Пристрій керування поворотною лопаткою (варіанти) та напрямний апарат компресора

1. Пристрій керування лопаткою з регульованим кутом установки для напрямного апарата компресора турбомашини, який має у своєму складі тягу (30), з'єднувальні засоби (24, 26), виконані у вигляді пальця, які утворюють шарнірне з'єднання між першим кінцем (32) тяги та кільцем (20) керування, та засоби (40) фіксування, наприклад такі, як гвинт-гайка, контргайка, другого кінця (34) тяги на цапфі (12) лопатки (10), виконаної з можливістю її керування, який відрізняється тим, що додатково містить: радіальну виїмку (16), виконану в цапфі лопатки і призначену для приймання другого кінця (34) тяги (30), причому згадана виїмка має принаймні одну плоску бокову стінку (16а, 16b), нахилену відносно поздовжньої середньої площини (Р) виїмки, яка взаємодіє з відповідною нахиленою боковою стінкою (34а, 34b) другого кінця тяги, і затягувальну кришку (44), яка накладена на другий кінець тяги і на яку діють засоби (40) фіксації, причому згадана затягувальна кришка має внутрішню поверхню (48а), яка забезпечує плоский контакт із зовнішньою поверхнею (36) другого кінця тяги, на яку накладена згадана затягувальна кришка для утримування без зазору другого кінця (34) тяги (30) на цапфі (12) лопатки за допомогою контакту між згаданими нахиленими боковими стінками. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що радіальна виїмка (16) у цапфі (12) лопатки виконана з двома нахиленими плоскими боковими стінками (16а, 16b), симетричними відносно подовжньої середньої площини (Р) виїмки. 2 (19) 1 3 79734 4 соби (40) фіксації, причому згадана затягувальна кришка має на рівні внутрішньої поверхні (48а) паз (48) відповідної форми відносно частини поблизу зовнішньої поверхні (36) другого кінця (34) тяги (30), на яку накладена згадана затягувальна кришка, для утримування без зазору другого кінця (34) тяги (30) на цапфі (12) лопатки за допомогою кон такту між згаданими нахиленими боковими стінками. 10. Напрямний апарат компресора турбомашини, який містить один або більше пристроїв керування лопаткою з регульованим кутом установки, виконаних за будь-яким із попередніх пунктів. Даний винахід відноситься до управління лопатками з регульованим кутом установки. Він призначений особливо для використання у авіації для управління кутовим положенням напрямних лопаток уведення повітря в компресори турбомашин, таких як газотурбінні авіаційні двигуни. Відомі пристрої для управління лопатками з регульованим кутом установки у турбомашині звичайно містять орган управління у вигляді кільця, яке оточує корпус турбомашини, та декілька важелів або тяг, причому кожна тяга з'єднана одним кінцем з кільцем управління за допомогою шарнірного з'єднання, а другий кінець тяги закріплений на цапфі відповідної лопатки. Синхронізована зміна кутового положення лопаток здійснюється за допомогою повороту кільця навколо осі турбомашини. Для забезпечення можливості слідування за поворотним рухом кільця зв'язок між кожною тягою та кільцем забезпечує принаймні одну ступінь свободи повороту навколо осі, спрямованої по суті радіально відносно кільця. Однак, оскільки тяга жорстко закріплена на цапфі відповідної лопатки, поворот кільця спричиняє інші відносні рухи між кільцем та частиною тяги, прикріпленої до цапфи лопатки. Для забезпечення пристосування до цих додаткових рухів або, принаймні, до частини з них, відоме виконання зв'язку у вигляді шарового шарніру або аналогічного пристрою, який, крім повороту навколо осі, по суті радіальної відносно кільця, допускає поворот навколо осі, спрямованої дотично відносно кільця. Було запропоновано також виконання зв'язку, яке забезпечує додаткову ступінь свободи поступального руху у напрямі, по суті радіальному відносно кільця. Серед інших вирішень можна нагадати вирішення за [патентними документами Франції 2608678 А та 2746141 А]. Відомий також [патент США №6019574], в якому запропоновано виконання механічного шарнірного зв'язку між цапфою лопатки та закріпленим на ньому кінцем тяги у вигляді системи штиря та паза. При цьому різьбовий кінець цапфи лопатки проходить через отвір, проточений в тязі управління. Гайка, затягнута на різьбовому кінці цапфи, дає можливість з'єднати ці частини для спільного повороту. У [патентному документі ЕР 1010862] також описане шарнірне з'єднання, утворене пальцями-поводками, які виконані спільно з цапфою лопатки і проходять через вирізи в тому кінці тяги, який встановлюється на цапфу. Цей вузол також утримується від відносного повороту за допомогою гайки, нагвинченої на різьбовий кінець цапфи лопатки. У всіх вирішеннях, описаних у згаданих документах, відтворюваність руху повороту цапфи лопатки під дією згаданої тяги практично коливається в межах від 0,4° до 0,6°. Така низька точність зумовлена тим, що між різними деталями існують зазори за рахунок допусків на складання пристрою управління. Зокрема, зазор утворюється між цапфою та кінцем прикріпленої до нього тяги. Результатом є неточність на рівні приводу тяги, що особливо негативно виявляється на функціонуванні всього пристрою управляння. Завдання, на вирішення якого спрямований даний винахід, полягає в усуненні згаданих недоліків і в створенні пристрою управління з використанням засобів фіксування тяги, які дають можливість утримувати тягу на цапфі лопатки без зазорів. Винахід спрямований також на усунення похибки передачі руху управління. Згідно з винаходом вирішення поставленого завдання досягають за рахунок створення пристрою управління лопаткою з регульованим кутом установки для з напрямного апарату компресора турбомашини, який містить тягу, з'єднальні засоби, які утворюють шарнірне з'єднання між першим кінцем тяги та кільцем управління, і засоби фіксуваня другого кінця тяги на цапфі лопатки, якою потрібно управляти. Пристрій за винаходом характеризується тим, що він додатково містить радіальну виїмку, виконану у цапфі лопатки і призначену для приймання другого кінця тяги. Ця виїмка містить принаймні одну плоску бокову стінку, нахилену відносно поздовжньої середньої площини виїмки і яка взаємодіє з відповідною нахиленою боковою стінкою другого кінця тяги. Пристрій містить також затягувальну кришку, яка накладена на другий кінець тяги і на яку діють засоби фіксування. Затягувальна кришка має внутрішню поверхню, яка забезпечує плоский контакт із зовнішньою поверхнею другого кінця тяги, на яку накладена згадана затягувальна кришка для утримування без зазора другого кінця тяги на цапфі лопатки за допомогою контакту між згаданими нахиленими боковими стінками. Таким чином, другий кінець тяги розміщений на цапфі лопатки без зазорів завдяки нахиленим площинам, виконаним на рівні радіальної виїмки і на другому кінці тяги. Фіксування другого кінця тяги у нерухомому положенні на цапфі лопатки забезпечують за допомогою затягувальної кришки, а її блокування від повороту -засобами фіксування. За рахунок цього досягають підвищену відтворюваність повороту цапфи лопатки між тягою за допомогою тяги. 5 79734 Паз, виконаний на внутрішній поверхні затягувальної кришки, в який частково входить другий кінець тяги, дає можливість оптимальним чином забезпечити фіксування затягувальної кришки від повороту відносно інших деталей. Для того, щоб забезпечити симетричне фіксування тяги на цапфі лопатки, радіальна виїмка в цапфі лопатки в оптимальному прикладі здійснення виконана з двома нахиленими плоскими боковими стінками, симетричними відносно поздовжньої середньої площини виїмки. Дві нахилені плоскі бокові стінки можуть бути також виконані асиметричними відносно поздовжньої середньої площини виїмки для того, щоб уникнути плутанини між передньою та задньою крайками тяги. Перелік фігур креслень Приклад здійснення даного винаходу, який не є обмежуючим, його додаткові особливості та переваги будуть детальніше описані нижче з посиланнями на креслення, що додаються, на яких: Фіг.1 зображує пристрій управління за винаходом на вигляді у подовжньому розтині, Фіг.2 зображує пристрій за винаходом на вигляді у розтині по лінії ІІ-ІІ на Фіг.1, На Фіг.3 пристрій управління за Фіг.1 подано у перспективному зображенні, з частковим вирізом. Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу. На Фіг.1 наведена частина турбомашини, наприклад, авіаційного турбореактивного двигуна, забезпеченого лопатками 10 з регульованим кутом установки. Ці лопатки можуть бути, наприклад, напрямними лопатками на вході компресора турбомашини, розміщеними по колу навколо осі турбомашини. Як відомо, управління кутовими положеннями лопаток 10 здійснюють за допомогою кільця 20 управління, яке оточує корпус 22 турбомашини (на Фіг.1 показане частково), і декількох тяг 30. Кожна тяга 30 містить перший кінець 32, зв'язаний з кільцем 20 управління за допомогою сполучних засобів, які утворюють шарнірне з'єднання. Ці засоби можуть бути виконані, наприклад, у вигляді осі або пальця 24, який проходить через перший кінець 32 тяги 30, та гнізда 26 у кільці 20 управління, в яке входить палець 24. Другий кінець 34 тяги 30 закріплений на цапфі 12 лопатки 10 за допомогою засобів 40 фіксування. Засоби 40 фіксування, подані на Фіг. 1, традиційно являють собою систему гвинт-гайка, яка містить осьовий різьбовий стрижень 14, жорстко з'єднаний або виконаний спільно з цапфою 12 лопатки, та контргайку 42. Засоби фіксування можуть бути також утворені гвинтом описаного типу та самогальмуючою втулкою (не представлена), вбудованою в цапфу 12 лопатки, якщо висота цапфи допускає розміщення такої втулки. У цьому випадку в цапфі лопатки виконують осьовий отвір для проходження гвинта. На Фіг.2 та 3 більш детально показаний приклад виконання зв'язку між тягою та цапфою лопатки за винаходом. На верхній поверхні 12а цапфи 12 лопатки 10 у тому місці, де з неї виступає різьбовий стрижень 6 14, виконана радіальна виїмка 16. Вона обмежена з бокових сторін плоскими боковими стінками 16а, 16b, які нахилені відносно поздовжньої середньої площини Р виїмки 16 тяги 30. Кут нахилу може становити, наприклад, від 35° до 55°. Другий кінець 34 тяги 30, забезпечений отвором 35 для проходження різьбового стрижня 14 (або відповідного гвинта), входить у радіальну виїмку 16 частиною своєї товщини, обмеженої двома боковими стінками 34а, 34b, які нахилені відносно подовжньої середньої площини Р тяги. Нахил бокових стінок 34а, 34b відповідає нахилу бокових стінок 16а, 16b виїмки 16, на які вони спираються. Кришка 44, забезпечена проточкою 46 для проходження різьбового стрижня 14 (або відповідного гвинта), спирається на плоску зовнішню поверхню 36 другого кінця 34 тяги. У наведеному прикладі ця опора здійснена за допомогою плоскої поверхні (дна) 48а паза 48, який виконаний радіально у кришці 44 і є відповідним за формою до другого кінця 34 тяги на її ділянці поблизу поверхні 36. Затягувальне осьове зусилля, яке створює гайка 42 (або відповідний гвинт) на кришку 44 і передає через плоский контакт між плоскими поверхнями 36, 48а, притискає нахилені бокові стінки 34а, 34b тяги 30 до нахилених бокових стінок 16а, 16b виїмки 16. За рахунок цього між тягою 30 та цапфою 12 лопатки створюється з'єднання, що не має зазорів, для їх спільного повороту. В показаному прикладі виконання бокові стінки 34а, 34b нахилені симетрично відносно подовжньої середньої площини Р, як і бокові стінки 16а, 16b. У цій частині пристрій може бути виконаний по-іншому. Зокрема, тільки дві контактуючі бокові стінки, наприклад, 34а та 16а, можуть бути на хиленими, а інші стінки 34b, 16b можуть не мати нахилу. Може бути доцільною асиметрія в положенні нахилених бокових стінок 16а, 16b відносно середньої площини Р виїмки 16 для того, щоб не було плутанини між передньою та задньою крайками тяги 30. Під асиметрією положення розуміють, що відстань D1 (Фіг.2) між однією із плоских бокових стінок 16а, 16b та середньою площиною Р більше або менше відстані D2 між другою плоскою боковою стінкою 16а, 16b та середньою площиною Р. Слід зазначити також, що тяга 30 на своєму другому кінці 34 має більшу товщину порівняно з першим кінцем 32. Ця особливість дає можливість одержувати кращу посадку др угого кінця 34 тяги у виїмку 16 в цапфі 12 лопатки. Пристрій управління за винаходом може містити також втулку 50, яка оточує цапфу 12 лопатки між затягувальною кришкою 44 та закраїною 52 отвору у корпусі 22, в якому встановлена лопатка 10. Ця втулка 50 призначена для центрування цапфи 12 лопатки за допомогою антифрикційного матеріалу, який знаходиться між отвором корпусу та цапфою лопатки. Може бути передбачена регулююча прокладка 54 між затягувальною кришкою 44 та втулкою 50 для компенсації можливого осьового зазора між цими деталями. У цьому випадку 7 79734 затягувальна кришка 44 спирається своєю периферією на регулюючу прокладку 54. Крім того, між закраїною 52 отвору в корпусі 22 і основою цапфи Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 12 лопатки може бути встановлена антифрикційна шайба 56. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601