RU2558411C2 - Открытый воздушный винт для турбомашины - Google Patents
Открытый воздушный винт для турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558411C2 RU2558411C2 RU2012147582/11A RU2012147582A RU2558411C2 RU 2558411 C2 RU2558411 C2 RU 2558411C2 RU 2012147582/11 A RU2012147582/11 A RU 2012147582/11A RU 2012147582 A RU2012147582 A RU 2012147582A RU 2558411 C2 RU2558411 C2 RU 2558411C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- socket
- lock
- annular
- cam teeth
- Prior art date
Links
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 8
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/02—Hub construction
- B64C11/04—Blade mountings
- B64C11/06—Blade mountings for variable-pitch blades
-
- B64D27/026—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Abstract
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям турбовинтовых двигателей. Турбомашина содержит, по меньшей мере, один открытый воздушный винт, имеющий лопасти с регулируемым углом установки, замки которых заходят снаружи в радиальное гнездо кольцевого элемента ротора и направляются при повороте вокруг своих осей двумя подшипниками (76, 94) качения. Первый подшипник (76) установлен на кольцевом бортике (78) радиально внутреннего конца гнезда. Второй подшипник (94) установлен на кольцевом сегменте (54) с цилиндрической юбкой (56), установленной в канавке (50) цилиндрического тела (40), и на стопорной гайке (64), завинчиваемой на цилиндрической юбке (56) сегмента и образующей опорную распорку на первом подшипнике (76). При этом второй подшипник (94) покрыт снаружи кольцом (100), окружающим цилиндрическое тело (40) замка лопасти и содержащим наружные кулачковые зубцы (108), взаимодействующие с внутренними кулачковыми зубцами (112) гнезда для осевого удержания кольца (100) в гнезде. Между кулачковыми зубцами (112) гнезда и кулачковыми зубцами (108) кольца (100) вставлены средства (114) блокировки, чтобы препятствовать повороту кольца (100) и его осевому выходу из гнезда. Достигается снижение трудоемкости при установке лопастей и предотвращение попадания загрязнения в подшипники. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.
Description
Настоящее изобретение касается воздушного винта с лопастями с регулируемым углом установки для турбомашины с открытыми воздушными винтами (на английском языке “open rotor” или “unducted fan”).
Турбомашина этого типа содержит два соосных наружных воздушных винта противоположного вращения, соответственно передний и задний, которые приводятся во вращение турбиной турбомашины и проходят по существу радиально снаружи гондолы турбомашины.
Каждый воздушный винт содержит элемент ротора, содержащий по существу радиальные цилиндрические гнезда, распределенные вокруг продольной оси турбомашины, в которых установлены опорные площадки лопастей воздушного винта. Каждая лопасть содержит, например, замок с сечением в виде ласточкина хвоста, который вставляют в осевом направлении и который удерживается радиально в пазу, форма которого соответствует форме площадки.
Каждая площадка содержит по существу цилиндрическое тело, завинчиваемое в цилиндрический венец, который центрован и направляется при повороте в гнезде элемента ротора при помощи опорных подшипников качения типа роликоподшипников или шарикоподшипников.
Площадки и венцы могут поворачиваться в гнездах элемента ротора и приводятся во вращение вокруг осей лопастей соответствующими средствами таким образом, чтобы можно было регулировать угол установки лопастей.
Однако такой тип монтажа не является удовлетворительным, так как радиальное удержание лопастей в радиальных гнездах обеспечивают нитки резьбы для завинчивания площадок на венцах, и эти нитки резьбы могут быстро разрушаться, что ограничивает срок службы воздушного винта.
Заявитель уже предложил в своей заявке FR09/01343 выполнять зубцы, выступающие на наружной поверхности опорной площадки лопасти, при этом площадку вставляют в радиальное гнездо снаружи, и зубцы площадки взаимодействуют с взаимодополняющими зубцами внутренней поверхности венца, устанавливаемого изнутри гнезда.
Однако при таком выполнении демонтаж лопастей требует предварительного доступа к венцу радиальной блокировки площадки, установленному изнутри гнезда, что требует демонтажа элементов ступицы ротора. По этой причине невозможно производить простой и быстрый демонтаж лопастей на стоянке, например, когда самолет находится в аэропорту.
В некоторых случаях, например, если лопасть выполнена из композиционного материала из углеводородных волокон, замок лопасти невозможно выполнить в виде ласточкина хвоста, и, как правило, замок имеет цилиндрическую форму.
В заявке FR10/50234 заявителя цилиндрический замок лопасти имеет на своем внутреннем конце кольцевой фланец. Внутреннее кольцо подшипника установлено внатяг вокруг замка и содержит на своем нижнем конце кольцевой фланец, взаимодействующий с кольцевым фланцем замка для обеспечения радиального удержания замка. Внутреннее кольцо связано через шарики подшипника с двумя наружными кольцами, отстоящими друг от друга в осевом направлении и закрепленными посредством завинчивания в радиальном гнезде.
В этом варианте выполнения шарики подшипника вставляют один за другим изнутри гнезда в пространство между внутренним и наружным кольцами, что требует длительного времени для установки на место каждой лопасти. Кроме того, манипулирование каждым шариком подшипника может привести к попаданию между внутренним и наружным кольцами загрязняющих элементов, таких как абразивная пыль, которая может повредить шарики и дорожки качения.
Настоящее изобретение призвано предложить простое, эффективное и экономичное решение этих проблем.
В связи с этим объектом изобретения является открытый воздушный винт для турбомашины, содержащий лопасти воздушного винта, установленные с возможностью поворота вокруг своих осей в радиальных гнездах кольцевого элемента ротора, при этом каждая лопасть содержит замок с цилиндрическим телом, вставляемый снаружи в радиальное гнездо и направляемый при повороте вокруг своей оси в этом гнезде двумя подшипниками качения, отличающийся тем, что первый подшипник установлен на кольцевом бортике радиально внутреннего конца гнезда, тем, что второй подшипник установлен на кольцевом сегменте с цилиндрической юбкой, установленной в канавке цилиндрического тела, и стопорной гайкой, завинчиваемой на цилиндрической юбке сегмента и образующей опорную распорку на первом подшипнике, при этом второй подшипник закрыт снаружи кольцом, окружающим цилиндрическое тело замка лопасти и содержащим наружные кулачковые зубцы, взаимодействующие с внутренними кулачковыми зубцами гнезда для осевого удержания кольца в гнезде, и тем, что между кулачковыми зубцами гнезда и кулачковыми зубцами кольца вставлены средства блокировки, чтобы препятствовать повороту кольца и его осевому выходу из гнезда.
В отличие от известных технических решений первый подшипник качения устанавливают в собранном состоянии снаружи в гнездо на бортик радиально внутреннего конца гнезда. Второй подшипник тоже устанавливают в собранном состоянии вокруг замка, и он установлен на кольцевом сегменте, установленном в канавке и удерживается в нем гайкой, завинчиваемой на цилиндрической юбке кольцевого сегмента.
Узел, образованный лопастью, вторым подшипником, кольцевым сегментом и гайкой, вставляют в осевом направлении снаружи в радиальное гнездо. Радиальная блокировка лопасти в гнезде обеспечивает кольцо, не устанавливаемое изнутри гнезда, как в известных решениях, а снаружи этого гнезда. Кольцо содержит кулачковые зубцы, заходящие и блокируемые с радиальной опорой на дополняющие зубцы гнезда, чтобы выдерживать центробежные усилия, действующие на лопасть во время работы.
Понятно, что для осуществления монтажа кольца в гнездо снаружи сначала кольцо необходимо установить вокруг замка до установки второго подшипника вокруг замка лопасти. Таким образом, кольцо устанавливают, затем оставляют в положении ожидания вокруг замка до его крепления за счет кулачкового соединения в радиальном гнезде.
Таким образом, радиальное удержание лопастей обеспечивается не резьбой, а кулачковой системой, и операции монтажа и демонтажа предпочтительно осуществляют снаружи на крыле самолета, не трогая ступицу ротора, так как кольцо установлено снаружи.
Согласно другому отличительному признаку изобретения на наружном конце гнезда привинчена кольцевая крышка, окружающая замок лопасти, чтобы помешать осевому выходу средств блокировки. Крепление крышки завинчиванием не представляет сложности, так как ее используют только для обеспечения радиального удержания средств блокировки, а не для радиального удержания лопастей, и, следовательно, она не нагружается для передачи центробежных усилий, передаваемых лопастями во время работы.
Согласно еще одному отличительному признаку изобретения кольцевой сегмент состоит из двух частей, установленных встык в канавке тела лопасти.
Цилиндрическая юбка кольцевого сегмента может содержать, по меньшей мере, один зубец, выступающий в осевом направлении, вставляемый в углубление цилиндрического тела и выходящий в кольцевую канавку, блокируя поворот сегмента на цилиндрическом теле.
Предпочтительно между гайкой и кольцевым сегментом установлена стопорная шайба, которая взаимодействует за счет соответствия форм с гайкой и с сегментом, чтобы блокировать по повороту гайку на замке лопасти.
В частном варианте выполнения изобретения кольцо содержит три кулачковых зубца, равномерно распределенных вокруг его оси и имеющих, каждый, угловой размер примерно 60°.
Средства блокировки поворота кольца в гнезде могут содержать шпонки в виде секторов цилиндра, вставляемые поступательным движением в осевом направлении снаружи между кулачковыми зубцами кольца и кулачковыми зубцами гнезда. Каждую шпонку вставляют, например, поступательным движением в направлении, параллельном оси гнезда, между двумя последовательными зубцами кольца и между двумя последовательными зубцами гнезда. Эти шпонки взаимодействуют за счет упора в окружном направлении с окружными концами зубцов кольца и зубцов гнезда, чтобы сделать неподвижным по вращению кольцо в гнезде.
Предпочтительно между крышкой и кольцом вставляют другую стопорную шайбу, которая взаимодействует за счет соответствия форм с крышкой и кольцом, чтобы жестко соединять во вращении крышку на кольце.
Согласно другому отличительному признаку изобретения замок лопасти выполнен полым и содержит металлические усиления, закрепленные при помощи клея на его внутренней и наружной сторонах. Этот тип усилений можно, например, использовать в случае лопасти из композитного материала их углеродных волокон. В этом случае кольцевую канавку для установки цилиндрической юбки кольцевого сегмента выполняют на наружной поверхности наружного усиления.
Предпочтительно стенка замка лопасти имеет по существу постоянную толщину и содержит гофры, взаимодействующие с взаимодополняющими гофрами усилений. Эти гофры обеспечивают за счет соответствия форм лучшее крепление усилений на замках лопастей.
Объектом изобретения является также турбомашина, такая как авиационный турбовинтовой или турбореактивный двигатель, содержащий, по меньшей мере, один описанный выше воздушный винт.
Изобретение и его другие детали, преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематичный вид в осевом разрезе турбомашины с открытыми воздушными винтами.
Фиг. 2 - схематичный вид в разрезе по плоскости, проходящей через ось радиального гнезда, элемента ротора, в котором установлена и закреплена лопасть воздушного винта в соответствии с изобретением.
Фиг. 3 - схематичный вид в перспективе элемента ротора, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 - схематичный вид в перспективе в разборе различных деталей, показанных на фиг. 2, без элемента ротора.
Фиг. 5 - другой схематичный вид в перспективе в разборе и с частичным вырезом различных деталей, показанных на фиг. 2, без элемента ротора.
Фиг. 6-11 представляют схематичный вид в перспективе и с частичным вырезом элемента ротора, замка лопасти с установленным на ней подшипником качения, кольца блокировки и верхней крышки, показанных на фиг. 2, и иллюстрируют этапы монтажа этих элементов.
На фиг. 1 представлена турбомашина 10 с открытыми воздушными винтами, известная под английским названием “open rotor” или “unducted fan”, которая содержит от входа к выходу в направлении течения газов внутри турбомашины: компрессор 12, кольцевую камеру 14 сгорания, турбину 16 высокого давления и две турбины 18, 20 низкого давления противоположного вращения, то есть которые вращаются в двух противоположных направлениях вокруг продольной оси А турбомашины.
Каждая из этих выходных турбин 18, 20 приводит во вращение наружный воздушный винт 22, 24, проходящий радиально снаружи гондолы 26 турбомашины, причем эта гондола 26 является по существу цилиндрической и проходит вдоль оси А вокруг компрессора 12, камеры 14 сгорания и турбин 16, 18 и 20.
Воздушный поток 28, поступающий в турбомашину, сжимается, затем смешивается с топливом и сгорает в камере 14 сгорания, после чего газообразные продукты горения проходят в турбины и приводят во вращение воздушные винты 22, 24, обеспечивающие основную часть тяги, создаваемой турбомашиной. Выходящие из турбин отработавшие газы выбрасываются через реактивное сопло 32 (стрелки 30), увеличивая таким образом тягу.
Воздушные винты 22, 24 расположены соосно друг за другом и содержат множество лопастей, равномерно распределенных вокруг оси А турбомашины. Эти лопасти проходят по существу радиально и выполнены с возможностью регулирования угла установки, то есть могут поворачиваться вокруг своих осей для оптимизации своих угловых положений в зависимости от условий работы турбомашины.
Согласно изобретению и как показано на фиг. 2-5, каждый воздушный винт содержит элемент ротора, образованный многоугольным кольцом 34, которое расположено вокруг оси А турбомашины и содержит множество по существу цилиндрических радиальных гнезд 36, в которые вставлены замки лопастей воздушного винта.
Замок 38 каждой лопасти является полым и содержит по существу цилиндрическое тело 40, вставляемое в радиальное гнездо 36 многоугольного кольца 34. На радиально внутреннем конце замка 38 выполнен кольцевой фланец 42. Цилиндрическое тело 40 содержит два металлических усиления 44, 46. Первое усиление 44 содержит на своем нижнем конце кольцевой фланец 48, и его вставляют радиальным поступательным движением внутрь замка таким образом, чтобы его фланец вошел в контакт с кольцевым фланцем 42 замка. Второе металлическое усиление 46 устанавливают снаружи замка и вокруг него, и его нижний конец располагают в положении осевого упора на кольцевой фланец 42 замка 38. Металлические усиления 44, 46 крепят на замке, например, при помощи клея.
Наружное металлическое усиление 46 содержит наружную кольцевую канавку 50 и два диаметрально противоположных углубления 52. Эти углубления 52 выполнены в нижнем бортике кольцевой канавки 50 и выходят внутрь этой канавки.
В кольцевой канавке 50 установлен кольцевой сегмент 54, который содержит цилиндрическую юбку 56, сопрягающуюся своим радиально наружным концом с радиальным кольцевым бортиком 58, содержащим четыре выреза 60, равномерно распределенные на его периферии. Внутренний конец цилиндрической юбки содержит два зубца 62, выступающих в осевом направлении внутрь гнезда и расположенных диаметрально противоположно друг другу. Эти зубцы 62 вставлены в углубления 52 наружного металлического усиления 46. Наружная поверхность цилиндрической юбки 56 содержит резьбу для завинчивания гайки 64 стопорения кольцевого сегмента 54 в кольцевой канавке 50.
Кольцевой сегмент 54 выполнен из двух частей 66, 68 для обеспечения его установки в кольцевой канавке 50 тела лопасти.
Предпочтительно кольцевой сегмент 54 изготавливают в виде единой детали, затем на наружной поверхности цилиндрической юбки 56 кольцевого сегмента 54 нарезают резьбу. После этого кольцевой сегмент 54 разрезают на две части с угловым размером 180°. Выполнение резьбы на моноблочном кольцевом сегменте 54 позволяет совместить резьбу каждой из двух частей 66, 68 сегмента 54, когда его устанавливают в кольцевой канавке 50 тела лопасти.
В осевом направлении между гайкой 64 и кольцевым бортиком 58 кольцевого сегмента 54 вставляют первую шайбу 70, которая содержит на своей наружной периферии первые лапки 72, загнутые наружу и заходящие в вырезы 60 кольцевого бортика 58 кольцевого сегмента 54, делая неподвижной шайбу 70 по отношению к кольцевому сегменту 54.
Первая шайба 70 содержит также на своей наружной периферии вторые лапки 74, загнутые внутрь и заходящие между зубцами наружной периферии гайки 64, делая неподвижной по вращению шайбу 70 по отношению к гайке 64, завинченной на сегменте 54.
Внутри радиального гнезда устанавливают первый шарикоподшипник 76, который опирается на кольцевой бортик 78 радиально внутреннего конца гнезда 36. Кольцо 80 подшипника 76 опирается на предварительно напряженную шайбу 82, вставленную между кольцевым бортиком 78 гнезда и подшипником 76. Эта предварительно напряженная шайба 82 ограничивает удары по кольцевому бортику гнезда и имеет толщину порядка 0,5-0,8 мм. Другое кольцо 84 подшипника 76 входит в контакт с радиально внутренним концом гайки 64 с одной стороны и с наружным металлическим усилением 46 замка лопасти с другой стороны. Наружная периферия кольцевого бортика 78 гнезда содержит кольцевую канавку 86, в которой установлена кольцевая уплотнительная прокладка (не показана), входящая в контакт с цилиндрическим телом замка лопасти. На внутренней стороне кольцевого бортика 78 гнезда тоже выполнена кольцевая канавка 88, которая содержит другую уплотнительную прокладку (не показана), взаимодействующую с внутренней кольцевой крышкой 90, завинченной изнутри на наружной периферии бортика 78. Эта внутренняя крышка 90 содержит центральное отверстие 96 для прохождения средств угловой установки лопасти.
Второй подшипник 94 опирается своим внутренним кольцом 95 на наружную поверхность кольцевого бортика 58 кольцевого сегмента 54. Наружное кольцо 96 этого второго подшипника опирается на внутреннюю поверхность радиального кольцевого бортика 98 кольца 100, закрывающего второй подшипник 94. Кольцевой бортик 98 кольца 100 содержит кольцевую канавку 102 на своей внутренней периферии, в которую установлена кольцевая уплотнительная прокладка (не показана), взаимодействующая с верхним концом тела замка лопасти.
Кольцо 100 имеет верхнюю часть 104, содержащую на своей внутренней периферии множество вырезов 106, равномерно распределенных вокруг оси кольца 100. На наружной цилиндрической поверхности кольца выполнены кулачковые зубцы 108, выступающие радиально наружу. Эти зубцы 108 выполнены в количестве трех в варианте выполнения, показанном на фигурах, и имеют, каждый, угловой размер примерно 60°.
Радиальное гнездо тоже содержит три кулачковых зубца 112, равномерно распределенные вокруг оси D радиального гнезда. Эти зубцы 112 выполнены на внутренней цилиндрической поверхности гнезда и имеют, каждый, угловой размер примерно 60°.
Когда турбомашина не работает, кольцо 100 опирается в осевом направлении на кольцевой заплечик 110 гнезда, и между кулачковыми зубцами 108 кольца 100 и кулачковыми зубцами 112 радиального гнезда остается осевой зазор. Этот осевой зазор необходим для монтажа кольца 100 в радиальное гнездо. Во время работы центробежная сила толкает кулачковые зубцы 108 кольца 100 в положение осевой опоры на кулачковые зубцы 112 радиального гнезда.
Между кулачковыми зубцами 108 кольца 100 и кулачковыми зубцами 112 гнезда в осевом направлении вставлены шпонки 114 блокировки, такие как сектора цилиндра, которые приходят в положение осевого упора в заплечик 110 гнезда. В варианте выполнения, показанном на фигурах, шпонки 114 проходят в угловом направлении примерно на 60°, и их осевой размер является достаточным, чтобы шпонки зашли в окружном направлении между кулачковыми зубцами 108 кольца 100 и кулачковыми зубцами 112 гнезда.
На радиально наружном конце гнезда привинчена кольцевая крышка 116, которая содержит вырезы 118, равномерно распределенные на ее внутренней периферии.
Между кольцом 100 и крышкой 116 вставлена вторая шайба 120, которая содержит первые лапки 122, загнутые наружу в вырезы 118 крышки 116, и вторые лапки 124, загнутые внутрь в вырезы 106 кольца 100. Таким образом, крышка 116 является неподвижной по вращению на кольце 100, которое, в свою очередь, является неподвижной по вращению в гнезде шпонками 114 блокировки.
На наружной периферии гнезда и на верхней части кольца выполнены кольцевые канавки 126, в которых устанавливают кольцевые уплотнительные прокладки (не показаны), взаимодействующие с внутренней поверхностью наружной кольцевой крышки 116.
Монтаж лопасти в радиальное гнездо многоугольного кольца 100 осуществляют следующим образом (см. фиг. 6-11).
В первую очередь вокруг замка 38, начиная с ее нижнего конца, поступательным движением сажают наружную кольцевую крышку 116, вторую шайбу 120 и кольцо 100 блокировки, которые оставляют в ожидании дальнейшего использования. Вокруг замка лопасти устанавливают второй подшипник 94 в сборе. Две части 66, 68 кольцевого сегмента располагают встык в кольцевой канавке наружного металлического усиления 46 таким образом, чтобы зубцы 62 цилиндрической юбки 56 зашли в углубления 52 канавки 50, чтобы сделать неподвижным по вращению кольцевой сегмент 54 в кольцевой канавке (фиг. 6). Вокруг замка устанавливают первую шайбу 70, и гайку 64 завинчивают на цилиндрической юбке 56 кольцевого сегмента. Первые и вторые лапки 72, 74 первой шайбы 70 загибают, чтобы сделать неподвижной по вращению гайку 64 на кольцевом сегменте 54 (фиг. 7).
Кроме того, в радиальное гнездо устанавливают предварительно напряженную шайбу 82, и на кольцевой бортик 78 устанавливают первый подшипник 76 в собранном состоянии.
После этого замок лопатки вводят в осевом направлении в радиальное гнездо (фиг. 8), при этом гайка 64 образует опорную распорку на первом подшипнике 76. Кольцо 100 блокировки позиционируют в угловом направлении таким образом, чтобы его кулачковые зубцы 108 зашли в осевом направлении между кулачковыми зубцами 112 гнезда (фиг. 9). Затем кольцо 100 блокировки вводят в осевом направлении до положения осевого упора в кольцевой заплечик 110 гнезда, после чего его поворачивают на угол 60°, соответствующий угловому размеру кулачковых зубцов, чтобы обеспечить осевую блокировку кольца 100 в радиальном гнезде (фиг. 10). В осевом направлении снаружи между кулачковыми зубцами 108 кольца 100 и кулачковыми зубцами 112 гнезда устанавливают шпонки 114 блокировки в количестве трех, чтобы сделать неподвижным по вращению кольцо 100 в радиальном гнезде (фиг. 4 и 11), причем эти шпонки 114 тоже приходят в положение осевого упора на кольцевой заплечик 110 гнезда.
Наконец, снаружи гнезда привинчена наружная крышка 116, после чего лапки 122, 124 второй шайбы загибают, чтобы сделать неподвижной по вращению крышку 116 на кольце 100 (фиг. 2).
Согласно изобретению все детали, необходимые для крепления замка лопасти в ее радиальном гнезде, устанавливают снаружи гнезда, что делает возможным быстрый демонтаж лопастей на крыле во время стоянки самолета. Кроме того, подшипники качения 76, 94 устанавливают в собранном виде, а не шарик за шариком, как в известных решениях, что ограничивает риск попадания абразивных элементов в подшипники.
Во время работы центробежные усилия лопастей передаются за счет опоры кулачковых зубцов 108 кольца 100 на кулачковые зубцы 112 гнезда, а не через нитки резьбы, что позволяет увеличить срок службы собранного таким образом воздушного винта.
В варианте выполнения изобретения замок лопасти имеет по существу постоянную толщину и содержит гофры, взаимодействующие с взаимодополняющими гофрами металлических усилений, чтобы добавить сцепления между замком лопасти и внутренним и наружным металлическими усилениями. Радиус кривизны гофров предпочтительно превышает 4 мм.
Лопасти можно выполнять путем тканья композиционного материала из углеродных волокон.
В варианте, описанном со ссылками на фигуры, кольцо 100 содержит только один кольцевой ряд кулачковых зубцов 108. Однако изобретение охватывает также варианты, в которых кольцо 100 блокировки содержит два кольцевых ряда кулачковых зубцов 108, отстоящих друг от друга и взаимодействующих, каждый, с кольцевым рядом кулачковых зубцов гнезда. В первой конфигурации оба ряда кулачковых зубцов участвуют одновременно в радиальном удержании лопасти. Во второй конфигурации зубцы одного из рядов опираются на зубцы одного ряда гнезда, тогда как кулачковые зубцы другого ряда немного отстоят в осевом направлении при монтаже от кулачковых зубцов другого ряда гнезда и предназначены для обеспечения радиального удержания и передачи центробежных усилий лопасти в случае поломки зубцов первого ряда кольца блокировки. Этот тип конфигурации детально описан в более ранней заявке № FR 09/04126 заявителя.
Чтобы во время работы выдерживать центробежные усилия порядка 30 тонн, кулачковые зубцы 108 кольца 100 блокировки, показанного на фигурах, имеют осевую толщину порядка 12 мм. В случае, когда кольцо 100 блокировки содержит два ряда кулачковых зубцов, находящихся в одновременном положении опоры, осевая толщина кулачковых зубцов уменьшена вдвое и составляет примерно 6 мм.
Claims (11)
1. Открытый воздушный винт для турбомашины, содержащий лопасти воздушного винта, установленные с возможностью поворота вокруг своих осей в радиальных гнездах (36) кольцевого элемента (34) ротора, при этом каждая лопасть содержит замок (38) с цилиндрическим телом (40), вставляемый снаружи в радиальное гнездо (36) и направляемый при повороте вокруг своей оси в этом гнезде (36) двумя подшипниками (76, 94) качения, отличающийся тем, что первый подшипник (76) установлен на кольцевом бортике (78) радиально внутреннего конца гнезда, тем, что второй подшипник (94) установлен на кольцевом сегменте (54) с цилиндрической юбкой (56), установленной в канавке (50) цилиндрического тела (40), и стопорной гайкой (64), завинчиваемой на цилиндрической юбке (56) сегмента и образующей опорную распорку на первом подшипнике (76), при этом второй подшипник (94) покрыт снаружи кольцом (100), окружающим цилиндрическое тело (40) замка лопасти и содержащим наружные кулачковые зубцы (108), взаимодействующие с внутренними кулачковыми зубцами (112) гнезда для осевого удержания кольца (100) в гнезде, и тем, что между кулачковыми зубцами (112) гнезда и кулачковыми зубцами (108) кольца (100) вставлены средства (114) блокировки, чтобы препятствовать повороту кольца (100) и его осевому выходу из гнезда.
2. Воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что на наружном конце гнезда привинчена кольцевая крышка (116), окружающая замок лопасти, чтобы помешать осевому выходу средств (116) блокировки.
3. Воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой сегмент (54) состоит из двух частей (66, 68), установленных встык в канавке (50) тела лопасти.
4. Воздушный винт по п. 3, отличающийся тем, что цилиндрическая юбка (56) кольцевого сегмента (54) содержит, по меньшей мере, один зубец (62), выступающий в осевом направлении, вставляемый в углубление (72) цилиндрического тела (40) и выходящий в кольцевую канавку (50), блокируя поворот сегмента (54) на цилиндрическом теле (40).
5. Воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что между гайкой (64) и кольцевым сегментом (54) установлена стопорная шайба (70), которая взаимодействует за счет соответствия форм с гайкой (64) и с сегментом (54), чтобы блокировать по повороту гайку (64) на замке лопасти.
6. Воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что кольцо (100) содержит три кулачковых зубца (108), равномерно распределенных вокруг его оси и имеющих, каждый, угловой размер примерно 60°.
7. Воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что средства блокировки содержат шпонки (114) в виде секторов цилиндра, вставляемые поступательным движением в осевом направлении снаружи между кулачковыми зубцами (108) кольца (100) и кулачковыми зубцами (112) гнезда.
8. Воздушный винт по п. 2, отличающийся тем, что между крышкой (112) и кольцом (100) вставляют стопорную шайбу (120), которая взаимодействует за счет соответствия форм с крышкой (112) и кольцом (100), чтобы жестко соединять во вращении крышку (112) на кольце (100).
9. Воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что замок лопасти выполнен полым и содержит металлические усиления (44, 46), закрепленные при помощи клея на внутренней и наружной сторонах.
10. Воздушный винт по п. 9, отличающийся тем, что стенка замка лопасти имеет по существу постоянную толщину и содержит гофры, взаимодействующие с взаимодополняющими гофрами усилений.
11. Турбомашина, такая как авиационный турбовинтовой или турбореактивный двигатель, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, один воздушный винт по п. 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1001496A FR2958621B1 (fr) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | Helice non carenee pour turbomachine. |
FR10/01496 | 2010-04-09 | ||
PCT/FR2011/050744 WO2011124832A1 (fr) | 2010-04-09 | 2011-04-01 | Hélice non carénée pour turbomachine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012147582A RU2012147582A (ru) | 2014-05-27 |
RU2558411C2 true RU2558411C2 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=43127661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012147582/11A RU2558411C2 (ru) | 2010-04-09 | 2011-04-01 | Открытый воздушный винт для турбомашины |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9328737B2 (ru) |
EP (1) | EP2555973B1 (ru) |
JP (1) | JP5788492B2 (ru) |
CN (1) | CN102834316B (ru) |
BR (1) | BR112012025186B1 (ru) |
CA (1) | CA2794837C (ru) |
FR (1) | FR2958621B1 (ru) |
RU (1) | RU2558411C2 (ru) |
WO (1) | WO2011124832A1 (ru) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2992677B1 (fr) | 2012-07-02 | 2016-03-18 | Snecma | Moyeu pour logement radial d'anneau d'helice de turbomachine a pales a calage variable et assemblage comportant un tel moyeu |
DE102013214240A1 (de) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Propellerblattlagerung |
GB2518643B (en) | 2013-09-26 | 2016-06-08 | Ge Aviat Systems Ltd | Propeller assembly and propeller blade retention assembly |
US20150110630A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Retention assembly for a propeller blade |
US20150110633A1 (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Retention assembly with a conical interface for a propeller blade |
FR3017667B1 (fr) * | 2014-02-14 | 2019-05-03 | Safran Aircraft Engines | Dispositif pour une helice non carenee a pales a calage variable d'une turbomachine |
US9869190B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-01-16 | General Electric Company | Variable-pitch rotor with remote counterweights |
US9777642B2 (en) * | 2014-11-21 | 2017-10-03 | General Electric Company | Gas turbine engine and method of assembling the same |
US10072510B2 (en) | 2014-11-21 | 2018-09-11 | General Electric Company | Variable pitch fan for gas turbine engine and method of assembling the same |
US20160290228A1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-10-06 | General Electric Company | Fan bearings for a turbine engine |
US10077674B2 (en) * | 2015-06-23 | 2018-09-18 | General Electric Company | Trunnion retention for a turbine engine |
FR3041401B1 (fr) * | 2015-09-21 | 2017-09-29 | Snecma | Ensemble amortisseur pour connexion hydraulique et electrique d'une soufflante non carenee |
US10100653B2 (en) * | 2015-10-08 | 2018-10-16 | General Electric Company | Variable pitch fan blade retention system |
US10107130B2 (en) * | 2016-03-24 | 2018-10-23 | United Technologies Corporation | Concentric shafts for remote independent variable vane actuation |
WO2018095867A1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | Sulzer Management Ag | Shaft seal including an upstream non-contact part, e.g. a labyrinth seal, and a downstream slinger |
US10415405B2 (en) * | 2017-04-21 | 2019-09-17 | United Technologies Corporation | Variable pitch fan blade system |
FR3074476B1 (fr) * | 2017-12-06 | 2020-12-25 | Safran Aircraft Engines | Turbopropulseur d'aeronef comportant une helice non carenee |
CN110132562B (zh) * | 2019-05-16 | 2021-04-09 | 清华大学 | 一种叶轮进风量检测装置 |
FR3104540B1 (fr) * | 2019-12-11 | 2021-12-17 | Safran Aircraft Engines | Perfectionnement au verrouillage radial d’un pivot d’aube à orientation réglable pour moyeu de soufflante de turbomachine |
US20230339600A1 (en) * | 2020-07-24 | 2023-10-26 | Safran Aircraft Engines | System for controlling the pitch of a propeller vane for an aircraft turbine engine |
US11674435B2 (en) | 2021-06-29 | 2023-06-13 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
US11795964B2 (en) | 2021-07-16 | 2023-10-24 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
CN113883090B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-04-07 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机静子叶片转动角度调节机构 |
FR3129428A1 (fr) * | 2021-11-19 | 2023-05-26 | Safran Aircraft Engines | Ensemble a calage variable pour soufflante de turbomachine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0344671A2 (de) * | 1988-05-31 | 1989-12-06 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Vorrichtung zur Befestigung einer verschwenkbaren Propfanschaufel |
GB2226087A (en) * | 1988-12-14 | 1990-06-20 | Gen Electric | Propeller blade mounting arrangement |
FR2817233A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-05-31 | Roulements Soc Nouvelle | Dispositif de montage d'un pied de pale d'helice dans un moyeu |
RU2348566C1 (ru) * | 2004-12-14 | 2009-03-10 | Шефлер Кг | Узел лопасти воздушного винта самолета |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB485982A (en) * | 1937-01-06 | 1938-05-27 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Improvements in or relating to mountings for the blade roots of variable pitch propellers |
US2248590A (en) * | 1937-11-15 | 1941-07-08 | John W Smith | Aeronautical propeller blade mounting |
FR901343A (fr) | 1943-02-03 | 1945-07-24 | Telefunken Gmbh | Perfectionnements aux circuits oscillants à deux ondes, pour ondes très courtes |
FR904126A (fr) | 1943-05-08 | 1945-10-26 | Fette Wilhelm | Soudure par rapprochement des outils |
FR1050234A (fr) | 1952-02-05 | 1954-01-06 | Perfectionnements apportés aux portes et panneaux utilisés en menuiserie | |
US2718268A (en) * | 1952-09-29 | 1955-09-20 | Curtiss Wright Corp | Propeller blade retention ring assembly |
GB1318653A (en) * | 1970-12-04 | 1973-05-31 | Secr Defence | Rotors for gas turbine engines |
US4738591A (en) * | 1986-09-09 | 1988-04-19 | General Electric Company | Blade pitch varying mechanism |
US5263898A (en) * | 1988-12-14 | 1993-11-23 | General Electric Company | Propeller blade retention system |
GB2271392B (en) * | 1992-10-08 | 1996-11-20 | Dowty Aerospace Gloucester | A propeller assembly |
GB9616170D0 (en) * | 1996-08-01 | 1996-09-11 | Timken The Company | Bearing assembly |
FR2833666B1 (fr) * | 2001-12-14 | 2004-02-27 | Thales Sa | Dispositif d'accouplement a crabot |
FR2943313B1 (fr) * | 2009-03-23 | 2011-05-27 | Snecma | Helice non carenee a pales a calage variable pour une turbomachine |
-
2010
- 2010-04-09 FR FR1001496A patent/FR2958621B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-04-01 US US13/640,146 patent/US9328737B2/en active Active
- 2011-04-01 WO PCT/FR2011/050744 patent/WO2011124832A1/fr active Application Filing
- 2011-04-01 JP JP2013503154A patent/JP5788492B2/ja active Active
- 2011-04-01 CA CA2794837A patent/CA2794837C/fr active Active
- 2011-04-01 CN CN201180018160.3A patent/CN102834316B/zh active Active
- 2011-04-01 RU RU2012147582/11A patent/RU2558411C2/ru active
- 2011-04-01 EP EP11718449.9A patent/EP2555973B1/fr active Active
- 2011-04-01 BR BR112012025186-4A patent/BR112012025186B1/pt active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0344671A2 (de) * | 1988-05-31 | 1989-12-06 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Vorrichtung zur Befestigung einer verschwenkbaren Propfanschaufel |
GB2226087A (en) * | 1988-12-14 | 1990-06-20 | Gen Electric | Propeller blade mounting arrangement |
FR2817233A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-05-31 | Roulements Soc Nouvelle | Dispositif de montage d'un pied de pale d'helice dans un moyeu |
RU2348566C1 (ru) * | 2004-12-14 | 2009-03-10 | Шефлер Кг | Узел лопасти воздушного винта самолета |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5788492B2 (ja) | 2015-09-30 |
EP2555973A1 (fr) | 2013-02-13 |
US20130094943A1 (en) | 2013-04-18 |
CN102834316A (zh) | 2012-12-19 |
US9328737B2 (en) | 2016-05-03 |
CA2794837C (fr) | 2018-01-02 |
JP2013523526A (ja) | 2013-06-17 |
BR112012025186A2 (pt) | 2016-06-21 |
EP2555973B1 (fr) | 2015-02-11 |
CN102834316B (zh) | 2015-11-25 |
CA2794837A1 (fr) | 2011-10-13 |
BR112012025186B1 (pt) | 2020-10-13 |
WO2011124832A1 (fr) | 2011-10-13 |
RU2012147582A (ru) | 2014-05-27 |
FR2958621A1 (fr) | 2011-10-14 |
FR2958621B1 (fr) | 2012-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2558411C2 (ru) | Открытый воздушный винт для турбомашины | |
RU2516957C2 (ru) | Воздушный винт без обтекателя с лопастями с переменным углом установки для турбомашины | |
US8092183B2 (en) | Fan rotor for a turbomachine or a test engine | |
US8382442B2 (en) | Controllable pitch blade non-ducted propeller for jet engine | |
US9909451B2 (en) | Bearing assembly for supporting a rotor shaft of a gas turbine engine | |
US9097141B2 (en) | Axial bolting arrangement for mid turbine frame | |
US10118710B2 (en) | Unducted fan for an aircraft turbine engine | |
RU2436965C2 (ru) | Устройство для крепления направляющего соплового аппарата турбины, турбина и двигатель самолета с таким оборудованием | |
US6655148B2 (en) | Fixing metal caps onto walls of a CMC combustion chamber in a turbomachine | |
US11053812B2 (en) | Trunnion retention for a turbine engine | |
US9163522B2 (en) | Spring carrier and removable seal carrier | |
JPH0478825B2 (ru) | ||
US20120298802A1 (en) | De-icing device of an aircraft gas-turbine engine | |
US9879565B2 (en) | Enclosed jacking insert | |
RU2534401C2 (ru) | Втулка воздушного винта с лопастями с изменяемым углом установки | |
RU2543364C2 (ru) | Ступица винта, винт, содержащий такую ступицу и газотурбинный двигатель | |
CN108473193B (zh) | 用于涡轮发动机风扇毂的可变定向叶片的枢轴 | |
US20150040568A1 (en) | Combustor floating collar assembly | |
US8992167B2 (en) | Turbine casing assembly mounting pin | |
US10907489B2 (en) | Vaned ring for turbomachine stator having vanes connected to an outer shell by conical seating and frangible pin | |
US20220195891A1 (en) | Removable pin on a turbomachine nozzle | |
US20120156009A1 (en) | Fan shield and bearing housing for air cycle machine | |
JPS5819847B2 (ja) | ダンガンガタゼンタンブコテイソウチ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |