CN214146025U - 压气机静叶调节机构 - Google Patents
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Abstract
提供一种压气机静叶调节机构，简化联动环运动，提高了调节精度和减少作动力。该压气机静叶调节机构包括联动环、多个摇臂、多个叶片轴颈和沿周向安装所述多个叶片轴颈的支撑部件，所述摇臂用于将联动环的转动传递到所述轴颈，其中所述联动环被设置成仅绕所述支撑部件的周向进行转动；多个所述摇臂的一端与所述联动环分别铰接，而另一端与所述多个叶片轴颈分别可滑动连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机或者燃气轮机的压气机静叶调节机构。
背景技术
随着发动机性能的提高，压气机工作状况愈发靠近喘振边界，压气机前几级静子叶片一般设计角度可调，来实现更大的喘振裕度。为了减轻压气机质量和减少控制变量，多级叶片调节机构通常设计成由一个主动件同时驱动多排叶片按不同角度规律调节的联调机构。传统的航空发动机压气机静子叶片调节机构主要包含作动筒、连杆、联动环、摇臂等，大致可以分为两大类，扭力杆式和曲柄连杆式。
曲柄连杆式联调机构主要由作动油缸驱动作动臂运动，从而带动由连动杆铰连的多级并联曲柄转动，曲柄的转动则驱动对应的驱动臂，实现对相应联动环的作动，于是联动环带着摇臂绕叶片的转动轴作摇摆转动，最终达到驱动叶片的目的。扭力杆式式联调机构主要由作动油缸驱动作动臂运动，从而带动扭力杆转动。各级联动环与扭力杆通过连杆相连，右扭力杆的转动带动各级联动环完成联调过程。扭力杆式调节机构的主要特点是，构成相对简单，但需求的空间相较于曲柄连杆式的要多。
由于摇臂绕静子叶片转轴转动的特性，现有的两种调节执行机构其联动环除了绕机匣的周向转动之外，沿轴向还需要有一个位移量。为此需要设置绕机匣一圈多个的限位螺钉，保证联动环周向的转动精度。理想环境中限位螺钉不与机匣接触，留有一定的间隙，联动环只依靠连杆以及摇臂挂在机匣外围。而实际工况中，因为受力的不均匀性，会导致联动环的不均匀变形，运动过程中与机匣并不同心，限位螺钉常有一侧与机匣接触并限位。这带来了一定的静子叶片联调误差，且由此带来摩擦并产生阻滞力。其空间上多个维度的自由度也会给各级联动环的联调带来一定的不准确性。这些因素会影响调节机构的精确性，使得各级的转角调节规律有误差，造成同级叶片的转角调节的不一致性，从而影响发动机的性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种压气机静叶调节机构，其能解决至少一个前述问题。
为实现所述目的的压气机静叶调节机构包括联动环、多个摇臂、多个叶片轴颈和沿周向安装所述多个叶片轴颈的支撑部件，所述摇臂用于将联动环的转动传递到所述轴颈，其中所述联动环被设置成仅绕所述支撑部件的周向进行转动；多个所述摇臂的一端与所述联动环分别铰接，而另一端与所述多个叶片轴颈分别可滑动连接。
在一实施方式中，所述联动环上装有多个滚动体，所述支撑部件提供导轨，所述联动环通过所述多个滚动体与所述导轨配合。
在一实施方式中，所述导轨为滑槽或者凸出所述支撑部件的凸轨。
在一实施方式中，所述导轨与所述滚动体接触的部位涂覆耐磨涂层或者由耐磨材料构成。
在一实施方式中，所述摇臂的所述一端通过球铰与所述联动环连接。
在一实施方式中，所述联动环对应各所述摇臂包括固定销、球轴承，所述球轴承与所述固定销构成圆柱副，所述摇臂的所述一端与所述球轴承之间连接成一个球铰副。
在一实施方式中，所述摇臂的所述另一端提供长槽，所述叶片轴颈穿过所述长槽，与所述长槽沿所述长槽的长度方向可移动配合。
在一实施方式中，所述叶片轴颈和所述长槽还沿所述叶片轴颈的轴向可移动配合，所述叶片轴颈的端部固定连接限位件，所述限位件用于防止所述摇臂的所述另一端与所述叶片轴颈分离。
在一实施方式中，所述限位件为限位螺钉。
前述压气机静叶调节机构具有如下技术效果：通过摇臂为滑动式设置，联动环被设置成仅绕所述支撑部件的周向进行转动，实现简化联动环运动，提高了调节精度和减少作动力的目的；传递给联动环的力只沿着其转动的周向，传统联动环因为有轴向上的位移，还有一个轴向上的分力，在同等气动载荷条件下，新构型能减少作动筒所需要的驱动力，减小作动筒的体积以及重量。
附图说明
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1显示压气机静叶调节机构的整体构型；
图2为联动环沿摇臂的对称平面的截面示意图；
图3为限位件的侧视图；
图4为限位件的俯视图；
图5为旋转了90度的叶片的主视图；
图6为叶片的俯视图；
图7为旋转了90度的压气机静叶调节机构的摇臂和叶片装配后的主视图；
图8为压气机静叶调节机构的摇臂和叶片装配后的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，一种压气机静叶调节机构包括联动环1、多个摇臂2、多个叶片轴颈5和沿周向安装多个叶片轴颈5的支撑部件4，摇臂2用于将联动环1的转动传递到叶片轴颈5。其中，联动环1被设置成仅绕支撑部件4的周向进行转动；多个摇臂2的一端21与联动环1分别铰接，而另一端22与多个叶片轴颈5分别可滑动连接。
参考图1和图2，在压气机静叶调节机构的实施例中，联动环1上装有多个滚动体3，支撑部件4提供导轨41，联动环1通过多个滚动体3与导轨41配合，使得联动环1能够在支撑部件4固定的轴向位置上进行周向转动，保证了联动环1与支撑部件4的同心度，提升了各级静叶的调节精度。联动环1与支撑部件4之间不局限于滚动体3与导轨41的配合，也可以使用其它周向旋转机构替代，只要联动环1能够沿支撑部件4的周向旋转运动。
如图1所示，联动环1上的滚动体3可以设为两个为一组，沿支撑部件4的周向均匀分布4-8组，使得联动环1的受力更加均匀，减少了联动环1的变形，提高了静叶调节精度。联动环1可分为两段或四段组装，便于加工以及安装。支撑部件4上的导轨41为滑槽或者凸出支撑部件4的凸轨。可选地，导轨41与滚动体3接触的部位涂覆耐磨涂层或者由耐磨材料构成，以提高其耐磨性。
参考图2，在压气机静叶调节机构的实施例中，摇臂2的一端21通过球铰与联动环1连接，球铰容许摇臂2的一端21相对联动环1在多个方向进行摆动，以增强摇臂2的自由度。
继续参照图2，摇臂2与联动环1之间设置球铰的结构包括摇臂2、球轴承6、固定销7。联动环1对应各摇臂2包括固定销7、球轴承6，其中固定销7固定在联动环1上。球轴承6与固定销7构成一个圆柱副，摇臂2的一端21与球轴承6之间连接成一个球铰副。在运动过程中，球轴承6可以沿着固定销7上下自由运动，摇臂2和球轴承6可以之间自由转动。
参考图3至图8，压气机静叶调节机构的滑动结构由摇臂2、限位件8、叶片轴颈5构成。如图7和图8所示，在压气机静叶调节机构的实施例中，摇臂2的另一端22提供长槽9，叶片轴颈5穿过长槽9，与长槽9沿长槽9的长度方向可移动配合。可选地，叶片轴颈5和长槽9还沿叶片轴颈5的轴向可移动配合，叶片轴颈5的端部固定连接限位件8，限位件8用于防止摇臂2的另一端22与叶片轴颈5分离。摇臂2与叶片轴颈5仅通过一个限位件8即可定位，构型简单，易于安装。在运动过程中，摇臂2包裹住叶片轴颈5，由摇臂2的转动来带动叶片的转动。叶片轴颈5可以在摇臂2内滑动，组装时将叶片轴颈5的限位件8拆装即可。如图3和图4所示，在压气机静叶调节机构的实施例中，限位件8为限位螺钉，该螺钉并不锁死，只起到限位的作用。在其他实施例中，叶片轴颈5和长槽9也可以是在叶片轴颈5的轴向上不可移动的。
前述实施方式提供了一种全新的含摇臂2的压气机静叶调节机构，实现简化联动环1运动，提高调节精度和减少作动力的目的。该压气机静叶调节机构的构型使得作动筒传递给联动环1的力只沿着其转动的周向，而传统的联动环1因为有轴向上的位移，还有一个轴向上的分力。在同等气动载荷条件下，新构型能减少作动筒所需要的驱动力，减小作动筒的体积以及重量。此外，联动环1直接通过多个滚动体3与支撑部件4的导轨41接触，由作动筒和连杆驱动实现周向上的转动，保证联动环1与支撑部件4的同心度，减少联动环1的变形，提高了静叶调节精度。且与传统的联动环1和摇臂2构型相比，减少了联动环1上原本所需的限位螺钉，支撑部件4上也不需要设置凸台与其配合，进一步减少压气机整体重量。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
Claims (9)
1.压气机静叶调节机构，包括联动环、多个摇臂、多个叶片轴颈和沿周向安装所述多个叶片轴颈的支撑部件，所述摇臂用于将联动环的转动传递到所述轴颈，其特征在于，
所述联动环被设置成仅绕所述支撑部件的周向进行转动；
多个所述摇臂的一端与所述联动环分别铰接，而另一端与所述多个叶片轴颈分别可滑动连接。
2.如权利要求1所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述联动环上装有多个滚动体，所述支撑部件提供导轨，所述联动环通过所述多个滚动体与所述导轨配合。
3.如权利要求2所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述导轨为滑槽或者凸出所述支撑部件的凸轨。
4.如权利要求2所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述导轨与所述滚动体接触的部位涂覆耐磨涂层或者由耐磨材料构成。
5.如权利要求1所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述摇臂的所述一端通过球铰与所述联动环连接。
6.如权利要求5所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述联动环对应各所述摇臂包括固定销、球轴承，所述球轴承与所述固定销构成圆柱副，所述摇臂的所述一端与所述球轴承之间连接成一个球铰副。
7.如权利要求1所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述摇臂的所述另一端提供长槽，所述叶片轴颈穿过所述长槽，与所述长槽沿所述长槽的长度方向可移动配合。
8.如权利要求7所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述叶片轴颈和所述长槽还沿所述叶片轴颈的轴向可移动配合，所述叶片轴颈的端部固定连接限位件，所述限位件用于防止所述摇臂的所述另一端与所述叶片轴颈分离。
9.如权利要求8所述的压气机静叶调节机构，其特征在于，所述限位件为限位螺钉。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202120131913.2U CN214146025U (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 压气机静叶调节机构 |
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| CN202120131913.2U CN214146025U (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 压气机静叶调节机构 |
Publications (1)
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| CN214146025U true CN214146025U (zh) | 2021-09-07 |
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| CN202120131913.2U Active CN214146025U (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 压气机静叶调节机构 |
Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113833695A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-24 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种发动机中压气机静子叶片角度调节机构 |
| CN113863992A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-31 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机中静子叶片转动角度调节机构 |
| CN114810222A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-29 | 华北电力大学（保定） | 一种核电汽轮机静叶环内可调高度可加热的端壁翼刀 |
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2021
- 2021-01-18 CN CN202120131913.2U patent/CN214146025U/zh active Active
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| CN113863992A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-31 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机中静子叶片转动角度调节机构 |
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| CN114810222B (zh) * | 2022-04-26 | 2023-05-23 | 华北电力大学（保定） | 一种核电汽轮机静叶环内可调高度可加热的端壁翼刀 |
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