CN212250252U - 一种具有防火功能的apu进气舱门作动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置，包括：直流无刷电机(100)、减速器(200)、传动装置(300)、无返回机构(400)、丝杠机构(500)和防火保护罩(1)；所述直流无刷电机(100)、减速器(200)、传动装置(300)、无返回机构(400)、丝杠机构(500)设置在所述防火保护罩(1)内，与APU舱内的发动机隔离。采用了具有防火保护罩的结构布局，实现了APU进气舱门开启和关闭同时具有可靠地过载保护和开启位置保持的功能。

Description

一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置

技术领域

本实用新型属于涉及APU发动机进气道舱门技术领域，具体涉及一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置。

背景技术

作动装置是一种通过电机将旋转运动转换为直线运动，实现能力的传递及转换的装置，目前民用客机的辅助动力装置(APU)通常通过作动装置启闭进气道舱门给发动机的燃油燃烧提供气体交换。

由于进气道舱门的作动装置需设置在APU舱内，与APU临近，因此要求作动装置能够在高温、防火的极端环境下工作，同时具备多个开启角度可控、复杂突风载荷的工况下保持开启角度不变的功能。

目前普通的作动装置普遍存在着重量大、防火性差等缺点，难以应用于APU进气道舱门上。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置，采用了具有防火保护罩的结构布局，实现了APU进气舱门开启和关闭同时具有防火、可靠地过载保护和开启位置保持的功能。

本实用新型的方案：

本实用新型提供一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置，包括：直流无刷电机100、减速器200、传动装置300、无返回机构400、丝杠机构500和防火保护罩1；

所述直流无刷电机100、减速器200、传动装置300、无返回机构400、丝杠机构500设置在所述防火保护罩1内，与APU舱内的发动机隔离；

所述直流无刷电机100与所述减速器200连接，所述减速器200分别与传动装置300和无返回机构400连接，传动装置300与所述丝杠机构500连接，所述丝杠机构500中的滚珠丝杠副37与APU进气舱门连接，所述直流无刷电机100根据APU进气舱门的开启或关闭指令正转或反转，从而驱动减速器200转动，通过所述传动装置300带动所述丝杠机构500中的滚珠丝杠副37伸出或收回，从而带动APU进气舱门开启或关闭；

所述无返回机构400用于保证所述直流无刷电机100开启所述APU进气舱门到任意位置后保持所述APU进气舱门不动，防止因意外风载导致APU进气舱门回落，使所述直流无刷电机100反转产生反向电动势。

可选的，具有防火功能的APU进气舱门作动装置还包括：蜗杆59和盖板60；

所述蜗杆59与所述减速器200连接，用于手动驱动所述减速器200转动，所述盖板60设置在所述防火保护罩1上对应蜗杆59的位置处。

可选的，具有防火功能的APU进气舱门作动装置还包括：电连接器62；

所述电连接器62设置在所述防火保护罩1上，与所述直流无刷电机100连接，向所述直流无刷电机100提供电源，以及APU进气舱门的开启或关闭指令。

可选的，具有防火功能的APU进气舱门作动装置还包括：关节轴承48、螺栓Ⅱ49、叉耳轴51；

叉耳轴51固定在所述防火保护罩1上，所述叉耳轴51靠近所述丝杠机构500的一端为分叉结构，所述分叉结构中夹有所述丝杠机构500远离所述APU进气舱门的一端；

所述关节轴承48的外圈穿设在所述丝杠机构500远离所述APU进气舱门的一端；

所述螺栓Ⅱ49固定穿设所述分叉结构和所述关节轴承48的内圈。

可选的，具有防火功能的APU进气舱门作动装置还包括：套筒Ⅰ52、套筒Ⅱ53；其中，

所述防火保护罩1上设置有通孔；

所述套筒Ⅱ53固定套设在所述叉耳轴51外侧，所述套筒Ⅱ53通过所述通孔穿出所述防火保护罩1；

所述套筒Ⅰ52套设在所述套筒Ⅱ53的外侧，并抵靠在防火保护罩1的内壁上；

所述套筒Ⅱ53的位于所述防火保护罩1的外侧的一端上套设有至少一个螺母。

可选的，所述的叉耳轴51与所述套筒Ⅱ53、所述套筒Ⅰ52与所述套筒Ⅱ53过盈配合。

本实用新型提供一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置，APU进气舱门作动装置采用了具有防火保护罩的结构布局，实现了APU进气舱门开启和关闭同时具有耐防火、可靠地过载保护和开启位置保持的功能，在未来国产的民用客机上应用APU进气舱门作动装置，具有结构紧凑、耐防火、重量轻、可靠性高等优点，可以高效地满足APU进气舱门的作动控制和防火的需求。因此，该APU进气舱门作动装置具有很大的经济应用价值。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的结构剖视图；

图2是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的外形图；

图3是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的右视图；

图4是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的局部剖视图；

附图标记说明：

100—直流无刷电机、200—减速器、300—传动装置、400—无返回机构、500—丝杠机构、1—防火保护罩、2—电机连接壳体、3—深沟球轴承、4—内花键壳体、5—深沟球轴承、6—螺母Ⅰ、7—螺母挡圈、8—碟形弹簧、9—碟簧挡圈、10—摩擦片Ⅰ、11—摩擦片Ⅱ、12—外花键连接轴、13—固定内壳体、14—蜗轮、15—内齿轮、16—行星轮、17—行星架、18—深沟球轴承、19—轴销、20—悬挂外壳、21—连接外壳、22—右壳体、23—传递齿轮、24—输出轴、25—输入轴、26—连接轴Ⅰ、27—摩擦片Ⅰ、28—摩擦片Ⅱ、29—连接轴Ⅱ、30—推力轴承、31—单层轴承波圈、32—角接触轴承、33—螺栓Ⅰ、34—中间齿轮、35—深沟球轴承、36—输出齿轮、37—滚珠丝杠副、38—圆锥滚子轴承、39—连接外壳、40—螺钉Ⅰ、41—伸缩筒、42—支撑端盖、43—钢球、44—密封圈、45—防松垫圈、46—螺母Ⅰ、47—轴承座、48—关节轴承、49—螺栓Ⅱ、50—支座、51—叉耳轴、52—套筒Ⅰ、53—套筒Ⅱ、55—垫片Ⅰ、56—垫片Ⅱ、57—螺母Ⅱ、58—螺母Ⅲ、59—蜗杆、60—盖板、61—螺钉Ⅱ、62—电连接器、63—螺钉Ⅲ、64—端盖。

具体实施方式

图1是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的结构剖视图，如图1所示，本实用新型提供的具有防火功能的APU进气舱门作动装置，包括：直流无刷电机100、减速器200、传动装置300、无返回机构400、丝杠机构500和防火保护罩1；

所述直流无刷电机100、减速器200、传动装置300、无返回机构400、丝杠机构500设置在所述防火保护罩1内，与APU舱内的发动机隔离；

所述直流无刷电机100与所述减速器200连接，所述减速器200分别与传动装置300和无返回机构400连接，传动装置300与所述丝杠机构500连接，所述丝杠机构500中的滚珠丝杠副37与APU进气舱门连接，所述直流无刷电机100根据APU进气舱门的开启或关闭指令正转或反转，从而驱动减速器200转动，通过所述传动装置300带动所述丝杠机构500中的滚珠丝杠副37伸出或收回，从而带动APU进气舱门开启或关闭；

所述无返回机构400用于在所述直流无刷电机100开启所述APU进气舱门后，防止所述直流无刷电机100反转。

图4是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的局部剖视图，如图4所示，本实用新型提供的具有防火功能的APU进气舱门作动装置，还包括：电机连接壳体2、深沟球轴承3、内花键壳体4、深沟球轴承5、螺母Ⅰ6、螺母挡圈7、碟形弹簧8、碟簧挡圈9、摩擦片Ⅰ10、摩擦片Ⅱ11、外花键连接轴12、固定内壳体13、蜗轮14、内齿轮15、行星轮16、行星架17、深沟球轴承18、轴销19、悬挂外壳20、连接外壳21、右壳体22、传递齿轮23、输出轴24、输入轴25、连接轴Ⅰ26、摩擦片Ⅰ27、摩擦片Ⅱ28、连接轴Ⅱ29、推力轴承30、单层轴承波圈31、角接触轴承32、螺栓Ⅰ33、中间齿轮34、深沟球轴承35、输出齿轮36、滚珠丝杠副37、圆锥滚子轴承38、连接外壳39、螺钉Ⅰ40、伸缩筒41、支撑端盖42、钢球43、密封圈44、防松垫圈45、螺母Ⅰ46、轴承座47、关节轴承48、螺栓Ⅱ49、支座50、叉耳轴51、套筒Ⅰ52、套筒Ⅱ53、垫片Ⅰ55、垫片Ⅱ56、螺母Ⅰ57、螺母Ⅱ58、蜗杆59、盖板60、螺钉Ⅱ61、电连接器62、螺钉Ⅲ63、端盖64。

其中，所述直流无刷电机100通过花键与所述的内花键壳体4相连，所述的内花键壳体4通过所述的深沟球轴承3限制在所述的电机连接壳体2上并对所述的直流无刷电机100起轴向限制；

所述的外花键连接轴12上通过花键与所述的至少两组摩擦片Ⅰ10相连，所述的两组摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11相接触，外花键连接轴12右侧依次设置所述的碟簧挡圈9和碟形弹簧8，并通过所述的螺母挡圈7和螺母Ⅰ6进行右端固定以限制其移动；

所述的内花键壳体4通过花键与所述的摩擦片Ⅱ11相连，所述的摩擦片Ⅱ11和摩擦片Ⅰ10通过接触摩擦将动力进行传递；所述的外花键连接轴12的左端同样设置有花键，通过花键与所述的行星轮16、行星架17相连将运动继续传递，同时与所述的内齿轮15相连，所述的内齿轮15通过过盈配合与所述的蜗轮14相连，所述的蜗轮14与所述的蜗杆59相连后用于手动动力输入；

所述的行星架17左端通过轴承固定于所述的悬挂外壳20上，同时所述的行星架17左端面内侧设置有内花键，连接所述的输入轴25；所述的输入轴25右端设置有花键，所述的输出轴24通过设置的外部花键与所述的输入轴25以及所述的传递齿轮23相连并将运动继续传递；

所述的传递齿轮23与所述的中间齿轮34相连，所述的中间齿轮34通过两组所述的深沟球轴承35固定在所述的连接外壳39和悬挂外壳20形成的空腔内，所述的中间齿轮34与所述的输出齿轮36相连并将运动继续传递；

所述的输出齿轮36左端内侧设置有内花键，通过内花键与所述的滚珠丝杠副37相连；所述的滚珠丝杠副37一端与所述的伸缩筒41通过所述的螺钉Ⅰ40固连，另一端通过所述的圆锥滚子轴承38限制在所述的连接外壳39内，随着所述的滚珠丝杠副37的转动，通过其上设置的螺旋副将所述的伸缩筒41推出和缩进；

所述的伸缩筒41上设置有所述的钢球43、密封圈44，所述的钢球43对所述的伸缩筒41起运动导程和减小摩擦力的作用；所述的伸缩筒41通过花键与所述的轴承座47相连，并通过所述的防松垫圈45和螺母Ⅰ46来固定和防松；所述的轴承座47通过所述的关节轴承48和螺栓Ⅱ49与所述的支座50相连，所述的支座50连接于APU进气舱门内部固定点，从而完成舱门的开启和关闭动作；所述的连接外壳39通过所述的关节轴承48和螺栓Ⅱ49与所述的叉耳轴51相连，所述的叉耳轴51通过过盈配合与套筒Ⅰ52和套筒Ⅱ53相连来限制其移动；所述的套筒Ⅱ53左端设置有螺纹，通过所述的螺母Ⅱ57、螺母Ⅲ58和套筒Ⅰ52与所述的防火保护罩1形成固定连接。

图2是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的外形图，图3是本实用新型一实施例提供的APU进气舱门作动装置的右视图，如图2和3所示，所述的防火保护罩1与所述的端盖64相连从而形成空腔，所述的端盖64与飞机机体机构连接，从而对整个作动装置起到传递动力和防火保护作用；所述的防火保护罩1上设置有盖板60和电连接器62，通过所述的螺钉Ⅱ61和螺钉Ⅲ63固定于所述的防火保护罩1上，当装置故障或者断电时所述的盖板60打开后可以通过手动工具与所述的蜗杆59相连实现手动开启和关闭进气舱门的功能；所述的电连接器62为整个装置提供外部电源和控制信号。

当所述的支座50处载荷过大时，扭矩沿所述的轴承座47、伸缩筒41、滚珠丝杠副37、输出齿轮36、中间齿轮34逆向传递至所述的输出轴24、所述的输出轴24继续沿着所述输入轴25、行星架17、行星轮16逆向传递至所述的外花键连接轴12上，此时逆向传递的扭矩大于所述的摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11之间设置的摩擦力矩阈值，摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11之间出现打滑现象，所述的直流无刷电机100空转，实现了装置的过载保护。

当进气舱门开启到指定的角度时，所述的电连接器62接受停止指令，控制所述的直流无刷电机100停止转动，此时进气舱门需保持其打开的状态，进气舱门的重力通过所述的支座50，沿着所述的轴承座47、伸缩筒41、滚珠丝杠副37、输出齿轮36、中间齿轮34方向传递至所述的输出轴24、所述的输出轴24上负载力矩通过所述的推力轴承30、单层轴承波圈31传递至所述的连接轴Ⅱ29上，所述的连接轴Ⅱ29向左移动压紧所述的摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11，从而保持所述的输出轴24制动，力矩无法传递至所述的输入轴25，也无法继续传递至所述的直流无刷电机100的输出端，保证了整个装置的在突风载荷的工况下保持进气舱门不落下，进气舱门的开启角度保持不变。

本实用新型提供具有防火功能的APU进气舱门作动装置的工作过程如下：

当APU进气舱门作动装置通过所述的电连接器62接受外部的开启和关闭控制指令时，所述的直流无刷电机100按照预先设置的转动方向实施正转和反转，带动所述的内花键壳体4、摩擦片Ⅰ10、摩擦片Ⅱ11运动，运动传递至所述的行星轮16和行星架17组合的2K-H行星齿轮机构上实现减速传扭，所述的输入轴25与所述的行星架17相连并通过花键与所述的中间齿轮34相连后将运动传递至所述的输出齿轮36，所述的输出齿轮36和所述的滚珠丝杠副37固连，所述的滚珠丝杠副37通过丝杆螺旋副将旋转运动转换为直线运动，推动所述的伸缩筒41伸出和缩进，带动所述的轴承座47推动支座50运动，从而实现APU进气舱门的开启和关闭。当所述的支座50处进气舱门载荷过大时，实际承载的扭矩大于所述的摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11之间设置的摩擦力矩阈值，所述的摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11之间出现打滑现象，实现了装置的过载保护，从而保护直流无刷电机100。当进气舱门开启至指定的角度时，所述的电连接器62接受停止指令，所述的直流无刷电机100停止转动，进气舱门仍需保持在其打开的位置，此时进气舱门的重力通过所述的支座50，沿着所述的轴承座47、伸缩筒41、滚珠丝杠副37、输出齿轮36、中间齿轮34方向传递至所述的输出轴24、所述的输出轴24上负载力矩通过所述的推力轴承30、单层轴承波圈31传递到所述的连接轴Ⅱ29上，所述的连接轴Ⅱ29向左移动压紧了所述的摩擦片Ⅰ10和摩擦片Ⅱ11，从而保持所述的输出轴24制动，力矩无法传递至所述的输入轴25，也无法继续传递至所述的直流无刷电机100的输出端，保证了整个装置的在突风载荷的工况下保持开启角度不变。

Claims (6)

1.一种具有防火功能的APU进气舱门作动装置，其特征在于，包括：直流无刷电机(100)、减速器(200)、传动装置(300)、无返回机构(400)、丝杠机构(500)和防火保护罩(1)；

所述直流无刷电机(100)、减速器(200)、传动装置(300)、无返回机构(400)、丝杠机构(500)设置在所述防火保护罩(1)内，与APU舱内的发动机隔离；

所述直流无刷电机(100)与所述减速器(200)连接，所述减速器(200)分别与传动装置(300)和无返回机构(400)连接，传动装置(300)与所述丝杠机构(500)连接，所述丝杠机构(500)中的滚珠丝杠副(37)与APU进气舱门连接，所述直流无刷电机(100)根据APU进气舱门的开启或关闭指令正转或反转，从而驱动减速器(200)转动，通过所述传动装置(300)带动所述丝杠机构(500)中的滚珠丝杠副(37)伸出或收回，从而带动APU进气舱门开启或关闭；

所述无返回机构(400)用于在所述直流无刷电机(100)开启所述APU进气舱门后，防止所述直流无刷电机(100)反转。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：蜗杆(59)和盖板(60)；

所述蜗杆(59)与所述减速器(200)连接，用于手动驱动所述减速器(200)转动，所述盖板(60)设置在所述防火保护罩(1)上对应蜗杆(59)的位置处。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：电连接器(62)；

所述电连接器(62)设置在所述防火保护罩(1)上，与所述直流无刷电机(100)连接，向所述直流无刷电机(100)提供电源，以及APU进气舱门的开启或关闭指令。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：关节轴承(48)、螺栓Ⅱ(49)、叉耳轴(51)；

叉耳轴(51)固定在所述防火保护罩(1)上，所述叉耳轴(51)靠近所述丝杠机构(500)的一端为分叉结构，所述分叉结构中夹有所述丝杠机构(500)远离所述APU进气舱门的一端；

所述关节轴承(48)的外圈穿设在所述丝杠机构(500)远离所述APU进气舱门的一端；

所述螺栓Ⅱ(49)固定穿设所述分叉结构和所述关节轴承(48)的内圈。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：套筒Ⅰ(52)、套筒Ⅱ(53)；其中，

所述防火保护罩(1)上设置有通孔；

所述套筒Ⅱ(53)固定套设在所述叉耳轴(51)外侧，所述套筒Ⅱ(53)通过所述通孔穿出所述防火保护罩(1)；

所述套筒Ⅰ(52)套设在所述套筒Ⅱ(53)的外侧，并抵靠在防火保护罩(1)的内壁上；

所述套筒Ⅱ(53)的位于所述防火保护罩(1)的外侧的一端上套设有至少一个螺母。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的叉耳轴(51)与所述套筒Ⅱ(53)、所述套筒Ⅰ(52)与所述套筒Ⅱ(53)过盈配合。

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