螺旋桨组件及螺旋桨叶片固持组件的制作方法

螺旋桨组件典型地包括安装于毂的多个叶片，该毂由发动机旋转。叶片可为可线除去的，并且固持于毂，以便支承操作负载，其包括离心力构件，该离心力构件沿平行于螺旋桨叶片的纵轴线的方向作用。现代固持系统使用轴承组件，以将螺旋桨叶片固持于毂组件。各个叶片根部固持在其自身插座内，用于通过使用轴承组件来围绕桨距变化轴线在其中旋转。这些轴承可为预加载的或不为预加载的。

背景技术：

历史上，非预加载的螺旋桨叶片的固持系统依靠叶片的重量，以确保它们在固持轴承的摇摆不发生的操作期间旋转时经历足够的离心加载。然而，现代轻质叶片可不经历足够的离心加载来防止轴承的一侧上的轴承元件在操作期间强加在叶片上的弯曲负载的影响下变为未加载的。因此，较大和较重的部分可对于固持机构为必要的。

已知使叶片和轴承预加载，以便在操作期间经历的高离心力和推力下保持它们的稳定性。此外，附加的预加载机构可用于补偿由磨损引起的轴承上的预加载的损失。预加载使系统张紧，并且克服操作离心力和推力使其稳固(brace)。附加预加载组件的包括导致了部分的更复杂替换和维护。更进一步，此类设计将毂内的油脂用作润滑剂，并且油脂随着时间的过去失去其润滑性质，导致更频繁的维护。

技术实现要素：

在一方面，本发明的实施例涉及一种螺旋桨组件，其具有带收纳件凹口的毂、位于收纳件凹口内并且具有限定具有第一轮廓的叶片凹口的贯通通路的套筒、具有带第二轮廓并且收纳在叶片凹口内的凸起的螺旋桨叶片，其中第一轮廓和第二轮廓互补，并且在凸起插入到叶片凹口中时，具有第一轮廓的套筒与螺旋桨叶片的凸起的第二轮廓匹配。

在另一方面，本发明的实施例涉及一种螺旋桨叶片固持组件，其具有用于将螺旋桨叶片可操作地联接于毂的套筒，其中套筒将螺旋桨叶片固持在毂内，并且允许螺旋桨叶片围绕其桨距轴线旋转，并且其中套筒包括自对准机构。

在又一方面，本发明的实施例涉及螺旋桨组件，其包括毂，该毂具有可操作地联接于第二件的第一件，以限定至少一个叶片凹口，并且其中叶片凹口的至少一部分包括第一轮廓、具有凸起的螺旋桨叶片，该凸起具有第二轮廓，收纳在叶片凹口内，其中第一轮廓和第二轮廓互补，并且在凸起插入到叶片凹口中时，具有第一轮廓的毂与螺旋桨叶片的凸起的第二轮廓匹配，以限定构造成防止叶片的径向移动的干涉结构。

技术方案1. 一种螺旋桨组件，包括：

具有收纳件凹口的毂；

套筒，其位于所述收纳件凹口内并且具有限定具有第一轮廓的叶片凹口的贯通通路；以及

具有凸起的螺旋桨叶片，所述凸起具有第二轮廓并且收纳在所述叶片凹口内；

其中所述第一轮廓和所述第二轮廓互补，并且在所述凸起插入到所述叶片凹口中时，具有所述第一轮廓的所述套筒与所述螺旋桨叶片的所述凸起的所述第二轮廓匹配。

技术方案2. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述套筒包括多件。

技术方案3. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述第一轮廓包括凸形外形。

技术方案4. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述凸形外形包括新月形状。

技术方案5. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨组件还包括施加于所述第一轮廓或所述第二轮廓中的至少一个的摩擦减小涂层。

技术方案6. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，间隙限定在所述第一轮廓与所述第二轮廓之间。

技术方案7. 根据技术方案6所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨组件还包括构造成闭合所述间隙的一部分的至少一个密封件。

技术方案8. 根据技术方案7所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨组件还包括在第一密封件与第二密封件之间位于所述间隙内的油。

技术方案9. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述毂还包括能够选择性地可操作地联接成限定所述收纳件凹口的第一件和第二件。

技术方案10. 根据技术方案1所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨组件还包括固持件，其选择性地可操作地联接于所述毂，并且构造成在所述固持件联接于所述毂时将所述套筒和所述螺旋桨叶片固持在所述毂内。

技术方案11. 一种螺旋桨叶片固持组件，包括：

用于将螺旋桨叶片可操作地联接于毂的套筒；

其中所述套筒将所述螺旋桨叶片固持在所述毂内，并且允许所述螺旋桨叶片在所述毂内围绕其桨距轴线旋转，并且其中所述套筒包括自对准机构，其与所述螺旋桨叶片或毂的一部分对接，以限定防止所述螺旋桨叶片的外侧径向移动的干涉结构。

技术方案12. 根据技术方案11所述的螺旋桨叶片固持组件，其特征在于，所述自对准机构包括与所述毂的第二轮廓匹配的第一轮廓。

技术方案13. 根据技术方案12所述的螺旋桨叶片固持组件，其特征在于，所述套筒安装于所述螺旋桨叶片。

技术方案14. 根据技术方案11所述的螺旋桨叶片固持组件，其特征在于，所述自对准机构包括与所述螺旋桨叶片的第二轮廓匹配的第一轮廓。

技术方案15. 一种螺旋桨组件，包括：

毂，其具有可操作地联接于第二件的第一件，以限定由具有限定第一轮廓的外形的壁形成的至少一个叶片凹口；以及

具有凸起的螺旋桨叶片，所述凸起具有第二轮廓，收纳在所述叶片凹口内；

其中所述第一轮廓和第二轮廓是互补的，并且当所述凸起插入到所述叶片凹口中时，具有所述第一轮廓的所述毂与所述螺旋桨叶片的所述凸起的所述第二轮廓匹配，以限定构造成防止所述叶片的径向移动的干涉结构。

技术方案16. 根据技术方案15所述的螺旋桨组件，其特征在于，间隙限定在所述第一轮廓与所述第二轮廓之间。

技术方案17. 根据技术方案16所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨组件还包括位于所述间隙的远端处的第一密封件和第二密封件。

技术方案18. 根据技术方案17所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨组件还包括在所述第一密封件与所述第二密封件之间位于所述间隙内的润滑剂。

技术方案19. 根据技术方案15所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述螺旋桨叶片包括套筒，并且所述套筒包括所述第二轮廓。

技术方案20. 根据技术方案19所述的螺旋桨组件，其特征在于，所述套筒可操作地联接于所述凸起。

附图说明

在附图中：

图1为包括螺旋桨叶片的螺旋桨组件的示意图。

图2为螺旋桨组件的部分的透视图，该部分可用于图1的组件中。

图3为具有分解的部分的图2的螺旋桨组件的部分的透视图。

图4为图2的螺旋桨组件的毂的部分和螺旋桨叶片的部分的截面视图。

图5为可用于图1的组件中的螺旋桨组件的部分的备选实施例的透视图。

图6为图5的螺旋桨组件的毂的部分和螺旋桨叶片的部分的截面视图。

图7为可用于图1的组件中的螺旋桨组件的部分的又一个备选实施的截面视图。

图8A-8D示出了可用于图2,5和7的螺旋桨组件中的备选形状或轮廓。

具体实施方式

图1示出了包括毂组件11和若干螺旋桨叶片14的螺旋桨组件10。毂组件11可包括盖13和毂12，毂12在图2中更清楚示出。毂12提供了用以装固多个螺旋桨叶片14的器件。毂12可由任何适合的材料形成，包括但不限于金属或复合材料。毂12可以以任何适合的方式形成，并且可装固任何数量的螺旋桨叶片14。典型地，螺旋桨叶片14形成为扭曲的翼型形状，并且可由任何适合的材料构成，包括但不限于金属或复合材料。螺旋桨叶片14将旋转运动转化成推进力。螺旋桨叶片14可为可线除去的，以提供成本和维护优点。用语可线除去指示螺旋桨叶片14可在现场除去和替换。可线除去的螺旋桨叶片可安装于毂12，并且必须固持，同时允许相对可旋转运动。

图3更清楚地示出了毂12包括第一或前毂部分20和第二或后毂部分22。前毂部分20和后毂部分22可经由任何适合的紧固件可操作地安装在一起，包括但不限于螺栓24。当前毂部分20和后毂部分22可操作地联接在一起时，它们限定一组收纳件凹口26。将理解的是，"一组"可包括任何数量的收纳件凹口，包括仅一个收纳件凹口。

收纳件30可位于收纳件凹口26内。收纳件30示为套筒32。在所示实例中，套筒32包括第一件34和第二件36。尽管套筒32可集成形成，但多件式套筒允许在现场内容易替换。不管形成套筒32的件的数量，套筒32产生限定叶片凹口38的贯通通路。

套筒32的叶片凹口38可提供用于待插入的螺旋桨叶片14的容置部。更具体而言，螺旋桨叶片14的凸起40可收纳在叶片凹口38内。凸起40可包括但不限于叶片根部或叶片根部的集成部分。

如可在图4中更清楚所见，当前毂部分20和后毂部分22可操作地联接时，毂12的环形肩部42围绕套筒32有效地包绕。环形肩部42约束套筒32的径向移动。此外，可更清楚看到的是，套筒32可包括第一形状、外形或轮廓50，并且螺旋桨叶片14的凸起40可包括第二形状、外形或轮廓52。第一轮廓50和第二轮廓52是互补的，并且当凸起40插入到叶片凹口38中时，第一轮廓50与第二轮廓52匹配。在所示实例中，套筒32的第一轮廓50示出具有凸形新月形状，而凸起40的第二轮廓52示为具有凹形新月形状。

套筒32作用为主固持系统，以将螺旋桨叶片14可操作地联接于毂12，同时仍使得螺旋桨叶片14能够围绕其桨距轴线旋转。间隙54限定在第一轮廓50与第二轮廓52之间。间隙54可具有高精度空隙，并且可填充有润滑剂，包括但不限于油浸润滑剂，以允许螺旋桨叶片14以较少摩擦旋转。第一密封件56和第二密封件58可包括在间隙54的远端处，以将润滑剂保持就位。作为备选，一个密封件可用于闭合间隙54的一部分，并且备选机构或部分可用于密封间隙54的另一部分。此外，套筒32和凸起40中的一个或两者可包括摩擦减小涂层，以进一步允许螺旋桨叶片14以较少摩擦旋转。可使用任何适合的摩擦减小涂层，其包括但不限于氮化银涂层。

在操作期间，套筒32用于将螺旋桨叶片14固持于毂12，同时允许其间的相对可旋转运动，并且不要求对螺旋桨组件的预加载部分的需要。套筒32有助于支承非常高推力弯矩，并且匹配轮廓形成消除预加载要求的自对准机构。

图5示出了根据本发明的第二实施例的备选螺旋桨组件110。螺旋桨组件110类似于先前描述的螺旋桨组件10，并且因此，相似部分将标有增加100的相似数字，其中理解的是，螺旋桨组件10的相似部分的描述应用于螺旋桨组件110，除非另外指出。

第二实施例与第一实施例之间的一个差别在于毂112不包括前件和后件。作为替代，收纳件凹口126尺寸确定成允许套筒132和螺旋桨叶片114的凸起140两者插入其中，如可在图6中更清楚看到的。一旦螺旋桨叶片114和其匹配套筒132被插入，则固持件160可以可操作地联接于毂112，以将螺旋桨叶片114和套筒132保持在毂112内。在所示实例中，固持件160包括具有凹口164的环162，螺旋桨叶片114可穿过凹口164，并且尺寸确定成允许螺旋桨叶片114在其中旋转。环162示为通过多种螺栓166安装于毂112，但将理解的是，可使用任何适合的紧固件。环162可包括凸起168，其使套筒132紧密地坐在毂112内，并且不允许套筒132在收纳件凹口126内移动。此外，将理解的是，可使用任何适合的固持件，包括但不限于将套筒132安装于毂112的离散的紧固件。环162或任何其它适合的固持件可用作外侧肩部，以固持套筒132免于沿径向移动。由于环162为可除去的，故其允许螺旋桨叶片114被替换，而不需要以两个半部形成毂。

图7示出了根据本发明的第三实施例的备选螺旋桨组件210。螺旋桨组件210类似于螺旋桨组件10，并且因此，相似部分将标有增加200的相似数字，其中理解的是，螺旋桨组件10的相似部分的描述应用于螺旋桨组件210，除非另外指出。

第三实施例与前两个实施例之间的一个差别在于，螺旋桨叶片214的凸起240包括第一轮廓250。更具体而言，螺旋桨叶片214示为包括套筒232，并且套筒232包括第一轮廓250。套筒232可与凸起240集成地形成，或如所示，套筒232可以可操作地联接于凸起240。套筒232可以以任何适合的方式可操作地联接于螺旋桨叶片214，包括但不限于套筒232可收缩配合到凸起240上。

尽管毂212也示为具有第一件220和第二件222，但在所示第三实施例中，第一件220和第二件222限定叶片凹口238，并且叶片凹口238的一部分包括第二轮廓252。更具体而言，第二轮廓252可以以任何适合的方式在毂212上产生，包括但不限于第一件220和第二件222可机加工成产生第二轮廓252。第一件220和第二件222可围绕凸起240闭合，使得其收纳在毂212的叶片凹口238内，并且使得第一轮廓250和第二轮廓252匹配。

如同前述实例那样，间隙254限定在第一轮廓250与第二轮廓252之间，并且第一密封件256和第二密封件258位于间隙254的远端处。油浸润滑剂可包括在间隙254内以提供润滑。毂212和套筒232两者可包括摩擦减小涂层，以进一步允许螺旋桨叶片214以较小摩擦旋转。在操作期间，螺旋桨叶片214在毂212内旋转，并且第一轮廓250与第二轮廓252匹配，并且用于将螺旋桨叶片214固持在其中。

在以上实施例中，套筒用作螺旋桨叶片固持组件，用于可操作地联接螺旋桨叶片和毂。套筒包括自对准的机构，其中第一轮廓与毂自身的第二轮廓匹配，或与螺旋桨叶片的第二轮廓匹配。匹配轮廓协作以限定干涉结构，其防止螺旋桨叶片的外侧径向移动，同时容许螺旋桨叶片围绕其纵向轴线的旋转用于桨距控制。

此外，尽管第一实施例和第二实施例将套筒示为包括凸形形状，示为新月轮廓，但可使用任何适合的轮廓、形状或外形。经由另外的非限制性实例，图8A示出了凹形新月轮廓300，图8B示出了截头圆锥轮廓302，图8C示出了C形轮廓304，并且图8D示出了具有多个C形的轮廓306。作为备选，多个套筒可用于形成任何适合的轮廓，包括但不限于在图8D中形成的轮廓。

上文所述的实施例提供了多种益处，包括具有轮廓形状的套筒用于固持螺旋桨叶片，并且允许其围绕其桨距轴线旋转。上述实施例无轴承或没有轴承组件，因为套筒替换用于当代的螺旋桨组件中的常规轴承，并且不要求预加载。套筒用于克服推力弯曲使螺旋桨叶片稳定。相比于常规组件，零件数和重量两者极大减少。此外，上述实施例使用油浸润滑剂，其相比于用于常规组件中的油脂，不易于污染。上述实施例为低成本的，提供了容易的组装和修理，并且允许较长的检修间隔。此外，上述实施例允许螺旋桨叶片继续为可线替换的，并且不要求任何专用工具来替换螺旋桨叶片。

在并未已经描述的程度上，各种实施例的不同特征和结构可按期望与彼此组合使用。在所有实施例中未示出的该一个特征并不意味着解释为不可，而是为了描述的简短而这样做。因此，不同实施例的各种特征可按期望混合和相配来形成新的实施例，而不论是否清楚描述新实施例。本文中所述的特征的所有组合或置换由本公开覆盖。

该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。