一种双层金属衬套的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及静子叶片可调机构设计领域，具体涉及一种用于涡轮发动机可调 静子的两端轴部运动副的金属衬套。
【背景技术】
[0002] 为使燃气涡轮发动机在不同的工作状态下获得较高的推力或者效率，需要对压气 机内的气流方向进行控制。现代发动机主要采用液压传动系统对静子叶片角度进行调节： 通过一系列机构的传递，可将液压系统作用力转化成为沿发动机机匣周向的作用力，带动 压气机静子叶片发生转动，从而实现对气流方向的调节。
[0003] 在整个调节系统中，压气机可调静子叶片与机匣、内环构成的摩擦副是整个发动 机可调系统寿命、可靠性的关键点之一。现有技术中，通常选择带有自润滑功能的非金属材 料加工内、外端衬套，如图1所示，静子叶片可调机构基本结构包括1-驱动环和摇臂、2-非 金属外端衬套、3-静子机匣、4-可调静子叶片、5-非金属内端衬套、6-静子内环。当在压气 机叶片与机匣连接处使用非金属材料做衬套时，复杂的工作环境（尤其是高温下）使衬套 的可靠性存在一定的风险，机匣和叶片容易受到磨损。 【实用新型内容】
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型提供了一种双层金属衬套，与叶片、静子机匣等共 同构成静子叶片可调机构，双层金属衬套主要功能是保证静子叶片在工作中可靠地与静子 机匣等件相对旋转一定的角度，并且保护机匣和叶片不受磨损，所述的双层金属衬套包括 金属外端轴套、金属外端衬套、金属内端轴套以及金属内端衬套，所述金属外端轴套与金属 外端衬套安装在所述叶片与所述静子机匣之间，其中，所述金属外端轴套套接在所述叶片 上，所述金属外端衬套套接在所述金属外端轴套上，所述金属外端衬套外部连接所述静子 机匣；所述金属内端轴套与金属内端衬套安装在所述叶片与所述静子内环之间，其中，所述 金属内端轴套套接在所述叶片上，所述金属内端衬套套接在所述金属内端轴套上，所述金 属内端衬套外部连接所述静子内环。
[0005] 优选的是，考虑到运动副的磨损，为保证其在高温工作环境中的可靠性问题，所述 金属外端衬套以及金属内端衬套由耐高温的软质合金材料制成，如钛合金、GH605、GH600以 及K446合金。
[0006] 优选的是，所述金属外端轴套以及金属内端轴套由耐高温的硬质合金材料制成， 如GH738、GH710高温镍基合金。
[0007] 优选的是，所述金属外端衬套与所述静子机匣过渡配合，所述金属内端衬套与所 述静子内环间隙配合，所述金属外端轴套与所述叶片过盈配合，所述金属内端轴套与所述 叶片过盈配合，使摩擦副存在于衬套和轴套之间，保证了装配和摩擦副的合理性。
[0008] 优选的是，所述金属外端衬套与所述的金属内端衬套的内表面用电泳法涂有石 墨，这样既可以保证摩擦副一定的润滑性，又可以在高温条件下有一定的密封性。
[0009] 在上述方案中优选的是，通过计算分析，选取了合理的冷态间隙，保证在发动机在 全工作范围内可调叶片能实现灵活的转动，又不能间隙太大，防止漏气，所述金属外端衬套 与所述金属外端轴套的摩擦副间隙为〇. 〇23mm~0. 098mm，所述金属内端衬套与所述金属 内端轴套的摩擦副间隙为〇. 〇23mm~0. 098mm。
[0010] 本实用新型提出的双层金属衬套可以做为发动机压气机可调静子旋转轴与机匣 间形成摩擦副的结构，这种结构有效地解决了非金属材料耐温不足的缺点，同时通过仿真 计算和特殊的工艺处理，保证了衬套间的摩擦副配合安全、可靠、稳定选用的双层金属衬套 考虑到了使衬套与轴套之间形成摩擦副，衬套选用硬度较低的高温合金，轴套选用硬度较 高的高温合金，这样既保护了静子叶片不受磨损，又使转动摩擦相对容易。
【附图说明】
[0011] 图1是现有技术中静子叶片可调机构示意图。
[0012] 图2是根据本实用新型双层金属衬套一实施例的静子叶片可调机构示意图。
[0013] 图3是图2所示实施例的内、外端金属衬套示意图。
[0014] 图4是图2所示实施例的内、外端金属轴套结构示意图。
[0015] 其中，1-驱动环摇臂；2-非金属外端衬套；3-静子机匣；4-叶片；5-非金属内端 衬套；6-静子内环；7-金属外端轴套；8-金属外端衬套；9-金属内端轴套；10-金属内端衬 套。
【具体实施方式】
[0016] 为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型 实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实 施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例 是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新 型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0017] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用 新型保护范围的限制。
[0018] 本实用新型提出的双层金属衬套，与叶片、静子机匣等共同构成静子叶片可调机 构，双层金属衬套主要功能是保证静子叶片在工作中可靠地与静子机匣等件相对旋转一定 的角度，并且保护机匣和叶片不受磨损，如图2所示，所述的双层金属衬套包括金属外端轴 套7、金属外端衬套8、金属内端轴套9以及金属内端衬套10,所述金属外端轴套7与金属外 端衬套9安装在所述叶片4与所述静子机匣3之间，其中，所述金属外端轴套7套接在所述 叶片4上，所述金属外端衬套9套接在所述金属外端轴套7上，所述金属外端衬套9外部连 接所述静子机匣3 ;所述金属内端轴套8与金属内端衬套10安装在所述叶片4与所述静子 内环6之间，其中，所述金属内端轴套8套接在所述叶片4上，所述金属内端衬套10套接在 所述金属内端轴套8上，所述金属内端衬套10外部连接所述静子内环6。
[0019] 如图3所示，内、外端金属衬套为一端圆柱形结构，另一端向外凸出一部分，用以 卡接在所述静子内环6或静子机匣3上，考虑到运动副的磨损，为保证其在高温工作环境中 的可靠性问题，所述金属外端衬套8以及金属内端衬套10由耐高温的软质合金材料制成， 如钛合金、GH605、GH600以及K446合金。可以理解的是，上述材料多用于制造导向叶片、涡 轮外环、外壁、涡流器、封严片等高温零部件。上述合金对硅含量很敏感，GH605中，硅可促 使合金在760~925°C之间暴露时形成Co2W型L相，从而使合金的室温塑性下降，因此合金 中的硅含量应控制小于〇. 4%。GH60