采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇制造技术

本公开提供了一种采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇，包括：风扇叶片，包括叶身、叶根转轴及位于叶根转轴末端表面的外套齿；导轨轮盘，包括设置在导轨轮盘的盘缘内表面的引导部；燕尾型滑动榫头，配置成可沿引导部滑动，通过使导轨轮盘的间距进行改变，燕尾型滑动榫头沿引导部进行滑动，改变燕尾型滑动榫头的径向位置，从而燕尾型滑动榫头带动叶根转轴来改变风扇叶片的径向位置；以及套齿圆管，包括位于套齿圆管内表面的内套齿，内套齿与外套齿进行套齿连接，通过使套齿圆管进行转动，通过套齿连接来实现风扇叶片的安装角的调节。

Engine variable structure Fan with guide wheel and sleeve pipe

A variable structure Fan for an engine employing a guide rail wheel disk and a sleeve tooth circular tube is provided, comprising a fan blade including a blade body, a blade root rotating shaft and a casing tooth located at the end surface of the blade root rotating shaft, a guide rail wheel disk including a guide part arranged on the inner surface of the disk edge of the guide rail wheel disk, and a dovetail sliding tenon configured into a cocoa. The dovetail-type sliding tenon slides along the guide part to change the radial position of the fan blade by changing the distance between the guide rail wheel and disc, and changes the radial position of the dovetail-type sliding tenon along the guide part, so that the dovetail-type sliding tenon drives the blade root shaft to change the radial position of the fan blade; and the dovetail-type sleeve tube, including the surface of the dovetail tube. The inner sleeve tooth, the inner sleeve tooth and the outer sleeve tooth are connected, and the installation angle of the fan blade is adjusted by rotating the sleeve tooth tube and connecting the sleeve tooth.

【技术实现步骤摘要】
采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇
本公开涉及一种采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇。
技术介绍
随着飞行器飞行包线的扩展和任务复杂性的提高，航空发动机需要根据任务来调节自身各部件工作状态，以保证不同工况下部件的稳定性和工作效率，实现发动机综合性能的提升。叶片作为控制气体流动的关键部件，工程人员提出了叶片的多种调节方案。专利CN104819164A是一种较为常见的可调静子叶片联动调节装置方案，通过摇臂、联动环和拉杆结构的组合，对静子叶片的安装角进行联动调节。但是，该类结构仅适用于静子叶片，且只能调节叶片安装角的变化。专利CN206503781U是一种改进的用于航空发动机的可调导流叶片结构，通过摇臂、联动环和齿轮调节机构对静子叶片的安装角进行调节，同时，还设置了轴向作动机构和滑轨，以调节静子叶片的沿发动机轴向位置，增加压气机的工作裕度。但是，该结构仍然只适用于静子叶片的调节，且无法调节叶片的径向位置。专利CN205937166U提出了一种可调整角度的发动机风扇叶片结构，通过液压杆承受叶片离心力，通过电机调节风扇转轴进而实现对风扇叶片的角度调节。但是，该结构并不能调节风扇叶片的径向位置。由此可见，上述方案仅是针对静子叶片的调节方案，且更多的聚焦于静子叶片的安装角调节，均无法实现风扇转子叶片安装角和径向位置的同时调节，难以满足当前先进的航空发动机部件状态调节的需求。
技术实现思路
为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供了一种采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇。根据本公开的一个方面，采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇包括：风扇叶片，包括叶身、叶根转轴及位于叶根转轴末端表面的外套齿；导轨轮盘，包括设置在导轨轮盘的盘缘内表面的引导部；燕尾型滑动榫头，配置成可沿引导部滑动，通过使导轨轮盘的间距进行改变，燕尾型滑动榫头沿引导部进行滑动，改变燕尾型滑动榫头的径向位置，从而燕尾型滑动榫头带动叶根转轴来改变风扇叶片的径向位置；以及套齿圆管，包括位于套齿圆管内表面的内套齿，内套齿与外套齿进行套齿连接，通过使套齿圆管进行转动，通过套齿连接来实现风扇叶片的安装角的调节。根据本公开的至少一个实施方式，燕尾型滑动榫头包括：榫头，与引导部滑动连接；以及轴承，叶根转轴安装至轴承，以便实现风扇叶片的安装角的调节。根据本公开的至少一个实施方式，风扇叶片还包括：圆柱凸台，设置在叶根转轴的中部，与轴承接触，通过轴承传递叶片离心力至榫头。根据本公开的至少一个实施方式，导轨轮盘的数量为两个，通过与两个导轨轮盘分别相连的第一轴来改变导轨轮盘的间距；以及通过与套齿圆管相连的第二轴来使套齿圆管转动。根据本公开的至少一个实施方式，内套齿的长度大于外套齿的长度，确保内套齿与外套齿相对滑动的过程中仍能保持接触。根据本公开的至少一个实施方式，还包括摇臂和叶片联动盘，套齿圆管通过摇臂与叶片联动盘连接，叶片联动盘与第二轴连接；第二轴旋转带动叶片联动盘旋转，叶片联动盘通过摇臂带动套齿圆管旋转。根据本公开的至少一个实施方式，还包括限位销钉和限位螺钉，限位销钉用于叶片联动盘与摇臂的连接，叶片联动盘通过限位销钉带动摇臂旋转；限位螺钉用于摇臂与套齿圆管的连接，摇臂通过限位螺钉带动套齿圆管旋转。根据本公开的至少一个实施方式，全部风扇叶片均通过摇臂与叶片联动盘连接，当叶片联动盘旋转时，同时对全部风扇叶片的安装角进行调节。根据本公开的至少一个实施方式，当发动机调节至最大涵道比状态时，调节第一轴，增大导轨轮盘的间距，使燕尾型滑动榫头的径向位置提升，从而调节风扇叶片的径向位置至最大；第二轴带动叶片联动盘旋转，叶片联动盘通过摇臂带动套齿圆管沿自身轴线旋转，并通过套齿连接调节风扇叶片的安装角与当前气体流速和发动机转子转速相匹配；当发动机调节至最小涵道比状态时，调节第一轴，缩小导轨轮盘的间距，使燕尾型滑动榫头的径向位置降低，从而调节风扇叶片的径向位置至最小；第二轴带动叶片联动盘旋转，叶片联动盘通过摇臂带动套齿圆管沿自身轴线旋转，并通过套齿连接调节风扇叶片的安装角与当前气体流速和发动机转子转速相匹配；以及当发动机调节至中间涵道比状态时，调节第一轴，使导轨轮盘的间距适中，通过燕尾型滑动榫头来调节风扇叶片的径向位置至最大径向位置与最小径向位置之间的位置；第二轴带动叶片联动盘旋转，叶片联动盘通过摇臂带动套齿圆管沿自身轴线旋转，并通过套齿连接调节风扇叶片的安装角与当前气体流速和发动机转子转速相匹配。根据本公开的又一方面，一种发动机，包括：如上所述的采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇；燃气发生器；以及混合器；在发动机工作时，进气道的气流分为内涵气流和外涵气流，内涵气流经过燃气发生器后成为内涵出口气流，外涵气流经过外涵道后成为外涵出口气流，外涵出口气流与内涵出口气流经过混合器混合，形成尾喷管气流。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的至少一个实施方式的变结构风扇结构示意图。图2是根据本公开的至少一个实施方式的最大涵道比状态下的变结构风扇结构示意图。图3是根据本公开的至少一个实施方式的最小涵道比状态下的变结构风扇结构示意图。图4是根据本公开的至少一个实施方式的中等涵道比状态下的变结构风扇结构示意图。图5是根据本公开的至少一个实施方式的变结构风扇安装在发动机上的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。本公开的发动机变结构风扇，采用导轨轮盘实现转子叶片径向位置的调节，同时采用套齿圆管实现转子叶片安装角的调节。本公开为实现发动机风扇叶片的径向位置和安装角的调节提出了一种新型风扇部件结构方案，以保证风扇在全包线工况范围内的高效工作。在本公开的一个可选实施方式中，如图1所示，发动机变结构风扇包括：风扇叶片(转子叶片)、导轨轮盘2、燕尾型滑动榫头和套齿圆管。其中，风扇叶片包括叶身1、叶根转轴7，以及配置在叶根转轴的末端，即靠近发动机轴线端表面的外套齿10。导轨轮盘2的盘缘内表面配置有与燕尾型滑动榫头相匹配的引导部，例如导轨槽6。燕尾型滑动榫头可沿导轨槽6滑动。导轨槽6在承受燕尾型滑动榫头传递的叶片离心力的同时，为燕尾型滑动榫头提供滑动轨道。通过改变导轨轮盘2的间距，燕尾型滑动榫头可以沿着导轨槽6进行滑动，从而改变燕尾型滑动榫头的径向位置。进一步地，燕尾型滑动榫头带动叶根转轴7来改变风扇叶片的径向位置。套齿圆管包括位于套齿圆管内表面的内套齿11。风扇叶片的外套齿10可以与套齿圆管的内套齿11相配合形成套齿连接。当套齿圆管转动时，可以通过套齿连接来实现风扇叶片的安装角的调节。在本公开的一个可选实施方式中，如图1所示，燕尾型滑动榫头包括榫头5和轴承8。榫头5可以沿着导轨槽6滑动。叶根转轴7安装在轴承8上，轴承8可以固定叶根转轴7，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇，其特征在于，包括：风扇叶片，包括叶身、叶根转轴及位于叶根转轴末端表面的外套齿；导轨轮盘，包括设置在所述导轨轮盘的盘缘内表面的引导部；燕尾型滑动榫头，配置成可沿所述引导部滑动，通过使所述导轨轮盘的间距进行改变，燕尾型滑动榫头沿所述引导部进行滑动，改变所述燕尾型滑动榫头的径向位置，从而燕尾型滑动榫头带动所述叶根转轴来改变所述风扇叶片的径向位置；以及套齿圆管，包括位于所述套齿圆管内表面的内套齿，所述内套齿与所述外套齿进行套齿连接，通过使所述套齿圆管进行转动，通过所述套齿连接来实现所述风扇叶片的安装角的调节。

【技术特征摘要】
1.一种采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇，其特征在于，包括：风扇叶片，包括叶身、叶根转轴及位于叶根转轴末端表面的外套齿；导轨轮盘，包括设置在所述导轨轮盘的盘缘内表面的引导部；燕尾型滑动榫头，配置成可沿所述引导部滑动，通过使所述导轨轮盘的间距进行改变，燕尾型滑动榫头沿所述引导部进行滑动，改变所述燕尾型滑动榫头的径向位置，从而燕尾型滑动榫头带动所述叶根转轴来改变所述风扇叶片的径向位置；以及套齿圆管，包括位于所述套齿圆管内表面的内套齿，所述内套齿与所述外套齿进行套齿连接，通过使所述套齿圆管进行转动，通过所述套齿连接来实现所述风扇叶片的安装角的调节。2.根据权利要求1所述的风扇，其特征在于，燕尾型滑动榫头包括：榫头，与所述引导部滑动连接；以及轴承，所述叶根转轴安装至所述轴承，以便实现所述风扇叶片的安装角的调节。3.根据权利要求2所述的风扇，其特征在于，所述风扇叶片还包括：圆柱凸台，设置在所述叶根转轴的中部，与所述轴承接触，通过所述轴承传递叶片离心力至所述榫头。4.根据权利要求3所述的风扇，其特征在于，所述导轨轮盘的数量为两个，通过与两个导轨轮盘分别相连的第一轴来改变所述导轨轮盘的间距；以及通过与所述套齿圆管相连的第二轴来使所述套齿圆管转动。5.根据权利要求4所述的风扇，其特征在于，所述内套齿的长度大于所述外套齿的长度，确保所述内套齿与所述外套齿相对滑动的过程中仍能保持接触。6.根据权利要求4所述的风扇，其特征在于，还包括摇臂和叶片联动盘，所述套齿圆管通过所述摇臂与所述叶片联动盘连接，所述叶片联动盘与所述第二轴连接；所述第二轴旋转带动所述叶片联动盘旋转，所述叶片联动盘通过所述摇臂带动所述套齿圆管旋转。7.根据权利要求6所述的风扇，其特征在于，还包括限位销钉和限位螺钉，所述限位销钉用于所述叶片联动盘与所述摇臂的连接，所述叶片联动盘通过所述限位销钉带动所述摇臂旋转；所述限位螺钉用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志刚，李达，罗斌，解俊琪，袁善虎，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11