CN111963534A - 一种环形机匣与辐板的自锁连接结构 - Google Patents

一种环形机匣与辐板的自锁连接结构 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种环形机匣与辐板的自锁连接结构，包括：具有锥度的环形机匣和具有端面的辐板，端面与锥度相匹配，其中，辐板具有垂直于端面的第一螺栓孔以及具有垂直于辐板厚度方向且与第一螺栓孔连通的第二螺栓孔；穿过环形机匣伸入辐板螺栓孔内的连接螺栓；设置于第二螺栓孔内用于与连接螺栓配合的螺母；以及设置于第二螺栓孔内且支撑于螺母的调整锁片，调整锁片的两侧具有相互对称的弹性调节部，通过弹性调节部调节调整锁片支撑的螺母的位置。本申请通过设置支撑螺母的调整垫片，使得塞入辐板内螺母轴线方向可调，从而可以避免连接螺栓与螺母轴线的不垂直、不同轴问题，保证连接螺栓只受拉不受弯，避免螺栓工作中受弯。

Description

一种环形机匣与辐板的自锁连接结构
技术领域
本申请属于发动机结构设计技术领域，特别涉及一种环形机匣与辐板的自锁连接结构。
背景技术
航空发动机的承力机匣常采用辐板或支柱与外环机匣进行连接的结构形式。外环机匣轴向通常为圆柱结构，在外环机匣上打孔、辐板端面打螺纹孔，螺钉或螺栓穿过外环机匣拧入辐板上的螺纹孔，从而实现辐板与外环机匣间的固定。
然而，当外环机匣的外圆具有锥度，且与辐板在锥面配合时，由于加工误差，环形锥面和辐板端面在锥角配合面不可避免的会产生差异，这就容易导致穿过外环机匣的螺栓与辐板的螺纹孔轴线产生不垂直、不同轴，螺栓拧紧后不仅受拉，还要受弯，容易导致螺栓失效。
此外，直接在辐板上打螺纹孔，如果螺纹破坏，整个辐板都要更换，不利于节约成本。
发明内容
本申请的目的是提供了一种环形机匣与辐板的自锁连接结构，用于解决或减轻背景技术的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种环形机匣与辐板的自锁连接结构，包括：
具有锥度的环形机匣和具有端面的辐板，所述端面与所述锥度相匹配，其中，辐板具有垂直于所述端面的第一螺栓孔以及具有垂直于辐板厚度方向且与所述第一螺栓孔连通的第二螺栓孔；
穿过所述环形机匣伸入辐板螺栓孔内的连接螺栓；
设置于所述第二螺栓孔内用于与所述连接螺栓配合的螺母；以及
设置于所述第二螺栓孔内且支撑于所述螺母的调整锁片，所述调整锁片的两侧具有相互对称的弹性调节部，通过所述弹性调节部调节所述调整锁片支撑的螺母的位置。
在本申请一实施方式中，所述环形机匣的锥度面具有厚度大于环形机匣壁厚的安装平台，所述安装平台设有用于所述连接螺栓穿过的螺栓孔。
在本申请一实施方式中，所述螺母包括：
螺母本体和安装部，所述螺母本体与所述安装部之间具有台阶，其中，所述螺母本体的外廓尺寸大于所述安装部的外廓尺寸。
在本申请一实施方式中，所述螺母的螺母本体至少部分的呈圆弧面，所述圆弧面用于与所述第二螺栓孔相适配。
在本申请一实施方式中，所述螺母的螺母本体或安装部至少部分的收口自锁。
在本申请一实施方式中，所述调整锁片的弹性调节部包括：
自所述弹性垫片的本体向上弯折的弯折部以及位于所述弯折部末端且平行于弹性垫片本体的支撑部，所述支撑部形成有半圆形缺口，通过对称设置支撑部构成用于支撑螺母的平面及用于容纳螺母安装部的槽口。
在本申请一实施方式中，自调整锁片本体沿预定方向延伸有固定部，所述固定部用于弯折后与辐板的侧面贴合，实现调整锁片与辐板的相互固定，其中所述预定方向为辐板厚度方向。
在本申请一实施方式中，所述调整锁片的弯折部具有弧形部，所述弧形部用于与第二螺栓孔相适配。
在本申请一实施方式中，所述调整锁片采用弹性金属材料制成。
在本申请一实施方式中，所述辐板的侧面具有自所述第二螺栓孔延伸而出的固定槽，所述固定槽容纳所述调整锁片的固定部。
本申请所提供的环形机匣与辐板的自锁连接结构可以使与螺栓配合的螺母方向可调，以保证螺栓拉紧后只承受受拉载荷，而不承受弯曲载荷，从而加强连接的安全可靠性。此外，本申请的结构不直接在辐板上打螺纹孔，当螺纹损坏时可以直接更换螺母，而不用更换辐板，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的环形机匣与辐板的自锁连接结构整体示意图。
图2为本申请中的环形机匣结构示意图。
图3为本申请中的辐板结构示意图。
图4为本申请中的螺母结构示意图。
图5为本申请中的调整锁片结构示意图。
图6为本申请中的螺母与调整锁片安装示意图。
图7为本申请中螺母与调整锁片安装后与辐板进行安装的示意图。
图8为本申请中螺母与调整锁片安装后与辐板完成安装的示意图。
图9为本申请中连接螺栓与螺母完成安装示意图。
附图标记：
1-环形机匣，11-安装平台，12-平台螺栓孔；
2-辐板，21-第一螺栓孔，22-第二螺栓孔，23-固定槽；
3-连接螺栓，
4-螺母，41-螺母本体，42-安装部，43-台阶端面，44-弧面，45-螺栓孔；
5-调整锁片，5A-上弹性调节部，5B-下弹性调节部，51-弯折部，52-支撑部，53A-右固定部，53B-左固定部，54-弧形部，55-缺口，56-弹性空间。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服现有技术中，环形机匣与辐板在锥度面配合过程中，螺栓与螺母易产生不共轴线的问题，本申请提出了一种环形机匣与辐板的自锁连接结构，该结构可以允许环形机匣与辐板两者之间的孔有一定的不同轴，而螺母可进行同轴调节。
如图1所示，为满足辐板与外环机匣连接的要求，本申请提供的环形机匣与辐板的自锁连接结构主要包括环形机匣1、辐板2、连接螺栓3、螺母4及调整锁片5。
如图2所示，环形机匣1具有一锥度面，在锥度面位置，辐板2与环形机匣2进行连接。
在本申请中，环形机匣2的锥度面上与辐板对应的位置外侧面具有一个厚度大于机匣其他位置厚度的安装平台11，安装平台11用来对此处的结构进行强化，使其与辐板2的连接强度提高。在安装平台11上设置至少两个平台螺栓孔12。可以理解的是，平台连接孔12的数量通常取决于辐板2相对位置上设置的螺栓孔的数量。
如图3所示，辐板2大体上呈矩形，其上部分向环形机匣11方向弯折一小角度。在辐板2的上部具有一用于与安装平台11配合的端面，所述端面在结构上通常为以发动机轴线回转而形成的圆弧面。在辐板2的端面2上有大致的垂直于所述锥度方向上设置第一螺栓孔21，第一螺栓孔21与环形机匣1上的平台螺栓孔12位置及数量相对应。此外，在辐板2的厚度方向上设置第二螺栓孔22，第二螺栓孔22通常为穿透的孔，其用于安放螺母4(未示出)。第二螺栓孔的轴线与第一螺栓孔的轴线垂直且相交。
在本申请一优选实施例中，自第二螺栓孔23沿着辐板2的侧面向下设有固定槽23，固定槽23用于固定调整锁片5。需要说明的是，固定槽23可以略宽于调整锁片5可弯折的固定部。
如图4所示，螺母4为圆螺母，其设置在辐板2的第二螺栓孔22内，用于与穿过环形机匣1、第一螺栓孔21的连接螺栓3配合实现环形机匣1与辐板2的固定。
在本申请一实施例中，螺母4主要由螺母本体41和安装部42构成，其中螺母本体41的外廓尺寸大于安装部42的外廓尺寸，以使螺母本体41和安装部42之间可以形成台阶端面43，台阶端面43用于与调整锁片5进行配合支撑。
在本申请上述实施例中，由于螺母4设置在第二螺栓孔22内，为了防止两者之间产生干涉及应力集中，在螺母本体4的侧面加工成轴线方向垂直于螺纹孔方向的圆弧面，以使其与辐板上的螺母安装孔配合。可以理解的是，由于螺母本体4放入第二螺栓孔后，其通常仅有两侧面与第二螺栓孔进行配合，因此螺母本体4的侧面仅需在想对称的两侧面加工出圆弧面即可。需要说明的是，螺母本体4采用两侧进行圆弧面加工，相比于与周向全部圆弧面加工来说，圆弧面与非圆弧面的过渡部分还可以起到螺母的防自转功能。
在本申请上述实施例中，螺母4的螺母本体41和安装部42至少部分的收口自锁，实现自锁螺母功能。可以理解的是，上述自锁可以在螺母本体41处，也可在安装部42处收口自锁。
如图所示，调整锁片5包括一本体部分及两个相对称的弹性调节部5A/5B。由于弹性调节部5A与弹性调节部5B结构相同，因此在以下内容中，以弹性调节部5B进行描述。
弹性调节部5B由自调整锁片5的本体部分向上弯折的弯折部21和位于弯折部52末端的支撑部52构成，支撑部52大致平行于调整锁片5的本体部分以形成一支撑面，支撑面与调整锁片5的本体之间具有弹性空间56。支撑部52形成有半圆形缺口，当两个弹性调节部5A/5B合在一起时，可以形成一供螺母4的安装部41穿过的缺口55，同时支撑面支撑于螺母4的台阶端面43，两者实现配合。
在本申请一实施例中，在弯折部51的部分位置具有一圆弧面52，圆弧面52可以与辐板2上的第二螺栓孔23配合。
在在本申请上述实施例中，调整锁片5自其本体部分沿着预定方向的两侧延伸有可弯折的固定部53A/53B，当调整锁片5设置在第二螺栓孔23内后，通过弯折固定部53A/53B，使其与辐板2的固定槽23配合，可实现调整锁片5与辐板2的相对固定，实现装配时限制螺母4沿辐板2的厚度方向移动的功能。拧紧连接螺栓1时，螺母2所在的位置工具不可达，而本申请中的调整锁片可以起到自锁的功能。
如图6所示，在装配自锁连接结构时时，首先将螺母2的安装部43***调整锁片5的缺口55中，将螺母4与调整锁片5装在一起。需要说明的是，在装配螺母4与调整锁片5时，需要保证螺母4和调整锁片5侧面的圆弧面处于同一圆柱面上。
如图7所示，之后将螺母4和调整锁片5一同塞入辐板上的第二螺栓孔23内，此时螺母4和调整锁片5可绕第二螺栓孔23的轴线转动或沿第二螺栓孔23的轴线移动。将螺母4的螺纹孔与辐板2上的第二螺栓孔23摆放至轴线大致重合，可先将连接螺栓1拧入螺母4中来进行辅助定位，将调整锁片5两端的固定部53A/53B弯折入辐板2上的锁片固定槽23内，继续拧紧连接螺栓1，此时螺母4不能沿辐板2厚度方向移动，可以绕第一螺栓孔21的轴线小幅转动，如图8所示。
辐板2与环形机匣1连接时，空间狭小，无法利用工具限制螺母4的位置，而调整锁片5解决了安装过程中螺母4的位置限制问题。
如图9所示，将辐板2与环形机匣1的配合端面贴合，螺栓孔对齐，将连接螺栓1拧入螺母4，由于螺母4可绕第一螺栓孔21轴线略微转动，当连接螺栓1拧到与环形机匣1上的平台贴合时，螺母4会自动转至螺纹孔与平台垂直的方向，从而实现辐板4与环形机匣1的连接功能，并保证连接螺栓1只受拉不受弯。
本申请提供的环形机匣与辐板的自锁连接结构通过设置支撑螺母的调整垫片，利用塞入辐板2的方向可调的螺母，使得辐板2的螺纹孔轴线可调，避免了连接螺栓与螺母轴线的不垂直、不同轴问题，保证连接螺栓只受拉不受弯，避免螺栓工作中受弯，增强了结构的安全可靠性。此外，本申请的结构中，不直接在辐板上打螺纹孔，当螺纹损坏时可以更换螺母，而不用更换辐板，节约了成本，且本申请中利用调整锁片在装配过程中固定螺母，实现了在工具不可达的狭小空间内将螺母限制在合适的位置上又能小幅调整方向。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，包括：
具有锥度的环形机匣和具有端面的辐板，所述端面与所述锥度相匹配，其中，辐板具有垂直于所述端面的第一螺栓孔以及具有垂直于辐板厚度方向且与所述第一螺栓孔连通的第二螺栓孔；
穿过所述环形机匣伸入辐板螺栓孔内的连接螺栓；
设置于所述第二螺栓孔内用于与所述连接螺栓配合的螺母；以及
设置于所述第二螺栓孔内且支撑于所述螺母的调整锁片，所述调整锁片的两侧具有相互对称的弹性调节部，通过所述弹性调节部调节所述调整锁片支撑的螺母的位置。
2.如权利要求1所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述环形机匣的锥度面具有厚度大于环形机匣壁厚的安装平台，所述安装平台设有用于所述连接螺栓穿过的螺栓孔。
3.如权利要求1所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述螺母包括：
螺母本体和安装部，所述螺母本体与所述安装部之间具有台阶，其中，所述螺母本体的外廓尺寸大于所述安装部的外廓尺寸。
4.如权利要求3所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述螺母本体至少部分的呈圆弧面，所述圆弧面用于与所述第二螺栓孔相适配。
5.如权利要求3或4所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述螺母的螺母本体或安装部至少部分的收口自锁。
6.如权利要求1所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述调整锁片的弹性调节部包括：
自所述弹性垫片的本体向上弯折的弯折部以及位于所述弯折部末端且平行于弹性垫片本体的支撑部，所述支撑部形成有半圆形缺口，通过对称设置支撑部构成用于支撑螺母的平面及用于容纳螺母安装部的槽口。
7.如权利要求6所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，自调整锁片本体沿预定方向延伸有固定部，所述固定部用于弯折后与辐板的侧面贴合，实现调整锁片与辐板的相互固定，其中所述预定方向为辐板厚度方向。
8.如权利要求6所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述调整锁片的弯折部具有弧形部，所述弧形部用于与第二螺栓孔相适配。
9.如权利要求6至8任一所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述调整锁片采用弹性金属材料制成。
10.如权利要求6所述的环形机匣与辐板的自锁连接结构，其特征在于，所述辐板的侧面具有自所述第二螺栓孔延伸而出的固定槽，所述固定槽容纳所述调整锁片的固定部。
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