一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构制造技术

本申请提供了一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，包括固定支板和可调导叶，固定支板包括叶身、支板头和内环前段，固定支板叶身尾部设有内凹的半圆形凹槽，可调导叶包括叶身、内轴颈和外轴颈，可调导叶叶身前部设有外凸的半圆形凸起，半圆形凹槽与半圆形凸起相配合形成旋转副，半圆形凹槽的回转半径大于半圆形凸起的半径，固定支板与可调导叶的旋转轴从叶尖到叶根均为直线；支板头上设有关节轴承安装槽，关节轴承安装槽内安装带腰形安装座的关节轴承，包括关节球和腰形安装座，腰形安装座的横轴方向的尺寸大于纵轴方向的尺寸，且关节球在腰形安装座的横轴方向偏心安装。本申请消除了旋转凸台，降低了气动损失。降低了气动损失。降低了气动损失。

【技术实现步骤摘要】
一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构


[0001]本申请涉及航空涡轮风扇发动机
，尤其涉及一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构。

技术介绍

[0002]小涵道比涡轮风扇发动机通常采用进口可变弯度导叶结构，其包含两个部分：固定支板和可调导叶，可调导叶位于固定支板后侧，通常由内轴颈、外轴颈和叶身构成，并通过内、外轴颈安装在进气承力框架上。为减小气动损失，并保证可调导叶外轴颈与叶尖的过渡区域具备足够的刚性，外轴颈的直径通常选取较大，超过叶尖的最大厚度，此时若想将可调导叶顺利安装到位，可能会与固定支板叶身尾部发生干涉。通常采用三种方法解决上述干涉问题：（1）固定支板叶身尾部靠近叶尖部分向前倾斜以让出足够空间，可调导叶的回转轴自叶尖到叶根始终保持为同一直线，可调导叶的外轴颈与叶尖型面的相交区域通过倒圆过渡。此时，固定支板和可调导叶之间存在较大的未使用空隙；（2）将固定支板和可调导叶分别装配在两个不同的机匣上，两个机匣法兰结合位置选择在可调导叶安装孔处；（3）固定支板叶身尾部靠近叶尖部分向前倾斜以让出足够空间，可调导叶叶身前部靠近叶尖部分采用向前的倾斜回转面与外轴颈进行连接。通常固定支板也采用倾斜回转面，并与可调导叶的倾斜回转面同轴，保证旋转过程不会发生干涉。在这种情况下，固定支板和可调导叶的回转轴虽然同轴，但回转轴自叶尖到叶根并非一条直线，而是两段直线及其转接圆弧组成。
[0003]由于方法（1）存在较大的未使用空隙，可能造成气动损失；方法（2）由于安装复杂，固定支板和可调导叶分属不同的机匣，不符合单元体设计原则；实际较多采用结构简单和装配便捷的方法（3），但也存在以下问题：可调导叶关闭过程中，可调导叶叶身前部的回转面在旋转时会凸出固定支板叶身尾部型面而产生旋转凸台，导致固定支板与可调导叶的型面过渡不光顺，特别是在倾斜回转面位置，由于倾斜面处的回转半径较大，远大于固定支板叶身尾部叶型厚度，可调导叶的倾斜回转面全部凸出固定支板，导致更严重的气动损失；倾斜回转面的存在会增加固定支板和可调导叶加工难度，增加的制造成本；固定支板倾斜回转面与机匣壳体的转接位置通常会成为进气承力框架的应力集中位置，若固定支板与机匣壳体采用一体化设计，会成为限制进气承力框架寿命的关键位置。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，至少部分解决现有技术中存在的可调导叶叶身前部的回转面在旋转时会凸出固定支板叶身尾部型面而产生旋转凸台，导致严重的气动损失的问题。
[0005]本申请实施例提供一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，所述可变弯度导叶结构包括固定支板和可调导叶，所述固定支板与进气机匣壳体连接，所述可调导叶位于所述固定支板的后侧；所述固定支板包括固定支板叶身、支板头和内环前段，所述固定支板叶身尾部设有内凹的半圆形凹槽，所述可调导叶包括可调导叶叶身、内轴颈和外轴颈，所述可调导叶叶身前部设有外凸的半圆形凸起，所述半圆形凹槽与所述半圆形凸起相配合形成旋转副，所述半圆形凹槽的回转半径大于所述半圆形凸起的半径，所述固定支板与所述可调导叶的旋转轴从叶尖到叶根均为直线；所述支板头上设有关节轴承安装槽，所述关节轴承安装槽内安装带腰形安装座的关节轴承，所述带腰形安装座的关节轴承包括关节球和腰形安装座，所述可调导叶的外轴颈插入所述关节球进行安装，所述腰形安装座的横轴方向的尺寸大于纵轴方向的尺寸，且所述关节球在所述腰形安装座的横轴方向偏心安装。
[0006]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述固定支板叶身后侧到所述关节轴承安装槽后端的距离大于所述可调导叶的外轴颈的直径。
[0007]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述可调导叶各截面的半圆形凸起的半径等于该截面可调导叶叶身前部叶型厚度的一半。
[0008]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述可调导叶叶身型面与所述内轴颈以及所述可调导叶叶身型面和所述外轴颈均采用倒圆转接，且所述内轴颈和所述外轴颈覆盖整个倒圆区域。
[0009]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述支板头的内壁面构成环形流道面，所述固定支板叶身型面和所述环形流道面在固定支板叶尖和固定支板叶根部位均采用倒圆进行转接。
[0010]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述可调导叶上的倒圆与所述固定支板上的倒圆的尺寸相同。
[0011]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述可调导叶的外轴颈的直径大于可调导叶叶尖的最大厚度尺寸，所述可调导叶的内轴颈的直径大于可调导叶叶根的最大厚度尺寸。
[0012]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述固定支板还包括内环前段，所述内环前段上设有螺栓孔，螺栓通过所述螺栓孔将所述固定支板与轴承座连接。
[0013]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述固定支板后侧设有内环后段，所述内环后段设有可调导叶安装孔和法兰，所述可调导叶安装孔用于安装内衬套和所述可调导叶，通过所述法兰使所述内环后段与所述轴承座连接。
[0014]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述可调导叶的内轴颈与所述内衬套配合，所述内衬套设计为空心圆柱销，装配在所述可调导叶安装孔与所述可调导叶的内轴颈之间形成旋转副。
[0015]有益效果本申请实施例中的可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，通过将固定支板与可调导叶的旋转轴从叶尖到叶根均设置为直线，取消固定支板和可调导叶上的倾斜回转面，消除了可调导叶在旋转过程中产生的旋转凸台，并且不会形成未使用空隙，从而避免旋
转凸台产生的气动损失。同时，在没有倾斜回转面的情况下，通过使用带腰形安装座的关节轴承，仍能使可调导叶顺利装配到位。
[0016]通过采用带腰形安装座的关节轴承，可以使固定支板和可调导叶在没有倾斜回转面，且可调导叶外轴颈尺寸不减小的情况下，仍能将可调导叶装配到位。
[0017]通过将可调导叶各截面叶型在回转面区域内设计成厚度相等、左右对称的形式，且各截面回转半径刚好等于此处叶型厚度的一半。同时，固定支板叶身尾部半圆形凹槽与可调导叶叶身前部凸起的半圆形凸起同轴，且固定支板的半圆形凹槽半径大于可调导叶凸起的半圆形凸起回转半径，从而可以保证可调导叶在旋转过程中，各截面的回转面均不会凸出固定支板的叶身型面。
[0018]固定支板叶身型面和流道型面在叶尖、叶根部位采用倒圆进行转接。同样地，可调导叶的叶身型面与内轴颈、外轴颈也采用倒圆进行转接。通过将固定支板和可调导叶在叶尖、叶根部位的转接倒圆分别采用相同尺寸，可保证可调导叶在旋转过程中，叶尖、叶根部位的回转面均不会凸出固定支板的转接型面。
[0019]通过采用带腰形安装座的关节轴承，可以将可调导叶的内轴颈、外轴颈尺寸设计较大，从而可以覆盖整个转接倒圆区域，便于机械加工。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，其特征在于，所述可变弯度导叶结构包括固定支板和可调导叶，所述固定支板与进气机匣壳体连接，所述可调导叶位于所述固定支板的后侧；所述固定支板包括固定支板叶身、支板头和内环前段，所述固定支板叶身尾部设有内凹的半圆形凹槽，所述可调导叶包括可调导叶叶身、内轴颈和外轴颈，所述可调导叶叶身前部设有外凸的半圆形凸起，所述半圆形凹槽与所述半圆形凸起相配合形成旋转副，所述半圆形凹槽的回转半径大于所述半圆形凸起的半径，所述固定支板与所述可调导叶的旋转轴从叶尖到叶根均为直线；所述支板头上设有关节轴承安装槽，所述关节轴承安装槽内安装带腰形安装座的关节轴承，所述带腰形安装座的关节轴承包括关节球和腰形安装座，所述可调导叶的外轴颈插入所述关节球进行安装，所述腰形安装座的横轴方向的尺寸大于纵轴方向的尺寸，且所述关节球在所述腰形安装座的横轴方向偏心安装。2.根据权利要求1所述的可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，其特征在于，所述固定支板叶身后侧到所述关节轴承安装槽后端的距离大于所述可调导叶的外轴颈的直径。3.根据权利要求1所述的可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，其特征在于，所述可调导叶各截面的半圆形凸起的半径等于该截面可调导叶叶身前部叶型厚度的一半。4.根据权利要求1所述的可消除旋转凸台的进口可变弯度导叶结构，其特征在于，所述可调导叶叶身型面与所述内轴颈以及所述可调导叶叶身型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万东，邓杨，王永明，格桑央珍，张强，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：