CN114483656A - 一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构,包括:静子机匣,其上具有多个上轴颈安装孔;静子内环,在静子机匣内设置,其上具有多个下轴颈安装孔;多个静子叶片,在静子机匣、静子内环间沿周向分布;每个静子叶片的下轴颈对应插入一个下轴颈安装孔,上轴颈对应自一个上轴颈安装孔中伸出;多个涡轮,位于静子机匣外侧;每个涡轮对应连接在一个上轴颈上;多个蜗杆,每个蜗杆对应与一个蜗轮啮合传动;多个软轴,与各个蜗杆相间设置;每个软轴两端分别连接与其相邻的两个蜗杆;其中一个软轴自中间断开为两段;转接轴,两段分别连接中间断开的两段软轴;驱动电机,连接在静子机匣上,与转接轴间通过锥齿轮连接。
Description
技术领域
本申请属于航空发动机中压气机静子叶片角度调节机构设计技术领域,具体涉及一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构。
背景技术
为了发动机中压气机稳定工作,需要根据实际情况对流经压气机的气流量进行调节,为此设置压气机中各个静子叶片的角度可调节,通过角度调节机构调节各个静子叶片同步转动,以同步改变各个静子叶片的角度,从而实现对流经压气机气流量的调节。
压气机中各个静子叶片在压气机静子机匣与内环之间设置,沿周向分布,各个静子叶片的下轴颈插入静子内环上的下轴颈安装孔中,上轴颈自静子机匣上的上轴颈安装孔伸出。现有发动机静子叶片角度调节机构主要包括有多个摇臂、联动环、作动筒,其中,每个摇臂的一端对应与一个静子叶片上轴颈伸出上轴颈安装孔的部分连接;联动环套设在静子机匣上,与各个摇臂的另一端铰接;作动筒在静子机匣上设置,其活塞杆与联动环连接,以能够驱动联动环运动,以此带动各个摇臂在静子机匣周向上同步摆动,使各个静子叶片同步转动,实现对各个静子叶片角度的同步调节,如图1所示,该种角度调节机构存在以下缺陷:
1)联动环与静子机匣间通过滑动摩擦副约束,该滑动摩擦副会产生极大的阻滞力,致使角度调节机构效率较低;
2)作动筒驱动联动环对静子叶片角度调节过程中,联动环既沿静子机匣周向转动,又沿静子机匣轴向移动,即既要承受轴向力又要承受轴向力,易发生较大变形,不能够实现对静子叶片转动角度的同步准确调节,严重时会发生卡滞,制约着发动机性能的提高;
3)联动环需要沿静子机匣轴向运动,如在其沿静子机匣轴向运动范围内存在干涉结构,如静子机匣外部的管路、连接边以及各类螺栓,需要设计联动环具有较大的径向尺寸,致使联动环的刚度减弱,易发生较大变形,进一步影响对静子叶片转动角度的准确调节,且需各个摇臂整体适应性的向远离静子机匣的方向外移,以及各个静子叶片上轴颈伸出安装孔的高度也需相应增加,对各个静子叶片上轴颈强度产生更高的需求,并使得发动机整体的外廓尺寸被增加;
4)为使角度调节机构动作顺畅,各个摇臂与销钉之间通过轴承连接,由于加工及其装配存在误差,易导致轴承出现卡滞的情形。
3)为了满足角度调节机构对静子叶片角度调节的同步协调性要求,多会设置多个作动筒共同驱动,且摇臂数量较大,致使角度调节机构整体结构复杂,装配困难,质量较大;
5)不具备锁止功能,实际工作中,需要作动筒持续提供驱动力,以维持静子叶片的转动角度,在静子叶片受到较大交变载荷作用时,不能够有效维持静子叶片的转动角度,甚至于发生结构性破坏。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是,以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是,以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构,以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是:
一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构,包括:
静子机匣,其上具有多个上轴颈安装孔;
静子内环,在静子机匣内设置,其上具有多个下轴颈安装孔;
多个静子叶片,在静子机匣、静子内环间沿周向分布;每个静子叶片的下轴颈对应插入一个下轴颈安装孔,上轴颈对应自一个上轴颈安装孔中伸出;
多个涡轮,位于静子机匣外侧;每个涡轮对应连接在一个上轴颈上;
多个蜗杆,每个蜗杆对应与一个蜗轮啮合传动;
多个软轴,与各个蜗杆相间设置;每个软轴两端分别连接与其相邻的两个蜗杆;其中一个软轴自中间断开为两段;
转接轴,两段分别连接中间断开的两段软轴;
驱动电机,连接在静子机匣上,与转接轴间通过锥齿轮连接,以能够驱动转接轴转动,进而带动各个软轴及其蜗杆扭动,以此使各个涡轮及其静子叶片转动。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,静子内环由两段沿轴向对接而成,各个下轴颈安装孔成型在两段静子内环之间。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,两段静子内环之间通过螺栓对接。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,各个涡轮上具有异形孔;
每个异形孔套接在对应的上轴颈上。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多个螺栓,每个螺栓对应螺接在一个上轴颈的端部,其头部压住对应的涡轮。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多对蜗杆支撑座,连接在静子机匣上;每个蜗杆支撑座上具有蜗杆支撑孔;每个蜗杆的两端分别伸入一对蜗杆支撑孔中。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多对蜗杆支撑轴承,每对蜗杆支撑轴承分别套接在一个述蜗杆的两端;每个蜗杆支撑轴承在对应的蜗杆支撑孔中安装。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,每个蜗杆支撑孔内具有环形限位卡槽;
发动机中压气机静子叶片角度调节机构还包括;
多个限位卡圈,每个限位卡圈对应卡在一个环形限位卡槽中,将对应的蜗杆支撑轴承压住。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多个轴套,每个轴套对应套设在一个软轴上,两端分别连接在相邻两个蜗杆支撑座上。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
两个转接轴支撑座,连接在静子机匣上,其上具有转接轴支撑孔;转接轴的每端对应伸入一个转接轴支撑孔;每个转接轴支撑孔内具有环形定位槽;每个转接轴支撑座与中间断开软轴上对应的轴套连接;
两个转接轴支撑轴承,每个转接轴支撑轴承对应套接在转接轴的一端,在对应的转接轴支撑孔中安装;
两个定位卡圈,每个定位卡圈对应卡在一个环形定位槽中,将对应的转接轴支撑轴承压住。
根据本申请的至少一个实施例,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多个上轴颈衬套,以聚四氟乙烯自润滑材料制造;每个上轴颈衬套对应套接在一个上轴颈上,在对应的上轴颈安装孔中安装;
多个下轴颈衬套,以聚四氟乙烯自润滑材料制造;每个下轴颈衬套对应套接在一个下轴颈上,在对应的下轴颈安装孔中安装。
附图说明
图1是现有发动机中压气机静子叶片角度调节机构的示意图;
图2是本申请实施例提供的发动机中压气机静子叶片角度调节机构的示意图;
图3是图2的A向视图;
其中:
1-静子机匣;2-静子内环;3-静子叶片;4-涡轮;5-蜗杆;6-软轴;7-驱动电机;8-螺栓;9-蜗杆支撑座;10-蜗杆支撑轴承;11-限位卡圈;12-轴套;13-转接轴;14-转接轴支撑座;15-转接轴支撑轴承;16-定位卡圈;17-下轴颈衬套;18-上轴颈衬套。
为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸,此外,附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述,可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例,其仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分,其他相关部分可参考通常设计,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外,除非另有定义,本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系,而非暗示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,当被描述对象的绝对位置发生改变后,其相对位置关系也可能发生相应的改变,因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语,仅用于描述目的,用以区分不同的组成部分,而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语,不应理解为对数量的绝对限制,而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
此外,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解,例如,连接可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。
一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构,包括:
静子机匣1,其上具有多个上轴颈安装孔;
静子内环2,在静子机匣1内设置,其上具有多个下轴颈安装孔;
多个静子叶片3,在静子机匣1、静子内环2间沿周向分布;每个静子叶片3的下轴颈对应插入一个下轴颈安装孔,上轴颈对应自一个上轴颈安装孔中伸出;
多个涡轮4,位于静子机匣1外侧;每个涡轮4对应连接在一个上轴颈上;
多个蜗杆5,每个蜗杆5对应与一个蜗轮4啮合传动;
多个软轴6,与各个蜗杆5相间设置;每个软轴6两端分别连接与其相邻的两个蜗杆5;其中一个软轴6自中间断开为两段;
转接轴13,两段分别连接中间断开的两段软轴6;
驱动电机7,连接在静子机匣1上,与转接轴13间通过锥齿轮连接,以能够驱动转接轴13转动,进而带动各个软轴6及其蜗杆5扭动,以此使各个涡轮4及其静子叶片3转动。
驱动电机对于上述实施例公开的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,领域内技术人员可以理解的是,其依靠在静子机匣1外侧设置的驱动电机7,通过锥齿轮驱动转接轴13转动,进而带动各个软轴6及其蜗杆5扭动,以此使各个涡轮4及其静子叶片3转动,实现对各个静子叶片3转动角度的调节。
对于上述实施例公开的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,领域内技术人员还可以理解的是,其依靠多个软轴6、蜗杆5及其涡轮4向各个静子叶片3进行传扭,结构相对简单,质量较轻,便于组装,作用时,不会产生较大的阻滞力,效率较高,可实现对静子叶片转动角度的同步准确调节,且不发生沿静子机匣1轴向的大幅度运动,可降低与静子机匣1外部件干涉的可能性,可使结构更为紧凑,此外,蜗杆5、涡轮4具有自锁功能,无需依靠外力即可有效的维持静子叶片3的转动角度。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,静子内环2由两段沿轴向对接而成,各个下轴颈安装孔成型在两段静子内环2之间,以便于组装。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,两段静子内环2之间通过螺栓对接。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,各个涡轮4上具有异形孔;
每个异形孔套接在对应的上轴颈上,以实现涡轮4与对应静子叶片3间的高效传扭。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多个螺栓8,每个螺栓8对应螺接在一个上轴颈的端部,其头部压住对应的涡轮4,实现涡轮4与对应静子叶片3上轴颈的可靠固定,且可充分利用静子叶片3上轴颈的原有高度,不需要额外加高静子叶片3上轴颈的高度,利于减小航空发动机的外廓尺寸,静子叶片3上轴颈与螺栓8间存在较大螺纹配合连接长度,能够有效保证对涡轮4固定的可靠性。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多对蜗杆支撑座9,连接在静子机匣1上;每个蜗杆支撑座9上具有蜗杆支撑孔;每个蜗杆5的两端分别伸入一对蜗杆支撑孔中。
对于上述实施例公开的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,领域内技术人员可以理解的是,每对蜗杆支撑座9可为对应的蜗杆5提供有效支撑,使蜗杆5扭转平稳,以此保证对各个静子叶片3转动角度调节的准确性。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多对蜗杆支撑轴承10,每对蜗杆支撑轴承10分别套接在一个述蜗杆5的两端;每个蜗杆支撑轴承10在对应的蜗杆支撑孔中安装,以降低蜗杆5与对应蜗杆支撑座9间的摩擦力,避免发生卡滞,提高效率,保证对各个静子叶片3转动角度调节的准确性。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,每个蜗杆支撑孔内具有环形限位卡槽;
发动机中压气机静子叶片角度调节机构还包括;
多个限位卡圈11,每个限位卡圈11对应卡在一个环形限位卡槽中,将对应的蜗杆支撑轴承10压住,将对应的蜗杆支撑轴承10固定在对应的蜗杆支撑孔中。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多个轴套12,每个轴套12对应套设在一个软轴6上,两端分别连接在相邻两个蜗杆支撑座9上,可承受对应软轴6扭转时产生的侧向力。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,
还包括:
两个转接轴支撑座14,连接在静子机匣1上,其上具有转接轴支撑孔;转接轴13的每端对应伸入一个转接轴支撑孔;每个转接轴支撑孔内具有环形定位槽;每个转接轴支撑座14与中间断开软轴6上对应的轴套12连接;
两个转接轴支撑轴承15,每个转接轴支撑轴承15对应套接在转接轴13的一端,在对应的转接轴支撑孔中安装;
两个定位卡圈16,每个定位卡圈16对应卡在一个环形定位槽中,将对应的转接轴支撑轴承15压住。
对于上述实施例公开的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,领域内技术人员还可以理解的是,驱动电机7通过转接轴13与连接在中间断开的两端软轴6连接,其中,转接轴支撑座14、转接轴支撑轴承15、定位卡圈16的作用及其效果,可参考蜗杆支撑座9、蜗杆支撑轴承10、限位卡圈11的相关解释说明进行理解,在此不再累述。
在一些可选的实施例中,上述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构中,还包括:
多个上轴颈衬套18,以聚四氟乙烯自润滑材料制造;每个上轴颈衬套18对应套接在一个上轴颈上,在对应的上轴颈安装孔中安装,以降低静子叶片3上轴颈与静子机匣1上对应上轴颈安装孔间的摩擦,避免发生卡滞,提高效率,保证对各个静子叶片3转动角度调节的准确性;
多个下轴颈衬套17,以聚四氟乙烯自润滑材料制造;每个下轴颈衬套17对应套接在一个下轴颈上,在对应的下轴颈安装孔中安装,以降低静子叶片3下轴颈与静子内环2上对应下轴颈安装孔间的摩擦,避免发生卡滞,提高效率,保证对各个静子叶片3转动角度调节的准确性。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案,领域内技术人员应该理解的是,本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式,在不偏离本申请的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,包括:
静子机匣(1),其上具有多个上轴颈安装孔;
静子内环(2),在所述静子机匣(1)内设置,其上具有多个下轴颈安装孔;
多个静子叶片(3),在所述静子机匣(1)、所述静子内环(2)间沿周向分布;每个所述静子叶片(3)的下轴颈对应插入一个所述下轴颈安装孔,上轴颈对应自一个所述上轴颈安装孔中伸出;
多个涡轮(4),位于所述静子机匣(1)外侧;每个所述涡轮(4)对应连接在一个所述上轴颈上;
多个蜗杆(5),每个所述蜗杆(5)对应与一个所述蜗轮(4)啮合传动;
多个软轴(6),与各个所述蜗杆(5)相间设置;每个所述软轴(6)两端分别连接与其相邻的两个所述蜗杆(5);其中一个所述软轴(6)自中间断开为两段;
转接轴(13),两段分别连接中间断开的两段软轴(6);
驱动电机(7),连接在所述静子机匣(1)上,与所述转接轴(13)间通过锥齿轮连接,以能够驱动所述转接轴(13)转动,进而带动各个所述软轴(6)及其蜗杆(5)扭动,以此使各个所述涡轮(4)及其静子叶片(3)转动。
2.根据权利要求1所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
所述静子内环(2)由两段沿轴向对接而成,各个所述下轴颈安装孔成型在两段所述静子内环(2)之间。
3.根据权利要求2所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
两段所述静子内环(2)之间通过螺栓对接。
4.根据权利要求1所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
各个所述涡轮(4)上具有异形孔;
每个所述异形孔套接在对应的上轴颈上。
5.根据权利要求4所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
还包括:
多个螺栓(8),每个所述螺栓(8)对应螺接在一个所述上轴颈的端部,其头部压住对应的涡轮(4)。
6.根据权利要求1所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
还包括:
多对蜗杆支撑座(9),连接在所述静子机匣(1)上;每个所述蜗杆支撑座(9)上具有蜗杆支撑孔;每个所述蜗杆(5)的两端分别伸入一对所述蜗杆支撑孔中。
7.根据权利要求6所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
还包括:
多对蜗杆支撑轴承(10),每对所述蜗杆支撑轴承(10)分别套接在一个所述述蜗杆(5)的两端;每个所述蜗杆支撑轴承(10)在对应的蜗杆支撑孔中安装。
8.根据权利要求7所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
每个所述蜗杆支撑孔内具有环形限位卡槽;
所述发动机中压气机静子叶片角度调节机构还包括;
多个限位卡圈(11),每个所述限位卡圈(11)对应卡在一个所述环形限位卡槽中,将对应的蜗杆支撑轴承(10)压住。
9.根据权利要求6所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
还包括:
多个轴套(12),每个所述轴套(12)对应套设在一个所述软轴(6)上,两端分别连接在相邻两个蜗杆支撑座(9)上。
10.根据权利要求9所述的发动机中压气机静子叶片角度调节机构,其特征在于,
还包括:
两个转接轴支撑座(14),连接在所述静子机匣(1)上,其上具有转接轴支撑孔;所述转接轴(13)的每端对应伸入一个所述转接轴支撑孔;每个所述转接轴支撑孔内具有环形定位槽;每个所述转接轴支撑座(14)与中间断开软轴(6)上对应的轴套(12)连接;
两个转接轴支撑轴承(15),每个所述转接轴支撑轴承(15)对应套接在所述转接轴(13)的一端,在对应的转接轴支撑孔中安装;
两个定位卡圈(16),每个所述定位卡圈(16)对应卡在一个所述环形定位槽中,将对应的转接轴支撑轴承(15)压住。
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2022
- 2022-01-21 CN CN202210071745.1A patent/CN114483656A/zh active Pending
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