对开机匣的可调叶片内环结构的制作方法

[0001]
本发明涉及航空发动机和燃气轮机叶片技术领域，尤其涉及一种对开机匣的可调叶片内环结构。


背景技术：

[0002]
航空发动机和燃气轮机压气机为了保证部分负荷下的高效率并防止压气机发生喘振，进口导叶及前几级静叶多设计为角度可调结构，进口导叶和前几级静叶的展弦比较大(叶片窄、薄、长)，工作过程中高速气流极易引起叶片振动，对压气机性能及安全造成不良影响，因此设计时增加内环结构，对叶片起到支撑、限位的作用，减小叶片振动。
[0003]
目前国内采用内环多为整环结构，对于水平对开机匣并不适用，水平对开机匣的可调叶片内环设计需考虑安装便捷性、叶片转动灵活、半环防脱落等诸多因素。


技术实现要素：

[0004]
(一)要解决的技术问题
[0005]
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种对开机匣的可调叶片内环结构，结构简单，便于装配，零件数量少，加工成本低，实现了对开机匣的可调叶片内环设计。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
本发明提供一种对开机匣的可调叶片内环结构，包括：内环1、可调叶片2及内环衬套3，其中，所述内环1上开设有与可调叶片2数量相同的轴径通孔16，所述内环1分别沿垂直所述内环1中心轴线的第一平面18和经过所述内环1中心轴线的第二平面19进行切割以形成四瓣结构，所述四瓣结构将所述轴径通孔16切割为两个半圆柱孔；所述可调叶片2靠近所述轴径通孔16的端头方向依次开设有旋转轴径21和限位凸台22，所述限位凸台22为沿所述旋转轴径21的轴向开设的圆柱凸台，所述限位凸台22的外径大于所述轴径通孔16的孔径；所述内环衬套3套设于所述可调叶片2的旋转轴径21上，所述可调叶片2通过所述内环衬套3安装于所述轴径通孔16中。
[0008]
进一步地，所述四瓣结构分别沿所述第一平面18和所述第二平面19对称布置。
[0009]
进一步地，所述四瓣结构沿所述内环1的中心轴线方向开设多个螺栓通孔17；所述可调叶片内环结构还包括连接螺栓螺母4，用于通过所述多个螺栓通孔17连接所述四瓣结构；所述螺栓通孔17和轴径通孔16在所述内环1上相互错开布置。
[0010]
进一步地，所述四瓣结构中，位于所述第二平面19其中一侧的两瓣结构连接第一机匣的可调叶片2；位于所述第二平面19其中另一侧的两瓣结构连接第二机匣的可调叶片2。
[0011]
进一步地，所述内环1切割的表面的结合面密接度不小于75％且沿切割路径不间断。
[0012]
进一步地，所述轴径通孔16内侧开设有环形槽15，所述限位凸台22安装于所述环形槽15内，用于对所述内环1进行径向限位。
[0013]
进一步地，所述内环衬套3为翻边轴套结构，所述内环衬套3包括具有自润滑特性的聚酰亚胺材料。
[0014]
进一步地，所述内环衬套3沿经其中心轴线的平面切割形成两个对开结构，每个所述对开结构在所述内环衬套3的外表面向内环切以形成前段结构32和后段结构31，所述环切的深度小于所述内环衬套3的壁厚。
[0015]
进一步地，所述可调叶片内环结构还包括弹性橡胶圈33，所述弹性橡胶圈33为环形结构且卡固于所述内环衬套3的环切沟槽内，用于将所述内环衬套3固定于所述旋转轴径21。
[0016]
进一步地，所述螺栓通孔17沿所述内环1的中心轴线方向均匀开设。
[0017]
(三)有益效果
[0018]
本发明提供一种对开机匣的可调叶片内环结构，采用线切割将内环分为四瓣，解决了对开机匣的安装问题；同时在可调叶片旋转轴径的下方设计限位台，防止安装后半环脱落；采用具有自润滑功能的对开内环衬套加弹性橡胶圈固定的方式，实现了叶片轴径在内环径向孔中灵活转动。该发明结构简单，便于装配，零件数量少，加工成本低，实现了对开机匣的可调叶片内环设计。
附图说明
[0019]
图1示意性示出了本发明实施例的对开机匣的可调叶片内环结构的安装图。
[0020]
图2示意性示出了本发明实施例的内环的结构图。
[0021]
图3示意性示出了本发明实施例的可调叶片的结构图。
[0022]
图4示意性示出了本发明实施例的内环衬套的结构图。
[0023]
附图标记说明：
[0024]
1-内环；2-可调叶片；3-内环衬套；4-连接螺栓螺母。
具体实施方式
[0025]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0027]
本发明提供一种对开机匣的可调叶片内环结构，需要说明的是，对开机匣的可调叶片内环结构用于支撑、限位展弦比较大(一般指展弦比大于3)的可调叶片，防止叶片在工作过程中振动过大，对压气机性能及安全造成不良影响。本发明实施例中，可调叶片包括可调导叶或静子叶片。
[0028]
图1示意性示出了本发明实施例的对开机匣的可调叶片内环结构的安装图。
[0029]
如图1所示，对开机匣的可调叶片内环结构包括内环1、可调叶片2及内环衬套3。
[0030]
图2示意性示出了本发明实施例的内环的结构图。
[0031]
参阅图1，对图2进一步说明，本发明实施例中，内环1开设有与可调叶片2的数量相同的轴径通孔16，用于安装可调叶片2。优选地，内环1为中空圆锥体结构，轴径通孔16沿内环1的外表面均匀开设。
[0032]
为了便于安装可调叶片2，内环1分别沿垂直其中心轴线的第一平面18和经过其中心轴线的第二平面19进行线切割以形成四瓣结构，该四瓣结构将每个轴径通孔16切割为两个半圆柱孔。
[0033]
为了便于区分，参阅图2，本发明实施例中，将该四瓣结构分为第一瓣11、第二瓣12、第三瓣13和第四瓣(图中未示出)，四瓣结构分别沿第一平面18和第二平面19对称布置。其中，第一瓣11和第四瓣位于第二平面19的同一侧，第二瓣12和第三瓣13位于第二平面19的另一侧；第一瓣11和第二瓣12位于第一平面18的同一侧，第三瓣13和第四瓣位于第一平面18的另一侧。
[0034]
优选地，沿第一平面18和第二平面19的切割具体为线切割，并且，内环1的线切割的结合面密接度不小于75％且沿切割路径不间断，以保证线切割质量。
[0035]
考虑到对开机匣具有两个半环机匣，相互对接形成整环机匣，为了便于区分，本发明实施例中，将两个半环机匣命名为第一机匣和第二机匣。
[0036]
在四瓣结构中，位于第二平面19其中一侧的两瓣结构连接第一机匣的可调叶片2；位于第二平面19其中另一侧的两瓣结构连接第二机匣的可调叶片2，从而实现将相互对接的第一机匣和第二机匣上的可调叶片2安装于内环1中。
[0037]
该四瓣结构沿内环1的中心轴线方向开设多个螺栓通孔17。参阅图2，本发明实施例中，螺栓通孔17分别连通第一瓣11和第四瓣，以及连通第二瓣12和第三瓣13。在其他实施例中，螺栓通孔17例如可以位于第一瓣11和第二瓣12的切割线附近，以连接第一瓣11和第二瓣12，螺栓通孔17的开设位置和数量可根据制造或安装的实际需要设置，具体本发明不做限制。
[0038]
优选地，螺栓通孔17沿内环1的中心轴线方向均匀开设。
[0039]
在一些实施例中，为避免通孔之间相互贯通从而影响可调叶片2的安装，该螺栓通孔17和轴径通孔16在内环1上相互错开布置。
[0040]
本发明实施例中，对开机匣的可调叶片内环结构还包括连接螺栓螺母4，用于通过多个螺栓通孔17连接该四瓣结构。
[0041]
图3示意性示出了本发明实施例的可调叶片的结构图。
[0042]
参阅图1，对图3进一步说明，本发明实施例中，可调叶片2靠近轴径通孔16的端头方向依次开设有旋转轴径21和限位凸台22，其中，旋转轴径21为光轴，用于套设内环衬套3，旋转轴径21通过内环衬套3安装于内环1的轴径通孔16中。限位凸台22为沿旋转轴径21的轴向开设的圆柱凸台。
[0043]
限位凸台22的外径大于轴径通孔16的孔径，在可调叶片2安装于内环1时，以防止内环1脱落。
[0044]
在一些实施例中，如图2所示，内环1的轴径通孔16内侧开设有环形槽15，限位凸台22安装于该环形槽15内，用于对内环1进行径向限位。
[0045]
图4示意性示出了本发明实施例的内环衬套的结构图。
[0046]
本发明实施例中，内环衬套3套没于可调叶片2的旋转轴径21上，可调叶片2通过内
环衬套3安装于内环1的轴径通孔16中。该内环衬套3用于承载可调叶片2对内环1的压力。
[0047]
在一些实施例中，如图4所示，内环衬套3为翻边轴套结构。为了便于安装，内环衬套3沿经其中心轴线的平面切割形成两个对开结构，每个对开结构在内环衬套3的外表面向内环切以形成前段结构32和后段结构31。
[0048]
该环切例如可以为线切割，环切的深度小于内环衬套3的壁厚，使前段结构32和后段结构31不至于完全断开。
[0049]
在一些实施例中，如图4所示，可调叶片内环结构还包括弹性橡胶圈33，弹性橡胶圈33为环形结构且卡固于内环衬套3的环切沟槽内。在内环衬套3安装于旋转轴径21时，采用弹性橡胶圈33用于将内环衬套3固定于旋转轴径21中，以防止内环衬套3的脱落。
[0050]
在一些实施例中，内环衬套3包括具有自润滑特性的聚酰亚胺材料，该材料具有自润滑功能，保证可调叶片2在角度调节过程中可灵活转动，从而提高可调叶片2和内环1的使用寿命。
[0051]
综上所述，本发明提供一种对开机匣的可调叶片内环结构，采用线切割将内环分为四瓣，解决了对开机匣的安装问题；同时在可调叶片旋转轴径的下方设计限位台，防止安装后半环脱落；采用具有自润滑功能的对开内环衬套加弹性橡胶圈固定的方式，实现了叶片轴径在内环径向孔中灵活转动。该发明结构简单，便于装配，零件数量少，加工成本低，实现了对开机匣的可调叶片内环设计。
[0052]
需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“左右”、“中间”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
[0053]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的规定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0054]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确的限制。
[0055]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。