一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机制造技术

本发明专利技术提供一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机，其主要包括动力输出调整模块和无磁无轴式涵道风扇模块两大部分，特点在于采用无磁无轴式的扇叶，可以避免中心轴的使用，减少中心轴及其附件的安装，释放安装空间，还能增加轴向投影面积，提高动力，减少噪音；采用机械与液压混合控制的扇叶攻角可调机构，能够实现扇叶在高速转动时正反向自动调整，而且具有自锁效果，满足不同情况的使用要求。

A dynamic adjustable non magnetic shaft free culvert fan engine

The invention provides a power adjustable magnetic shaft type ducted fan engine, which mainly comprises a power output adjustment module and no magnetic shaft type ducted fan module two parts, is characterized by non magnetic shaft type fan, can avoid the use of the central axis, reducing the center shaft and accessories installation release, installation space, but also increase the axial projection area, increasing power, reducing the noise; the mechanical and hydraulic hybrid control of fan blade angle adjustable mechanism, can realize the automatic adjustment of fan blade is reverse when rotating at high speed, but also has the self-locking effect, to meet the different usage requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机
本专利技术提供一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机，属于无轴式涵道风扇发动机设计领域。
技术介绍
涵道风扇发动机的应用及其广泛，包括小型涵道式无人机、高速航模和船模及其他需要空气动力推进的领域，其有着高速，动力强劲其结构较简单的特点，可以使用电机或燃油机为动力源，但是也有着制造复杂，动平衡要求高的缺点。在现有的涵道风扇发动机，几乎全部都是有中心轴式的涵道风扇，采用中心轴的一般都要求叶轮整体制造，而且对中心轴的驱动必然在中心区域设置复杂变速机构或直连机构，会占用叶片的有效投影面积，使得动力收到限制，尤其是再对叶片做变攻角控制，更加占用中心区域和有效投影面积；所以现在需要设计一种无轴式涵道风扇发动，将全部的调整及驱动部分设置在涵道的外侧，最大限度的利用叶片有效的投影面积。目前采用无轴式涵道风扇多数是采用磁场式的定子与转子的模式，这样需要通入高频的电流和制造磁场，电转换为磁必定会大量生热，使得能量利用率降低，而且在叶片内部绕缠线圈也很难，一方面难以在有限的叶片空间内部绕缠足够的线圈，同时也难以保证绕缠后的动平衡，所以采用磁场式的驱动模式现在看来还有很大的技术难处。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术设置了一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机，其特点在于无磁场驱动，无中心轴，而且扇叶攻角可调。为实现上述特点，本专利技术的内容为：一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机，包括前涵道、滚动大轴承、大齿圈、丝杠驱动小齿轮、丝杠支撑轴承、螺纹丝杠、丝杠螺母、拉伸架、大皮带轮、拉紧螺栓组、后涵道、后端推压轴承、扇叶安装架、前端推压轴承、大皮带轮固定螺栓、伺服电机、伺服电机驱动齿轮、传动皮带、小皮带轮、平衡套、电机安装支架、高速驱动电机、扇叶、滚球、弹簧、液压活塞、液压缸、前端液压连通管、旋转液压片、转轴、后端液压连通管、前端液压接口、液压球头罩、后端液压接口。所述的滚动大轴承内圈固定卡装在前涵道的外环面的对应位置上，大齿圈固定卡装在滚动大轴承的外圈上，两个丝杠支撑轴承的外圈固定卡装在前涵道的丝杠轴承座中，螺纹丝杠固定卡装在两个丝杠支撑轴承的内圈中，丝杠驱动小齿轮固定安装在螺纹丝杠的前端轴头上，并调整其位置，使其与大齿圈相啮合；大皮带轮通过大皮带轮固定螺栓与扇叶安装架固定连接，在大皮带轮的后端的卡座中固定卡装后端推压轴承的前圈，后端推压轴承的后圈固定卡装在后涵道的卡座中，扇叶安装架的前端卡座中固定卡装前端推压轴承的后圈，前端推压轴承的前圈固定卡装在前涵道的卡座中，拉紧螺栓组穿装在前涵道和后涵道的对应的螺栓孔中，通过拉紧螺栓组将前涵道和后涵道拉紧固定；拉伸架滑动安装在拉紧螺栓组的中部光滑螺杆段，丝杠螺母固定安装在拉伸架的螺母孔中，并调整其与螺纹丝杠的关系，确保二者构成螺纹配合；伺服电机固定安装在前涵道的外环面上，在伺服电机的输出轴上固定安装有一个伺服电机驱动齿轮，调整伺服电机的安装位置，使伺服电机驱动齿轮与大齿圈保持啮合。高速驱动电机固定安装在电机安装支架上，电机安装支架固定安装在后涵道的外环壁上，高速驱动电机的输出轴上固定安装有平衡套，平衡套上再固定安装有一小皮带轮，小皮带轮与大皮带轮之间绕缠两条传动皮带；扇叶的外侧固定安装有转轴，转轴转动安装在扇叶安装架的对应转轴孔中，在转轴上固定卡装有旋转液压片，液压球头罩固定卡装在扇叶安装架的对应孔座中，并保持扣合在旋转液压片上，确保旋转液压片能在液压球头罩的内部做旋转动作，液压球头罩上设有四个管口，其中两个用连通管接通，另外两个分别为前端液压接口和后端液压接口，在扇叶安装架的两组支管架上固定卡装有前端液压连通管和后端液压连通管，前端液压接口与前端液压连通管接通，后端液压接口与后端液压连通管接通；液压活塞滑装在液压缸的支架孔内，并插入液压缸的活塞孔中，弹簧卡装在液压缸的支架和液压活塞的轴头轴肩之间，使液压活塞在弹簧力的作用下处于外伸状态，在液压活塞的轴头的球孔座中滚动安装有一滚球，其中滚球、弹簧、液压活塞及液压缸按上述安装特征组合，为一组液压控制组；将此液压控制组通过液压缸固定安装在扇叶安装架上。进一步的，为实现液压控制扇叶扭转的需要，所述的由滚球、弹簧、液压活塞及液压缸组成的液压控制组设置有八组，其中四组与前端液压连通管连通，均匀布置在前端液压连通管与前涵道之间的扇叶安装架的外环面上，四组中的滚球滚切于拉伸架的一侧内环面；另外四组与后端液压连通管连通，均匀布置后端液压连通管与后涵道之间的扇叶安装架的外环面上，此四组中滚球滚切与拉伸架的另一侧的内环面上，最后保证拉伸架在拉紧螺栓组前后滑动时，配合弹簧能实现对每组中的液压活塞的压入或拔出。进一步的，为实现对拉伸机的平稳控制，防止卡死，所述的伺服电机和伺服电机驱动齿轮按照前述的两者之间安装特征设置有一组；丝杠驱动小齿轮、丝杠支撑轴承、螺纹丝杠和丝杠螺母按照前述的相互之间的安装关系均匀的设置有三组；扇叶最优的设置有十组。进一步的，为实现大皮带轮的两侧均匀受力，所述的小皮带轮、平衡套、电机安装支架和高速驱动电机按照前述的安装关系设置有对称的两组；小皮带轮与大皮带轮均为四个皮带槽；其中一组的小皮带轮与大皮带轮之间的传动皮带使用最两侧的两个皮带槽，另一组的小皮带轮与大皮带轮之间的传动皮带使用最内侧的两个皮带槽。进一步的，为实现轴承承受推力和压力的使用需要，所述的后端推压轴承由推压轴承前圈、滚动体和推压轴承后圈组成，其中推压轴承前圈的两个滚动体的滚滑侧面与水平面夹角为45度；前端推压轴承与后端推压轴承结构相似。进一步的，为实现液压控制的需要，液压球头罩内部设置有两片液压隔板。进一步的，为实现平衡高速两侧驱动电机的需要，平衡套由平衡套内圈、平衡套外圈和高刚度弹簧组成，其中平衡套内圈与平衡套外圈同轴线套装，若干个高刚度弹簧卡装在平衡套内圈和平衡套外圈之间的齿板之间。本专利技术上述
技术实现思路
，具有以下优点：没有采用磁场驱动，不必考虑发热和线圈绕缠问题，对扇叶的动平衡更容易保证；没有中心轴，可以最大程度的利用扇叶的有效投影面积，没有中心区域驱动机构的设计；采用螺纹丝杠螺母配合液压控制的扇叶攻角调整机构，一方面能在扇叶高速转动时完成调整，调整与高速运行不相互影响，而且液压机构的设置具有稳定的控制自锁功能，不会对伺服电机造成过扭伤害，对伺服电机的转速和扭矩也要求不高。附图说明图1为本专利技术的三维结构剖切示意图。图2为本专利技术的三维结构爆炸示意图。图3为本专利技术的液压控制部分的局部放大示意图。图4为本专利技术的后端推压轴承12的三维结构示意图。图5为本专利技术的平衡套20的三维结构示意图。图6为本专利技术的液压球头罩33的内部结构示意图。附图标号：1-前涵道；2-滚动大轴承；3-大齿圈；4-丝杠驱动小齿轮；5-丝杠支撑轴承；6-螺纹丝杠；7-丝杠螺母；8-拉伸架；9-大皮带轮；10-拉紧螺栓组；11-后涵道；12-后端推压轴承；13-扇叶安装架；14-前端推压轴承；15-大皮带轮固定螺栓；16-伺服电机；17-伺服电机驱动齿轮；18-传动皮带；19-小皮带轮；20-平衡套；21-电机安装支架；22-高速驱动电机；23-扇叶；24-滚球；25-弹簧；26-液压活塞；27-液压缸；28-前端液压连通管；29-旋转液压片；30-转轴；31-后端液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机，包括前涵道（1）、滚动大轴承（2）、大齿圈（3）、丝杠驱动小齿轮（4）、丝杠支撑轴承5、螺纹丝杠（6）、丝杠螺母（7）、拉伸架（8）、大皮带轮（9）、拉紧螺栓组101、后涵道（11）、后端推压轴承（12）、扇叶安装架（13）、前端推压轴承（14）、大皮带轮固定螺栓（15）、伺服电机（16）、伺服电机驱动齿轮（17）、传动皮带（18）、小皮带轮（19）、平衡套（20）、电机安装支架（21）、高速驱动电机（22）、扇叶（23）、滚球（24）、弹簧（25）、液压活塞（26）、液压缸（27）、前端液压连通管（28）、旋转液压片（29）、转轴（30）、后端液压连通管（31）、前端液压接口（32）、液压球头罩（33）、后端液压接口（34），其特征在于：所述的滚动大轴承（2）内圈固定卡装在前涵道（1）的外环面的对应位置上，大齿圈（3）固定卡装在滚动大轴承（2）的外圈上，两个丝杠支撑轴承（5）的外圈固定卡装在前涵道（1）的丝杠轴承座中，螺纹丝杠（6）固定卡装在两个丝杠支撑轴承（5）的内圈中，丝杠驱动小齿轮（4）固定安装在螺纹丝杠（6）的前端轴头上，并调整其位置，使其与大齿圈（3）相啮合；大皮带轮（9）通过大皮带轮固定螺栓（15）与扇叶安装架（13）固定连接，在大皮带轮（9）的后端的卡座中固定卡装后端推压轴承（12）的前圈，后端推压轴承（12）的后圈固定卡装在后涵道（11）的卡座中，扇叶安装架（13）的前端卡座中固定卡装前端推压轴承（14）的后圈，前端推压轴承（14）的前圈固定卡装在前涵道（1）的卡座中，拉紧螺栓组（10）穿装在前涵道（1）和后涵道（11）的对应的螺栓孔中，通过拉紧螺栓组（10）将前涵道（1）和后涵道（11）拉紧固定；拉伸架（8）滑动安装在拉紧螺栓组（10）的中部光滑螺杆段，丝杠螺母（7）固定安装在拉伸架（8）的螺母孔中，并调整其与螺纹丝杠（6）的关系，确保二者构成螺纹配合；伺服电机（16）固定安装在前涵道（1）的外环面上，在伺服电机（16）的输出轴上固定安装有一个伺服电机驱动齿轮（17），调整伺服电机（16）的安装位置，使伺服电机驱动齿轮（17）与大齿圈（3）保持啮合；高速驱动电机（22）固定安装在电机安装支架（21）上，电机安装支架（21）固定安装在后涵道（11）的外环壁上，高速驱动电机（22）的输出轴上固定安装有平衡套（20），平衡套（20）上再固定安装有一小皮带轮（19），小皮带轮（19）与大皮带轮（9）之间绕缠两条传动皮带（18）；扇叶（23）的外侧固定安装有转轴（30），转轴（30）转动安装在扇叶安装架（13）的对应转轴孔中，在转轴（30）上固定卡装有旋转液压片（29），液压球头罩（33）固定卡装在扇叶安装架（13）的对应孔座中，并保持扣合在旋转液压片（29）上，确保旋转液压片（29）能在液压球头罩（33）的内部做旋转动作，液压球头罩（33）上设有四个管口，其中两个用连通管接通，另外两个分别为前端液压接口（32）和后端液压接口（34），在扇叶安装架（13）的两组支管架上固定卡装有前端液压连通管（28）和后端液压连通管（31），前端液压接口（32）与前端液压连通管（28）接通，后端液压接口（34）与后端液压连通管（31）接通；液压活塞（26）滑装在液压缸（27）的支架孔内，并插入液压缸（27）的活塞孔中，弹簧（25）卡装在液压缸（27）的支架和液压活塞（26）的轴头轴肩之间，使液压活塞（26）在弹簧力的作用下处于外伸状态，在液压活塞（26）的轴头的球孔座中滚动安装有一滚球（24），其中滚球（24）、弹簧（25）、液压活塞（26）及液压缸（27）按上述安装特征组合，为一组液压控制组；将此液压控制组通过液压缸（27）固定安装在扇叶安装架（13）上。...

【技术特征摘要】
1.一种动力可调式无磁无轴式涵道风扇发动机，包括前涵道（1）、滚动大轴承（2）、大齿圈（3）、丝杠驱动小齿轮（4）、丝杠支撑轴承5、螺纹丝杠（6）、丝杠螺母（7）、拉伸架（8）、大皮带轮（9）、拉紧螺栓组101、后涵道（11）、后端推压轴承（12）、扇叶安装架（13）、前端推压轴承（14）、大皮带轮固定螺栓（15）、伺服电机（16）、伺服电机驱动齿轮（17）、传动皮带（18）、小皮带轮（19）、平衡套（20）、电机安装支架（21）、高速驱动电机（22）、扇叶（23）、滚球（24）、弹簧（25）、液压活塞（26）、液压缸（27）、前端液压连通管（28）、旋转液压片（29）、转轴（30）、后端液压连通管（31）、前端液压接口（32）、液压球头罩（33）、后端液压接口（34），其特征在于：所述的滚动大轴承（2）内圈固定卡装在前涵道（1）的外环面的对应位置上，大齿圈（3）固定卡装在滚动大轴承（2）的外圈上，两个丝杠支撑轴承（5）的外圈固定卡装在前涵道（1）的丝杠轴承座中，螺纹丝杠（6）固定卡装在两个丝杠支撑轴承（5）的内圈中，丝杠驱动小齿轮（4）固定安装在螺纹丝杠（6）的前端轴头上，并调整其位置，使其与大齿圈（3）相啮合；大皮带轮（9）通过大皮带轮固定螺栓（15）与扇叶安装架（13）固定连接，在大皮带轮（9）的后端的卡座中固定卡装后端推压轴承（12）的前圈，后端推压轴承（12）的后圈固定卡装在后涵道（11）的卡座中，扇叶安装架（13）的前端卡座中固定卡装前端推压轴承（14）的后圈，前端推压轴承（14）的前圈固定卡装在前涵道（1）的卡座中，拉紧螺栓组（10）穿装在前涵道（1）和后涵道（11）的对应的螺栓孔中，通过拉紧螺栓组（10）将前涵道（1）和后涵道（11）拉紧固定；拉伸架（8）滑动安装在拉紧螺栓组（10）的中部光滑螺杆段，丝杠螺母（7）固定安装在拉伸架（8）的螺母孔中，并调整其与螺纹丝杠（6）的关系，确保二者构成螺纹配合；伺服电机（16）固定安装在前涵道（1）的外环面上，在伺服电机（16）的输出轴上固定安装有一个伺服电机驱动齿轮（17），调整伺服电机（16）的安装位置，使伺服电机驱动齿轮（17）与大齿圈（3）保持啮合；高速驱动电机（22）固定安装在电机安装支架（21）上，电机安装支架（21）固定安装在后涵道（11）的外环壁上，高速驱动电机（22）的输出轴上固定安装有平衡套（20），平衡套（20）上再固定安装有一小皮带轮（19），小皮带轮（19）与大皮带轮（9）之间绕缠两条传动皮带（18）；扇叶（23）的外侧固定安装有转轴（30），转轴（30）转动安装在扇叶安装架（13）的对应转轴孔中，在转轴（30）上固定卡装有旋转液压片（29），液压球头罩（33）固定卡装在扇叶安装架（13）的对应孔座中，并保持扣合在旋转液压片（29）上，确保旋转液压片（29）能在液压球头罩（33）的内部做旋转动作，液压球头罩（33）上设有四个管口，其中两个用连通管接通，另外两个分别为前端液压接口（32）和后端液压接口（34），在扇叶安装架（13）的两组支管架上固定卡装有前端液压连通管（28）和后端液压连通管（31），前端液压接口（32...

【专利技术属性】
技术研发人员：常俊红，
申请(专利权)人：常俊红，
类型：发明
国别省市：河北,13