2之间安装的补偿。
球头拉杆4两端固定有球头，即为，球41，且安装在加力燃烧室机匣1外表面的第一安装座3。球头可在球窝内转动，实现加力燃烧室机匣1与隔热屏2周向的热补偿，且易于安装。第一安装座3沿顶面设置伸出段，伸出段伸出加力燃烧室机匣1且被固定，第一安装座3设置有防松套6。
进一步的，伸出段被机匣1上设置固定件8(螺母)所固定，固定件8配套设置垫片7。球窝安装座外侧设置一处防松套6，球窝一侧的开口(竖直方向开口)便于球头安装入球窝中，防松套6则避免球头脱出，球窝安装座及防松套6通过固定件8固定于机匣1上，其中：
通过球头拉杆4在第一安装座3和第二安装座5的相对转动，对隔热屏2和机匣1之间的热变形进行补偿，且包括沿机匣1轴向及周向的热变形补偿。
上述的球窝，即为，在第一安装座设置带凹槽的凸起，且凹槽一侧开口，便于球41安装在凹槽内。
在第一安装座5装入球头后，在其外侧装入防松套6，限制球窝向外侧移动，防止球头脱出。
为限制球头连接的自由度，球头拉杆不垂直于机匣或隔热屏，即球头拉杆两端在发动机轴向、周向存在错位，且多个球头连接结构按如下规格布置：
球头连接结构沿发动机轴向、周向不少于3个。
相邻球头连接结构沿发动机轴向、周向的倾斜方向不同。
本发明通过多个相邻倾斜方向不同的拉杆，消除了球铰连接约束自由度不足的特点，实现了隔热屏与机匣的可靠连接，且可通过增减拉杆数量的方法，自由调整隔热屏的连接刚性，满足不同发动机的需求。利用球铰连接可360°运动的特点，利用拉杆的旋转运动补偿隔热屏相对机匣的热变形，完全消除热膨胀间隙。
其发明采用的开口球头窝结构，降低了可拆装球头连接结构的复杂度，可用于航空发动机冷却通道的狭小空间内，同时降低隔热屏的装配复杂度。
以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种补偿热变形的拉杆装置，适用于三维异形曲面结构中加力燃烧室的二次燃烧气体排出，所述加力燃烧室机匣内侧设置隔热屏且留有预设间隙，所述间隙用于冷气流通，其特征在于，还包括拉杆组件，拉杆组件用于加力燃烧室机匣与隔热屏柔性安装且能够缩小安装的浮动间隙。
2.根据权利要求1所述的拉杆装置，其特征在于，所述拉杆组件还用于实现加力燃烧室机匣与隔热屏之间对应万向移动且实现热补偿。
3.根据权利要求2所述的拉杆装置，其特征在于，所述拉杆组件包括球头拉杆，所述球头拉杆两端分别与加力燃烧室机匣与隔热屏转动连接，且能对加力燃烧室在轴向及周向进行热补偿。
4.根据权利要求2所述的拉杆装置，其特征在于，所述拉杆组件还包括安装在加力燃烧室机匣内表面或外表面的第一安装座和安装在隔热屏外表面的第二安装座，所述第一安装座和第二安装座留有球窝，所述球窝分别与球头拉杆两端转动连接。
5.根据权利要求4所述的拉杆装置，其特征在于，所述球头拉杆两端固定有球头，且安装在加力燃烧室机匣外表面的第一安装座。
6.根据权利要求5所述的拉杆装置，其特征在于，所述第一安装座沿顶面设置伸出段，所述伸出段伸出所述加力燃烧室机匣且被固定。
7.根据权利要求5所述的拉杆装置，其特征在于，所述第一安装座设置有防松套。
8.根据权利要求7所述的拉杆装置，其特征在于，所述伸出段被机匣上设置固定件所固定，其中：
通过所述球头拉杆在所述第一安装座和第二安装座的相对转动，对隔热屏和机匣之间的热变形进行补偿，且包括沿机匣轴向及周向的热变形补偿。
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