CN114412646A - 一种加力外圈总管的固定结构 - Google Patents

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Abstract

一种加力外圈总管的固定结构，在扩散器机匣上设置有三个第一安装结构和多个第二安装结构，第一安装结构中由于吊挂衬套与安装座之间采用可转动的球面连接，使得吊挂衬套只可以绕着球面进行摆动，径向方向无法移动。三个第一安装结构确定一个平面，第一安装结构是在自由状态下安装的，用于确定整体环状的加力外圈总管结构的位置。第二安装结构中，由于球体的外表面与堵盖采用可转动的球面连接，同时吊挂柱销可在球体通孔内滑动；因此吊挂柱销既可以绕着球面连接转动摆动的同时又可以在球体通孔内滑动，增加了自由度。通过采用第一安装结构和第二安装结构相配合，可以使得整体环状的加力外圈总管结构避免产生应力集中，降低了装配应力。

Description

一种加力外圈总管的固定结构
技术领域
本发明涉及航空发动机加力外圈总管结构技术领域，尤其涉及一种加力外圈总管的固定结构。
背景技术
加力外圈总管一般采用在总管上设计连接耳座，通过内置拉杆或支杆的方式固定到扩散器外壁上。总管是扩散器中的重要件，它对固定的约束性要求比较高，若固定支点较少，在加力燃烧室这种高低温交替存在，交变载荷大的环境下，随着工作时间的增加，总管容易产生变形，无法满足其对约束可靠性、稳定性和平面度的要求。
另一方面，加力外圈总管是由不同管径的管材以及耳座逐一焊接所拼成的环形结构，环形焊接结构不可避免积累焊接应力。同时总管在使用中还受到燃气流的冲击与发动机振动应力，导致实际工作中存在较大的应力。随着支点数增加，装配应力增加，连接的刚性过强，容易产生机械疲劳磨损、磨穿甚至断裂问题，降低使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种加力外圈总管的固定结构，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种加力外圈总管的固定结构，包括十字管接头，在扩散器机匣上设置有三个第一安装结构和多个第二安装结构；三个第一安装结构均布在扩散器机匣的周向上；在相邻的第一安装结构之间均布设置有第二安装结构；每个第一安装结构包括安装座、花螺母堵头以及吊挂衬套；所述吊挂衬套挂在安装座的内孔中；所述花螺母堵头将吊挂衬套堵在安装座内；吊挂衬套与花螺母堵头之间、以及吊挂衬套与安装座之间采用可转动的球面连接；所述吊挂衬套位于扩散器机匣内部的一端设置有所述十字管接头；每个第二安装结构包括堵盖、球体、吊挂柱销；所述球体设置在堵盖的内部，所述吊挂柱销插设在球体通孔上；所述球体的外表面与堵盖采用可转动的球面连接；所述吊挂柱销可在球体通孔内滑动；所述吊挂柱销位于扩散器机匣内部的一端设置有所述十字管接头。
在所述第一安装结构中，吊挂衬套上设置有挂沿，在挂沿上设置有外球面和内球面；在所述安装座的内孔中设置有挂台，所述挂台的表面为球面，与挂沿的外球面相配合；在所述花螺母堵头上设置有球头，所述球头与所述挂沿的内球面相配合。
在所述第一安装结构中，在安装座的内孔中设置有内螺纹，在花螺母堵头的上设置有外螺纹，安装座与花螺母堵头采用螺纹连接。
在所述第一安装结构中，在所述安装座的顶部设置有多个卡齿，在所述花螺母堵头的顶端设置有多个齿槽，当所述花螺母堵头安装到位后，其中一个或多个卡齿折弯卡入对应的齿槽内。
在所述第一安装结构中，所述吊挂衬套与十字管接头之间通过吊挂柱销连接，所述吊挂柱销的上端插接在吊挂衬套的盲孔中，十字管接头与吊挂柱销的下端连接并通过锁紧垫圈进行锁紧。
在所述第一安装结构中，所述安装座的两侧设置有固定耳板，安装座通过固定耳板与扩散器机匣进行自锁螺栓连接或者铆接。
在所述第二安装结构中，所述堵盖的两侧设置有连接耳板，所述堵盖通过连接耳板与扩散器机匣进行自锁螺栓连接或者铆接。
在所述第二安装结构中，所述堵盖上设置有敞口状的腔体，在所述腔体的内壁上设置有弧形凹槽，所述球体安装在所述弧形凹槽、且球体可在所述弧形凹槽中转动。
在所述第二安装结构中，在所述十字管接头与吊挂柱销之间通过锁紧垫圈进行锁紧。
优选的，在所述扩散器机匣上设置有多个平台，所述平台分别用于安装所述安装座、以及堵盖。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
(1)在本发明中，第一安装结构中由于吊挂衬套与安装座之间采用可转动的球面连接，使得吊挂衬套只可以绕着球面进行摆动，径向方向无法移动。三个第一安装结构确定一个平面，第一安装结构是在自由状态下安装的，用于确定整体环状的加力外圈总管结构的位置。第二安装结构中，由于球体的外表面与堵盖采用可转动的球面连接，同时吊挂柱销可在球体通孔内滑动；因此吊挂柱销既可以绕着球面连接转动摆动的同时又可以在球体通孔内滑动，增加了自由度。通过采用第一安装结构和第二安装结构相配合，可以使得整体环状的加力外圈总管结构避免产生应力集中，降低了装配应力。
(2)加力外圈总管通过上述两种安装结构装配在扩散器机匣上，具有良好的可靠性和稳定性。本发明结构简单，易于实现。较现有的固定结构，具有较高的自由度，降低了固定时的装配应力，即使发动机机实际工作中应力较大或存在局部轻微变形情况，由于固定结构本身裕度的存在，能够避免结构破坏失效，达到保护燃油总管，提高使用寿命的目的。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明中第一安装结构、第二安装结构在扩散器机匣上的位置分布示意图；
图2为本发明中第一安装结构及其安装在扩散器机匣后的示意图；
图3为本发明中第一安装结构的分解示意图；
图4为本发明中第一安装结构的立体结构示意图；
图5为本发明中第一安装结构的俯视图；
图6为图5中沿A-A的部分剖视图；
图7为本发明中第二安装结构及其安装在扩散器机匣后的示意图；
图8为本发明中第二安装结构的分解示意图；
附图标号说明：1-扩散器机匣；101-平台；2-堵盖；201-连接耳板；202-腔体；203-弧形凹槽；3-球体；4-吊挂销钉；5-锁紧垫圈；6-十字管接头；7-安装座；701-挂台；702-卡齿；703-固定耳板；8-花螺母堵头；801-球头；802-齿槽；9-吊挂衬套；901-挂沿；902-外球面；903-内球面；904-盲孔；10-吊挂柱销；11-加力外圈总管。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
结合图1、图2以及图7所示，一种加力外圈总管的固定结构，包括十字管接头6，在扩散器机匣1上设置有三个第一安装结构和多个第二安装结构；三个第一安装结构均布在扩散器机匣1的周向上；在相邻的第一安装结构之间均布设置有第二安装结构；具体的，在相邻的第一安装结构之间均布设置有两个第二安装结构。
每个第一安装结构包括安装座7、花螺母堵头8以及吊挂衬套9；所述吊挂衬套9挂在安装座7的内孔中；所述花螺母堵头8将吊挂衬套9堵在安装座7内；吊挂衬套9与花螺母堵头8之间、以及吊挂衬套9与安装座7之间采用可转动的球面连接；所述吊挂衬套9位于扩散器机匣1内部的一端设置有所述十字管接头6。
每个第二安装结构包括堵盖2、球体3、吊挂柱销4；所述球体3设置在堵盖2的内部，所述吊挂柱销4插设在球体3通孔上；所述球体3的外表面与堵盖2采用可转动的球面连接；所述吊挂柱销4可在球体3通孔内滑动；所述吊挂柱销4位于扩散器机匣1内部的一端设置有所述十字管接头6。
每段加力外圈总管11的两端分别安装在相邻的两个十字管接头6上，形成一个整体环状的加力外圈总管结构。
在第一安装结构中，由于吊挂衬套9与安装座7之间采用可转动的球面连接，使得吊挂衬套9只可以绕着球面进行摆动，径向方向无法移动。三个第一安装结构确定一个平面，第一安装结构是在自由状态下安装的，用于确定整体环状的加力外圈总管结构的位置。
在第二安装结构中，由于球体3的外表面与堵盖2采用可转动的球面连接，同时吊挂柱销4可在球体3通孔内滑动；因此吊挂柱销4既可以绕着球面连接转动摆动的同时又可以在球体3通孔内滑动，增加了自由度。
通过采用第一安装结构和第二安装结构相配合，可以使得整体环状的加力外圈总管结构避免产生应力集中，降低了装配应力。在交变载荷大的工况下对总管的振动起到阻尼缓冲作用，具有良好的稳定性和可靠性，提高了加力总管的使用寿命。
在本实施例中，所述球体3材料为SFB-2聚四氟乙烯，具有良好的耐高温性、耐腐蚀性、高润滑不粘性和良好的抗老化耐力。同时通过球体3与堵盖3的柔性配合，降低磨损，在交变载荷大的工况下对加力总管11的振动起到阻尼缓冲作用，具有良好的稳定性和可靠性，提高了加力总管11的使用寿命。
如图3所示，在本实施例中，在所述第一安装结构中，吊挂衬套9上设置有挂沿901，在挂沿901上设置有外球面902和内球面903；在所述安装座7的内孔中设置有挂台701，所述挂台701的表面为球面，与挂沿901的外球面902相配合形成球面转动连接；在所述花螺母堵头8上设置有球头801，所述球头801与所述挂沿901的内球面903相配合形成球面转动连接。当螺母堵头8将吊挂衬套9封堵在安装座7内时，挂沿901的外球面902、内球面903分别与挂台701、球头801形成球面转动连接，使得吊挂衬套9可以绕着连接处进行转动，进而使得扩散器机匣1内部与吊挂衬套9相连的十字管接头6可以摆动，增加了自由度，使得花螺母堵头8对吊挂衬套9预紧的挤压应力不易使总管产生变形，系统稳定性高。另外，在安装座7的内孔中设置有内螺纹，在花螺母堵头8的上设置有外螺纹，安装座7与花螺母堵头8采用螺纹连接。通过调整花螺母堵头8的旋合深度，可以实现对整体环状加力总管的在径向方向上的定位和微调。
结合图4至图6所示，在所述第一安装结构中，在所述安装座7的顶部设置有多个卡齿702，在所述花螺母堵头8的顶端设置有多个齿槽802，当所述花螺母堵头8安装到位后，其中一个或多个卡齿702折弯卡入对应的齿槽802内。通过在花螺母堵头8的顶部设置齿槽802，一是便于采用扳手操作，另外，当花螺母堵头8旋合至合适位置时，即在径向方向上调整好整体环状加力总管位置之后，通过将卡齿702折弯卡入齿槽802内，可以防止花螺母堵头8在振动时自行发生旋转，进而保证整体环状加力总管位置。
如图3所示，在所述第一安装结构中，所述吊挂衬套9与十字管接头6之间通过吊挂柱销10连接，所述吊挂柱销10的上端插接在吊挂衬套9的盲孔904中，十字管接头6与吊挂柱销10的下端连接并通过锁紧垫圈5进行锁紧。吊挂衬套9的盲孔904与吊挂柱销10的外柱面之间采用间隙配合，安装时通过一定的挤压应力对加力外圈总管进行固定，通过采用间隙配合进一步降低装配应力。
结合图2、图3所示，在所述第一安装结构中，所述安装座7的两侧设置有固定耳板703，安装座7通过固定耳板703与扩散器机匣1进行自锁螺栓连接或者铆接。
结合图7、图8所示，在所述第二安装结构中，所述堵盖2的两侧设置有连接耳板201，所述堵盖2通过连接耳板201与扩散器机匣1进行自锁螺栓连接或者铆接。所述堵盖2上设置有敞口状的腔体202，在所述腔体202的内壁上设置有弧形凹槽203，所述球体3安装在所述弧形凹槽203、且球体3可在所述弧形凹槽203中转动。
在所述第二安装结构中，在所述十字管接头6与吊挂柱销4之间通过锁紧垫圈5进行锁紧，保证十字管接头6安装的可靠性。
结合图2、图7所示在所述扩散器机匣1上设置有多个平台101，所述平台101分别用于安装所述安装座7、以及堵盖2。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种加力外圈总管的固定结构，包括十字管接头(6)，其特征在于：在扩散器机匣(1)上设置有三个第一安装结构和多个第二安装结构；
三个第一安装结构均布在扩散器机匣(1)的周向上；在相邻的第一安装结构之间均布设置有第二安装结构；
每个第一安装结构包括安装座(7)、花螺母堵头(8)以及吊挂衬套(9)；所述吊挂衬套(9)挂在安装座(7)的内孔中；所述花螺母堵头(8)将吊挂衬套(9)堵在安装座(7)内；吊挂衬套(9)与花螺母堵头(8)之间、以及吊挂衬套(9)与安装座(7)之间采用可转动的球面连接；所述吊挂衬套(9)位于扩散器机匣(1)内部的一端设置有所述十字管接头(6)；
每个第二安装结构包括堵盖(2)、球体(3)、吊挂柱销(4)；所述球体(3)设置在堵盖(2)的内部，所述吊挂柱销(4)插设在球体(3)通孔上；所述球体(3)的外表面与堵盖(2)采用可转动的球面连接；所述吊挂柱销(4)可在球体(3)通孔内滑动；所述吊挂柱销(4)位于扩散器机匣(1)内部的一端设置有所述十字管接头(6)。
2.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第一安装结构中，吊挂衬套(9)上设置有挂沿(901)，在挂沿(901)上设置有外球面(902)和内球面(903)；
在所述安装座(7)的内孔中设置有挂台(701)，所述挂台(701)的表面为球面，与挂沿(901)的外球面(902)相配合；
在所述花螺母堵头(8)上设置有球头(801)，所述球头(801)与所述挂沿(901)的内球面(903)相配合。
3.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第一安装结构中，在安装座(7)的内孔中设置有内螺纹，在花螺母堵头(8)的上设置有外螺纹，安装座(7)与花螺母堵头(8)采用螺纹连接。
4.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第一安装结构中，在所述安装座(7)的顶部设置有多个卡齿(702)，在所述花螺母堵头(8)的顶端设置有多个齿槽(802)，当所述花螺母堵头(8)安装到位后，其中一个或多个卡齿(702)折弯卡入对应的齿槽(802)内。
5.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第一安装结构中，所述吊挂衬套(9)与十字管接头(6)之间通过吊挂柱销(10)连接，所述吊挂柱销(10)的上端插接在吊挂衬套(9)的盲孔(904)中，十字管接头(6)与吊挂柱销(10)的下端连接并通过锁紧垫圈(5)进行锁紧。
6.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第一安装结构中，所述安装座(7)的两侧设置有固定耳板(703)，安装座(7)通过固定耳板(703)与扩散器机匣(1)进行自锁螺栓连接或者铆接。
7.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第二安装结构中，所述堵盖(2)的两侧设置有连接耳板(201)，所述堵盖(2)通过连接耳板(201)与扩散器机匣(1)进行自锁螺栓连接或者铆接。
8.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第二安装结构中，所述堵盖(2)上设置有敞口状的腔体(202)，在所述腔体(202)的内壁上设置有弧形凹槽(203)，所述球体(3)安装在所述弧形凹槽(203)、且球体(3)可在所述弧形凹槽(203)中转动。
9.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述第二安装结构中，在所述十字管接头(6)与吊挂柱销(4)之间通过锁紧垫圈(5)进行锁紧。
10.如权利要求1所述的一种加力外圈总管的固定结构，其特征在于：在所述扩散器机匣(1)上设置有多个平台(101)，所述平台(101)分别用于安装所述安装座(7)、以及堵盖(2)。
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