CN114701643A - 一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置包括桨叶、桨毂、变距机构、连接机构、定角机构、以及固定机构，所述连接机构与桨毂转动连接，连接机构用于连接桨叶和桨毂；所述定角机构对桨叶和连接机构之间的角度进行定位，使桨叶与连接机构一同转动；所述固定机构用于将桨叶与连接机构相对固定与分开；变距机构驱动连接机构转动时，桨叶与连接机构一同转动来实现桨距角调整。本申请具有螺旋桨桨叶能够快速装拆的效果。

Description

一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置

技术领域

本申请涉及航空设备的技术领域，尤其是涉及一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置。

背景技术

螺旋桨飞机在使用过程中，经常会发生桨叶被路面砂石或空中异物磕碰导致桨叶受损严重的情况，如不及时更换受损桨叶会可能会导致机毁人亡。目前对于桨叶受损的情况基本上都是采取专业维修厂家去事故现场进行受损桨叶的螺旋桨整个进行拆卸，重新安装新的螺旋桨，这样造成人力、财力和时间等方面的巨大成本，尤其是在飞机开展紧急任务的时候。

随着通用航空的迅猛发展，私人或私有单位用飞机或无人机越来越频繁，如何像汽车采用备胎的方式一样能够简单快捷地更换受损桨叶成为一种技术趋势，也为通用航空的普及提供一种快捷的方式。

目前对于非变距螺旋桨，通常使桨叶与桨毂可拆卸连接，即可完成桨叶的装拆更换。但是对于变距螺旋桨，桨叶和桨毂是相对转动的，如何实现变距螺旋桨桨叶的快速装拆是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了实现螺旋桨桨叶的快速装拆，本申请提供一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置。

本申请提供的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置采用如下的技术方案：

一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，包括桨叶、桨毂、变距机构、连接机构、定角机构、以及固定机构，

所述连接机构与桨毂转动连接，连接机构用于连接桨叶和桨毂；

所述定角机构对桨叶和连接机构之间的角度进行定位，使桨叶与连接机构一同转动；

所述固定机构用于将桨叶与连接机构相对固定与分开；

变距机构驱动连接机构转动时，桨叶与连接机构一同转动来实现桨距角调整。

通过采用上述技术方案，当螺旋桨的桨叶受损时，通过固定机构使得受损的桨叶与桨根金属件相对分离，然后将备用桨叶与连接机构之间卡接，然后再次通过固定机构使得受损的桨叶与连接结构相对固定，此时备用桨叶能跟随连接机构一同转动，即完成了桨叶的快速更换，实现了螺旋桨桨叶的快速拆卸。同时，当变距机构驱动桨根金属件转动时，桨根金属件带动桨叶转动，实现了桨距角的调节。

在螺旋桨装置中，所述连接机构包括桨根金属件，桨根金属件与桨毂转动连接，桨根金属件的一端开设有插槽，桨叶端部插设于插槽内。

在螺旋桨装置中，所述定角机构包括角度块和凹槽，角度块与桨根金属件连接，桨根金属件的一端开设有插槽，桨叶端部插设于插槽内，凹槽开设于桨叶的内端面，角度块卡设于凹槽内，角度块的两端为弧形并与桨根金属件的周向的内壁相贴合。

在螺旋桨装置中，所述插槽的底部开设有多个呈环形分布的均布孔，角度块的两端开设有固定孔，角度块与桨根金属件之间连接有固定螺栓，固定螺栓穿过固定孔连接于均布孔内。

在螺旋桨装置中，所述固定机构包括锥环、紧固环，锥环套设于桨叶根部的外部和桨根金属件之间，锥环的外壁为锥筒形，锥环外壁较大口径的端部位于位于锥环外壁小口径端远离桨毂的一侧，紧固环与桨根金属件连接，紧固环的一端设置有固定环，固定环与锥环的端部抵接。

在螺旋桨装置中，所述锥环包括至少两个弧形部。

在螺旋桨装置中，所述紧固环与桨根金属件之间螺纹连接。

在螺旋桨装置中，所述紧固环与桨叶之间的间隙填充密封胶。

在螺旋桨装置中，所述固定机构还包括防松配重环，防松配重环套设于桨根金属件外壁且与桨根金属件螺纹连接，防松配重环位于紧固环朝向桨毂中心的一侧，防松配重环的内环面为锥面，紧固环的外环面为与防松配重环的外环面相适配的锥面。

在螺旋桨装置中，所述防松配重环的外环面为环形凹槽，环形凹槽内设置有配重块。

在螺旋桨装置中，所述配重块为与紧固环同轴的扇形件。

在螺旋桨装置中，所述紧固环与防松配重环之间连接有弹性销，弹性销与紧固环轴线平行，紧固环开设有环形均布的定位孔，防松配重环开设有环形均布的定位孔，弹性销通过定位孔穿过紧固环和防松配重环。

在螺旋桨装置中，所述变距机构包括连接于桨根金属件端部的第一变距装置、以及连接于桨毂的第二变距装置，第一变距装置包括销轴和滑块，销轴与桨根金属件固定连接，滑块与桨根金属件转动连接，第二变距装置通过滑块驱动桨叶转动。

在螺旋桨装置中，所述桨根金属件与桨毂之间设置有轴承。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对螺旋桨装置的设置，可以通过控制固定机构，单独对桨叶进行拆卸更换，实现了桨叶单独拆装时无需对其进行调试或拆装的效果；

2.通过连接机构的设置，实现了桨叶与桨根金属件装配时的角度定位，而无需采用其他测量设备进行定标；

3.通过设置固定机构，实现了桨叶与桨根金属件之间的快速固定及定量规范；

4.通过在桨叶和密封环之虫填充密封胶，螺旋桨的密封想好，不受外界如铁屑、湿气等的干扰；

5.通过设计该螺旋桨装置及方法，对更换桨叶通配性规范，提高了装置的易维修性和通用性。

附图说明

图1是本申请一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置的桨叶处结构爆炸示意图。

图2是本申请一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置的二维剖视图。

附图标记说明：1、桨叶；2、角度块；3、桨根金属件；4、锥环；5、紧固环；8、桨毂；6、滑块；7、销轴；(9-10)、轴承；11、变距机构；12、防松配重环；13、配重块；14、弹性销；15、插槽；16、凹槽；17、均布孔；18、固定环；

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置。

参照图1和图2，一种快速装拆桨叶1的螺旋桨装置包括桨叶1、桨毂8、变距机构11、连接机构、定角机构、以及固定机构，连接机构与桨毂8转动连接，连接机构将桨叶1和桨毂8连接起来，定角机构对桨叶1和连接机构之间的角度进行定位，使桨叶1与连接机构一同转动；固定机构用于将桨叶1与连接机构相对固定与分开。变距机构11驱动连接机构转动时，桨叶1与连接机构一同转动来实现桨距角调整。

参照图1和图2，连接机构为桨根金属件3，桨根金属件3与桨毂8转动连接，桨根金属件3的一端开设有插槽15，桨叶1的根部插设于插槽15内。定角机构包括角度块2和凹槽16，角度块2与桨根金属件3连接，具体的，角度块2连接于插槽15的底部，凹槽16开设于桨叶1根部的端面，凹槽16过桨叶1根部的中心线，且凹槽16贯穿桨叶1根部的端面，角度块2与凹槽16的宽度相同且角度块2卡设于凹槽16内，角度块2的两端为弧形并与桨根金属件3的周向的内壁相贴合，使得桨根金属件3绕自身轴线转动时能够稳定带动桨叶1一同转动。

角度块2与桨根金属件3之间也可以角度可调节的连接。插槽15的底部开设有多个呈环形分布的均布孔17，角度块2的两端开设有固定孔，角度块2与桨根金属件3之间连接有固定螺栓，固定螺栓穿过固定孔螺纹连接于均布孔17内，将桨根金属块与角度块2连接起来，此时，将固定螺栓从均布孔17内拧出，然后转动角度块2，当角度块2的两端对准不同的的均布孔17时，将将固定螺栓拧入对准的均布孔17中，实现了角度块2与桨根金属块之间的安装角度的调节。

参照图1和图2，固定机构包括锥环4、紧固环5、防松配重环12，锥环4套设于桨叶1根部的外部和桨根金属件3之间，锥环4包括至少两个弧形部，弧形部绕桨根根部均匀分布，锥环4的外壁为锥筒形，锥环4外壁较大口径的端部位于位于锥环4外壁小口径端远离桨毂8的一侧，紧固环5套设于桨根金属件3外壁且与桨根金属件3螺纹连接，紧固环5远离桨毂8的一端设置有固定环18，固定环18与锥环4远离桨毂8的端部抵接。防松配重环12套设于桨根金属件3外壁且与桨根金属件3螺纹连接，防松配重环12位于紧固环5朝向桨毂8中心的一侧，防松配重环12的内环面为锥面，紧固环5的外环面为与防松配重环12的外环面相适配的锥面。紧固环5与防松配重环12之间连接有弹性销14，弹性销14与紧固环5轴线平行，紧固环5开设有环形均布的定位孔，防松配重环12开设有环形均布的定位孔，弹性销14通过定位孔穿过紧固环5和防松配重环12，将紧固环5和防松配重环12连接起来。

将桨叶1安装于桨根金属件3上时，首先将防松配重环12螺纹连接于桨根金属件3的外部，然后将锥环4和紧固环5均套设于桨叶1根部的外部，并使桨叶1根部插设于插槽15内，且角度块2卡设于桨叶1根部的凹槽16内，然后转动紧固环5，当紧固环5与桨根金属件3固定连接后，防松配重环12反向转动与紧固环5通过锥配合预紧，并通过弹性销14进行防松定位，即实现桨叶1的快速安装。桨叶1固定于桨根金属件3后，桨根金属件3与桨叶1套合处的间隙全部填充密封胶，保证桨叶1根部的密封性。

防松配重环12的外环面为环形凹槽，环形凹槽内设置有配重块13，配重块13与紧固环5之间通过螺栓可拆卸连接，配重块13为与紧固环5同轴的扇形件。配重块13用于桨叶1桨距角旋转时提供变大距的旋转力矩，减少变距电机的驱动负载。

变距机构11位于在桨毂8中央，桨根金属件3与桨毂8之间设置有轴承，桨根金属件3通过轴承与桨毂8侧端孔套合定位。变距机构11包括连接于桨根金属件3端部的第一变距装置、以及连接于桨毂8的第二变距装置，第一变距装置包括销轴7和滑块6，销轴7与桨根金属件3固定连接，且销轴7连接于桨根金属件3端部偏离桨根金属件3中轴线的位置，滑块6与桨根金属件3转动连接，第二变距装置通过滑块6驱动桨根金属件3进行旋转，桨根金属件3带动桨叶1转动，实现桨距角调节。

销轴7与角度块2、配重块13、桨叶1桨距角相对桨叶1的旋转轴线所形成的夹角为固定，优选的是，销轴7中心线与桨叶1旋转轴线形成的平面处于水平位置时桨叶1桨距角为工作范围的最大桨距角和最小桨距角的平均值处。

螺旋桨的备用桨叶1数量不少于2片，备用桨叶1与受损桨叶1的尺寸形状及重量惯量等均在保持误差允许范围内，且在使用前完成了在该螺旋桨上的通配性试验，满足螺旋桨动平衡和静平衡要求。

螺旋桨装置整体模块化设计，且整体密封设计，结构简单，结构满足动静平衡要求，适配桨叶1数量包括3片及以上，在桨叶1拆装过程中无需对其进行调试或拆装，且不会受外界环境的干扰。实现了桨叶1的快速拆装，提高了装置的易维修性。

本申请实施例一种快速装拆桨叶1的螺旋桨装置的实施原理为：当螺旋桨的桨叶1受损时，用改锥卸下紧固环5的紧定螺钉，用扭矩扳手卸下紧固环5，退下锥环4，将桨叶1沿轴向从桨根金属件3的插槽15中抽出，即完成受损桨叶1的拆卸。

将锥环4和紧固环5套设于备用桨叶1的根部位置，再将备用桨叶1插入桨根金属件3的插槽15，并使凹槽16与角度块2凹凸配合定位，将锥环4插设于备用桨叶1的根部与桨根金属件3之间，使用扭矩扳手拧紧紧固环5的扭矩达到100Nm时即满足紧固环5的拧紧要求，并用紧定螺钉对紧固环5进行防松定位，在紧固环5的紧固下完成了备用桨叶1与桨根金属件3的配合固定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：包括桨叶(1)、桨毂(8)、变距机构(11)、连接机构、定角机构、以及固定机构，

所述连接机构与桨毂(8)转动连接，连接机构用于连接桨叶(1)和桨毂(8)；

所述定角机构对桨叶(1)和连接机构之间的角度进行定位，使桨叶(1)与连接机构一同转动；

所述固定机构用于将桨叶(1)与连接机构相对固定与分开；

变距机构(11)驱动连接机构转动时，桨叶(1)与连接机构一同转动来实现桨距角调整。

2.根据权利要求1所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述连接机构包括桨根金属件(3)，桨根金属件(3)与桨毂(8)转动连接，桨根金属件(3)的一端开设有插槽(15)，桨叶(1)端部插设于插槽(15)内。

3.根据权利要求1所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述定角机构包括角度块(2)和凹槽(16)，角度块(2)与桨根金属件(3)连接，凹槽(16)开设于桨叶(1)根部的端面，角度块(2)卡设于凹槽(16)内，角度块(2)的两端为弧形并与桨根金属件(3)的周向的内壁相贴合。

4.根据权利要求3所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述插槽(15)的底部开设有多个呈环形分布的均布孔(17)，角度块(2)的两端开设有固定孔，角度块(2)与桨根金属件(3)之间连接有固定螺栓，固定螺栓穿过固定孔连接于均布孔(17)内。

5.根据权利要求1所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述固定机构包括锥环(4)、紧固环(5)，锥环(4)套设于桨叶(1)根部的外部和桨根金属件(3)之间，锥环(4)的外壁为锥筒形，锥环(4)外壁较大口径的端部位于位于锥环(4)外壁小口径端远离桨毂(8)的一侧，紧固环(5)与桨根金属件(3)连接，紧固环(5)的一端设置有固定环(18)，固定环(18)与锥环(4)的端部抵接。

6.根据权利要求5所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述紧固环(5)与桨根金属件(3)之间螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述固定机构还包括防松配重环(12)，防松配重环(12)套设于桨根金属件(3)外壁且与桨根金属件(3)螺纹连接，防松配重环(12)位于紧固环(5)朝向桨毂(8)中心的一侧，防松配重环(12)的内环面为锥面，紧固环(5)的外环面为与防松配重环(12)的外环面相适配的锥面。

8.根据权利要求7所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述防松配重环(12)的外环面为环形凹槽，环形凹槽内设置有配重块(13)。

9.根据权利要求7所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述配重块(13)为与紧固环(5)同轴的扇形件。

10.根据权利要求7所述的一种快速装拆桨叶的螺旋桨装置，其特征在于：所述紧固环(5)与防松配重环(12)之间连接有弹性销(14)，弹性销(14)与紧固环(5)轴线平行，紧固环(5)开设有环形均布的定位孔，防松配重环(12)开设有环形均布的定位孔，弹性销(14)通过定位孔穿过紧固环(5)和防松配重环(12)。

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