CN110131194A - 自适应的装配式多级可调叶片操纵机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，安装在机匣上，其包括前安装座、后安装座、扭力杆横梁、主动端和多级从动机构，前安装座和后安装座分别安装在机匣的两端，扭力杆横梁安装在前安装座和后安装座之间；主动端的一端连接液压作动筒，另一端安装在扭力杆横梁上，通过液压作动筒驱动主动端，从而驱动扭力杆横梁转动，主动端可沿扭力杆横梁轴向相对滑动；从动机构的一端安装在机匣上，另一端安装在扭力杆横梁上，通过扭力杆横梁带动从动机构。本发明采用扭力杆主动端、各级从动端之间的夹角可调节，大大适应各级可调叶片调节角度及范围的变化。各级从动端自适应调节位置，提高操纵机构传力效率，避免零件之间干涉。

Description

自适应的装配式多级可调叶片操纵机构

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别涉及一种自适应的装配式多级可调叶片操纵机构。

背景技术

在航空发动机领域中，可调叶片可用于提高压气机稳定工作范围，在航空发动机中得到广泛运用。一般压气机中同时存在多级可调叶片，每一级所调节的角度均不相同，为了使各级可以协调工作，需要设计一套操纵机构。

现有的设计主要包括两类，一是扭力杆式可调叶片操纵机构，如GE90系列。图1为现有技术中扭力杆式可调叶片操纵机构的示意图。如图1所示，液压作动筒100带动扭力杆110转动，扭力杆110上的主动端及从动端同时转动且转角相同，带动各级连杆组件120，同时转动实现各级连动环组件130连动。

二是曲柄连杆式可调叶片操纵机构，如CFM56系列。图2为现有技术中曲柄连杆式可调叶片操纵机构的示意图。如图2所示，液压作动筒200带动一级曲柄210驱动主连杆220，主连杆220带动各级曲柄230转动，各级曲柄(210、230)主动端及从动端同时转动且转角相同，带动各级拉杆240同时转动实现各级连动环组件250连动。

在运动过程中，连杆组件120或拉杆240都会产生沿发动机轴线方向的摆动，造成传力损失，并且极易使连杆组件与相连接或相邻的零件发生干涉。

另外，任何一级调节规律发生较大改变时，扭力杆式操纵机构的扭力杆都需要更换。

由此可见，传统扭力杆式可调叶片操纵机构在运动过程中，连杆组件或拉杆的摆动造成传力效率降低，并且极易使其与相邻构件干涉。另外，调节规律发生变化时，操纵机构为满足新的调节规律需更换较多零件，装配调试较为麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中可调叶片操纵机构容易造成传力损失，且容易使连杆组件与相连接或相邻零件发生干涉的缺陷，提供一种自适应的装配式多级可调叶片操纵机构。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，安装在机匣上，其特点在于，所述自适应的装配式多级可调叶片操纵机构包括前安装座、后安装座、扭力杆横梁、主动端和多级从动机构，所述前安装座和所述后安装座分别安装在所述机匣的两端，所述扭力杆横梁安装在所述前安装座和所述后安装座之间；

所述主动端的一端连接液压作动筒，另一端安装在所述扭力杆横梁上，通过所述液压作动筒驱动所述主动端，从而驱动所述扭力杆横梁转动，所述主动端可沿所述扭力杆横梁轴向相对滑动；

所述从动机构的一端安装在所述机匣上，另一端安装在所述扭力杆横梁上，通过所述扭力杆横梁带动所述从动机构。

根据本发明的一个实施例，每一所述从动机构包括从动端、连杆组件和连动环组件，所述从动端的一端安装在所述扭力杆横梁上，另一端与所述连杆组件的一端连接，所述连杆组件的另一端与所述连动环组件的一端连接，所述连动环组件的另一端安装在所述机匣上；

所述从动端可沿所述扭力杆横梁轴向相对滑动，通过所述从动端连接所述连杆组件带动所述连动环组件转动。

根据本发明的一个实施例，所述扭力杆横梁的一端通过压紧螺母压紧在所述前安装座/所述后安装座上，使得所述扭力杆横梁绕所述前安装座和所述后安装座的中心轴旋转。

根据本发明的一个实施例，所述扭力杆横梁为一个多角头的轴，所述主动端的另一端为一个具有内多角的第一接头，所述主动端的另一端与所述扭力杆横梁的形状相匹配。

根据本发明的一个实施例，所述主动端的一端为设有U形槽的第三接头，所述第三接头与所述液压作动筒转动连接。

根据本发明的一个实施例，所述扭力杆横梁的表面涂有润滑层，所述主动端的内多角的表面和所述从动端的内多角的表面均涂有润滑层。

根据本发明的一个实施例，所述扭力杆横梁的外表面、所述主动端的内表面以及所述从动端的内表面均设有耐磨涂层。

根据本发明的一个实施例，所述从动端的一端为一个具有内多角的第二接头，所述从动端的一端与所述扭力杆横梁的形状相匹配。

根据本发明的一个实施例，所述从动端的另一端为设有U形槽的第四接头，所述第四接头与所述连杆组件的一端连接。

本发明的积极进步效果在于：

本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构的从动端可沿扭力杆横梁滑动，使连杆组件、连动环组件可一直与扭力杆从动端在发动机轴线方向相对位置固定，从而提高传力效率、避免干涉。其主动端和各级从动端均独立设计，避免了某一级调节规律发生变化时，需要更换整个扭力杆甚至更多零件的情况。同时，扭力杆主动端、各级从动端之间的夹角可调节，大大适应各级可调叶片调节角度及范围的变化。各级从动端自适应调节位置，提高操纵机构传力效率，避免零件之间干涉。各级主动端、从动端均可单独更换，适应各级可调叶片调节角度及范围的变化。

附图说明

本发明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的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为现有技术中扭力杆式可调叶片操纵机构的示意图。

图2为现有技术中曲柄连杆式可调叶片操纵机构的示意图。

图3为本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构的结构示意图。

图4为本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构中主动端、从动端与扭力杆横梁的连接结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图3为本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构的结构示意图。图4为本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构中主动端、从动端与扭力杆横梁的连接结构示意图。

如图3和图4所示，本发明公开了一种自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，安装在机匣10上。其中，所述自适应的装配式多级可调叶片操纵机构包括前安装座20、后安装座30、扭力杆横梁40、主动端50和多级从动机构60，前安装座20和后安装座30分别安装在机匣10的两端，将扭力杆横梁40安装在前安装座20和后安装座30之间。主动端50的一端连接液压作动筒70，另一端安装在扭力杆横梁40上，通过液压作动筒70驱动主动端50，从而驱动扭力杆横梁40转动，使得主动端50可沿扭力杆横梁40轴向相对滑动。从动机构60的一端安装在机匣10上，另一端安装在扭力杆横梁40上，通过扭力杆横梁40带动从动机构60。

优选地，每一从动机构60包括从动端61、连杆组件62和连动环组件63，将从动端61的一端安装在扭力杆横梁40上，另一端与连杆组件62的一端连接，将连杆组件62的另一端与连动环组件63的一端连接，将连动环组件63的另一端安装在机匣10上。从动端61可沿扭力杆横梁40轴向相对滑动，通过从动端61连接连杆组件62带动连动环组件63转动。本发明中可以采用多级从动机构60，本实施例中采用了四级从动机构60，此处仅为举例并不受本实施例的限制。

其中，扭力杆横梁40的一端通过压紧螺母41压紧在前安装座20/后安装座30上，使得扭力杆横梁40绕前安装座20和后安装座30的中心轴旋转。

进一步优选地，扭力杆横梁40为一个多角头的轴，主动端50的另一端为一个具有内多角的第一接头51，主动端50的另一端与扭力杆横梁40的形状相匹配。主动端50的一端为设有U形槽的第三接头52，将第三接头52与液压作动筒70转动连接。

同理，从动端61的一端为一个具有内多角的第二接头64，从动端61的一端与扭力杆横梁40的形状相匹配。从动端61的另一端为设有U形槽的第四接头65，将第四接头65与连杆组件62的一端连接。

特别地，在扭力杆横梁40的表面涂有润滑层，相应地主动端50的内多角的表面、从动端61的内多角的表面涂有润滑层。进一步地，扭力杆横梁40的表面、主动端50的内表面以及从动端61的内表面设有耐磨涂层。

根据上述结构描述，本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构通过扭力杆横梁40转动带动各级从动端61转动，其中各级从动端61的结构与主动端50相似，与扭力杆横梁40相配，各级从动端61可沿扭力杆横梁40轴向相对滑动。各级从动端61连接各级连杆组件62带动各级连动环组件63转动。通过改变主动端50、各级从动端61与扭力杆横梁40的配合(相对夹角)或者替换不同主动端40、不同从动端61来快速适应各级可调叶片调节角度及范围的变化。

本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构中主动端和各级从动端可沿扭力杆横梁滑动，不仅避免了因连杆左右摆动以及机匣热变形造成的传力损失，还避免了因加工公差造成的轴向偏移而带来的安装困难。所述多级可调叶片操纵机构将从动端设计为可装配的分离式结构，有利于在气动调节规律变化时只需更换从动端，以及在更换任意一级情况下可不影响其他级，节约成本。

同时，本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构成功地解决了连杆摆动造成传动效率低问题，扭力杆横梁和主动端、各从动端通过多角头平面相连，主动端和从动端均可沿扭力杆横梁轴向滑动，多角头轴与主动端的角向的组合可实现驱动力传力角最优，优化了传动效率，另外多角头传递驱动端扭矩至从动端，受力面大、接触平稳。

此外，本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构在扭力杆横梁上设置有润滑和耐磨涂层，通过自由度为1的转动副连接，使连杆不能左右摆动，迫使主动端和各级从动端可沿扭力杆横梁滑动，不仅避免了因连杆左右摆动带来的干涉风险，以及因机匣热变形造成的传力损失，还避免了因加工公差造成的轴向偏移而带来的安装困难。

送死所述，本发明自适应的装配式多级可调叶片操纵机构的从动端可沿扭力杆横梁滑动，使连杆组件、连动环组件可一直与扭力杆从动端在发动机轴线方向相对位置固定，从而提高传力效率、避免干涉。其主动端和各级从动端均独立设计，避免了某一级调节规律发生变化时，需要更换整个扭力杆甚至更多零件的情况。同时，扭力杆主动端、各级从动端之间的夹角可调节，大大适应各级可调叶片调节角度及范围的变化。各级从动端自适应调节位置，提高操纵机构传力效率，避免零件之间干涉。各级主动端、从动端均可单独更换，适应各级可调叶片调节角度及范围的变化。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，安装在机匣上，其特征在于，所述自适应的装配式多级可调叶片操纵机构包括前安装座、后安装座、扭力杆横梁、主动端和多级从动机构，所述前安装座和所述后安装座分别安装在所述机匣的两端，所述扭力杆横梁安装在所述前安装座和所述后安装座之间；

所述主动端的一端连接液压作动筒，另一端安装在所述扭力杆横梁上，通过所述液压作动筒驱动所述主动端，从而驱动所述扭力杆横梁转动，所述主动端可沿所述扭力杆横梁轴向相对滑动；

所述从动机构的一端安装在所述机匣上，另一端安装在所述扭力杆横梁上，通过所述扭力杆横梁带动所述从动机构。

2.如权利要求1所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，每一所述从动机构包括从动端、连杆组件和连动环组件，所述从动端的一端安装在所述扭力杆横梁上，另一端与所述连杆组件的一端连接，所述连杆组件的另一端与所述连动环组件的一端连接，所述连动环组件的另一端安装在所述机匣上；

所述从动端可沿所述扭力杆横梁轴向相对滑动，通过所述从动端连接所述连杆组件带动所述连动环组件转动。

3.如权利要求1所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述扭力杆横梁的一端通过压紧螺母压紧在所述前安装座/所述后安装座上，使得所述扭力杆横梁绕所述前安装座和所述后安装座的中心轴旋转。

4.如权利要求2所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述扭力杆横梁为一个多角头的轴，所述主动端的另一端为一个具有内多角的第一接头，所述主动端的另一端与所述扭力杆横梁的形状相匹配。

5.如权利要求4所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述主动端的一端为设有U形槽的第三接头，所述第三接头与所述液压作动筒转动连接。

6.如权利要求4所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述扭力杆横梁的表面涂有润滑层，所述主动端的内多角的表面和所述从动端的内多角的表面均涂有润滑层。

7.如权利要求6所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述扭力杆横梁的外表面、所述主动端的内表面以及所述从动端的内表面均设有耐磨涂层。

8.如权利要求4所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述从动端的一端为一个具有内多角的第二接头，所述从动端的一端与所述扭力杆横梁的形状相匹配。

9.如权利要求8所述的自适应的装配式多级可调叶片操纵机构，其特征在于，所述从动端的另一端为设有U形槽的第四接头，所述第四接头与所述连杆组件的一端连接。