Механізм керування лопаткою із змінним кутом заклинювання і з зв’язуванням шляхом затиску

Номер патенту: 79581

Опубліковано: 10.07.2007

Автор: Буру Мішель

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій керування лопаткою з регульованим кутом установки для направляючого апарата компресора турбомашини, який містить тягу (20), шарнірне з'єднання між першим кінцем (20а) тяги і кільцем (4) керування і засоби (12) фіксації другого кінця (20b) тяги на цапфі (30) лопатки (2) з можливістю керування, який відрізняється тим, що додатково має затискні засоби у вигляді кришки, що затягується (40), яка накладена на другий кінець (20b) тяги (20) та сприймає зусилля осьового стиску під дією засобів (12) фіксації, причому кришка, що затягується, виконана з радіальним вирізом (48), який має щонайменше одну внутрішню бічну поверхню (48а, 48b), яка нахилена по відношенню до повздовжньої середньої площини (Р) вирізу (48) для взаємодії з похилою бічною поверхнею другого кінця тяги з можливістю взаємодіяти поперечно відносно повздовжньої середньої площини (Р) тяги для блокування другого кінця тяги на цапфі (30) для їхнього спільного повороту.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кришка, яка затягується (40), виконана з можливістю передачі поперечного затискного зусилля на відповідну поверхню другого кінця (20b) тяги (20) через контактні елементи (31, 33, 36a, 36b, 50а, 50b), які розміщені в радіальному вирізі (48) між кришкою, що затягується (40), і другим кінцем тяги.

3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що радіальний виріз (48) кришки, яка затягується (40), виконаний із двома внутрішніми похилими бічними поверхнями (48а, 48b), які симетричні відносно повздовжньої середньої площини (Р) вирізу (48).

4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що цапфа має тверду частину (31), яка виступає в осьовому напрямку від верхньої поверхні (32) цапфи на одній її стороні і має внутрішню бічну поверхню (31а), на яку спирається перша бічна поверхня (22а) другого кінця (20b) тяги (20).

5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що похила поверхня (48а) кришки, що затягується (40), спирається на другу похилу поверхню (22b) другого кінця (20b) тяги (20), яка протилежна поверхні (22а), на яку спирається внутрішня бічна поверхня (31а) твердої частини (31).

6. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що цапфа додатково містить гнучку пластинку (33), яка виступає в осьовому напрямку від верхньої поверхні (32) цапфи (30) на стороні, яка протилежна тій стороні, з якої виступає тверда частина (31), причому гнучка пластинка має внутрішню бічну поверхню (33a), що спирається на другу бічну поверхню (22b) другого кінця (20b) тяги (20), яка протилежна поверхні (22а), на яку спирається внутрішня бічна поверхня (31a) твердої частини (31), і похилу зовнішню бічну поверхню (33b), на яку спирається похила бічна поверхня (48а) кришки, що затягується (40).

7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що похила зовнішня бічна поверхня (33b) гнучкої пластинки (33) і похила бічна поверхня (48а) кришки, що затягується (40), виконані плоскими.

8. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що похила зовнішня бічна поверхня (33b) гнучкої пластинки (33) і похила бічна поверхня (48а) кришки, яка затягується (40), виконані конічними.

9. Пристрій за кожним з пп. 4-7, який відрізняється тим, що бічні поверхні (22а, 22b) другого кінця (20b) тяги (20) розташовані асиметрично відносно повздовжньої середньої площини (Р).

10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що цапфа (30) лопатки виконана з двома прорізами (34а, 34b), які виконані між центральним виступом (35) цапфи і двома більш тонкими бічними частинами (36a, 36b), які утворюють гнучкі пластинки, що мають зовнішні бічні поверхні (37а, 37), які є похилими відносно повздовжньої середньої площини (Р) тяги, другий кінець (20b) тяги (20) має U-подібний поперечний переріз із двома полицями (24а і 24b), які входять у прорізи (34а, 34b) цапфи, і похилі бічні поверхні (48а, 48b) кришки, що затягується (40), під дією засобів (12) фіксації спираються на похилі бічні поверхні (37а, 37b) гнучких пластинок (36a, 36b) для створення поперечного затискного зусилля полиць (24а і 24b) другого кінця тяги в прорізах (34а, 34b) цапфи лопатки.

11. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що другий кінець 20b тяги (20) має U-подібний поперечний переріз із двома полицями (24а, 24b), які спираються на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) центрального виступу (35) цапфи лопатки, вкладиші (50а, 50b) розміщені між похилими бічними поверхнями (48а, 48b) кришки, яка затягується, і полицями (24а, 24b) другого кінця тяги, причому похилі бічні поверхні (48а, 48b) кришки, яка затягується, під дією засобів (12) фіксації спираються на перші зовнішні бічні поверхні (51a, 51b) вкладишів (50a, 50b), які мають відповідний нахил для передачі поперечного затискного зусилля полиць другого кінця тяги на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) цапфи лопатки.

12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що вкладиші (50а, 50b) містять другі похилі зовнішні бічні поверхні (52а, 52b), які мають зворотний нахил відносно перших похилих зовнішніх поверхонь (51a, 51b) і спираються на відповідну поверхню цапфи лопатки.

13. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що похила бічна поверхня (51a, 51b) кожного з двох вкладишів (50а, 50b) виконана криволінійною в осьовому перерізі.

14. Пристрій за будь-яким з пп. 10-13, який відрізняється тим, що полиці (24а, 24b) другого кінця (20b) тяги (20) розташовані асиметрично відносно середньої площини (Р).

15. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що другий кінець (20b) тяги (20) має U-подібний поперечний переріз із двома полицями (24а, 24b), які спираються на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) центрального виступу (35) цапфи (30) лопатки, дві полиці (24а, 24b) другого кінця тяги містять зовнішні виступи (26а, 26b), похилі бічні поверхні (48а, 48b) кришки, яка затягується, що під дією засобів (12) фіксації спираються на зовнішні бічні поверхні (27а, 27b) виступів (26а, 26b), які мають відповідний нахил для передачі поперечного затискного зусилля полиць (24а, 24b) другого кінця тяги на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) цапфи лопатки.

16. Пристрій за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що засоби (12) фіксації містять гвинт (14), який проходить через перший отвір (21), який виконано в другому кінці (20b) тяги (20), другий отвір (46), який виконано в кришці, що затягується (40), і третій отвір, який виконано у цапфі (30) лопатки.

17. Пристрій за будь-яким з пп. 2-15, який відрізняється тим, що засоби (12) фіксації містять різьбовий стержень, який жорстко з'єднаний з цапфою (30) лопатки, яка проходить через перший отвір (21), що виконано в другому кінці (20b) тяги, і другий отвір (46), який виконано в кришці, що затягується (40), і на який нагвинчена затискна гайка.

Текст

1. Пристрій керування лопаткою з регульованим кутом установки для направляючого апарата компресора турбомашини, який містить тягу (20), шарнірне з'єднання між першим кінцем (20а) тяги і кільцем (4) керування і засоби (12) фіксації другого кінця (20b) тяги на цапфі (30) лопатки (2) з можливістю керування, який відрізняється тим, що додатково має затискні засоби у вигляді кришки, що затягується (40), яка накладена на другий кінець (20b) тяги (20) та сприймає зусилля осьового стиску під дією засобів (12) фіксації, причому кришка, що затягується, виконана з радіальним вирізом (48), який має щонайменше одну внутрішню бічну поверхню (48а, 48b), яка нахилена по відношенню до повздовжньої середньої площини (Р) вирізу (48) для взаємодії з похилою бічною поверхнею другого кінця тяги з можливістю взаємодіяти поперечно відносно повздовжньої середньої площини (Р) тяги для блокування другого кінця тяги на цапфі (30) для їхнього спільного повороту. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кришка, яка затягується (40), виконана з можливістю передачі поперечного затискного зусилля на відповідну поверхню другого кінця (20b) тяги (20) 2 (19) 1 3 79581 4 (20b) тяги (20) розташовані асиметрично відносно повздовжньої середньої площини (Р). 10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що цапфа (30) лопатки виконана з двома прорізами (34а, 34b), які виконані між центральним виступом (35) цапфи і двома більш тонкими бічними частинами (36a, 36b), які утворюють гн учкі пластинки, що мають зовнішні бічні поверхні (37а, 37), які є похилими відносно повздовжньої середньої площини (Р) тяги, другий кінець (20b) тяги (20) має Uподібний поперечний переріз із двома полицями (24а і 24b), які входять у прорізи (34а, 34b) цапфи, і похилі бічні поверхні (48а, 48b) кришки, що затягується (40), під дією засобів (12) фіксації спираються на похилі бічні поверхні (37а, 37b) гнучких пластинок (36a, 36b) для створення поперечного затискного зусилля полиць (24а і 24b) другого кінця тяги в прорізах (34а, 34b) цапфи лопатки. 11. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що др угий кінець 20b тяги (20) має U-подібний поперечний переріз із двома полицями (24а, 24b), які спираються на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) центрального виступу (35) цапфи лопатки, вкладиші (50а, 50b) розміщені між похилими бічними поверхнями (48а, 48b) кришки, яка затягується, і полицями (24а, 24b) другого кінця тяги, причому похилі бічні поверхні (48а, 48b) кришки, яка затягується, під дією засобів (12) фіксації спираються на перші зовнішні бічні поверхні (51a, 51b) вкладишів (50a, 50b), які мають відповідний нахил для передачі поперечного затискного зусилля полиць другого кінця тяги на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) цапфи лопатки. 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що вкладиші (50а, 50b) містять другі похилі зовнішні бічні поверхні (52а, 52b), які мають зворотний нахил відносно перших похилих зовнішніх поверхонь (51a, 51b) і спираються на відповідну поверхню цапфи лопатки. 13. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що похила бічна поверхня (51a, 51b) кожного з двох вкладишів (50а, 50b) виконана криволінійною в осьовому перерізі. 14. Пристрій за будь-яким з пп. 10-13, який відрізняється тим, що полиці (24а, 24b) другого кінця (20b) тяги (20) розташовані асиметрично відносно середньої площини (Р). 15. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що другий кінець (20b) тяги (20) має Uподібний поперечний переріз із двома полицями (24а, 24b), які спираються на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) центрального виступ у (35) цапфи (30) лопатки, дві полиці (24а, 24b) другого кінця тяги містять зовнішні виступи (26а, 26b), похилі бічні поверхні (48а, 48b) кришки, яка затягується, що під дією засобів (12) фіксації спираються на зовнішні бічні поверхні (27а, 27b) виступів (26а, 26b), які мають відповідний нахил для передачі поперечного затискного зусилля полиць (24а, 24b) другого кінця тяги на плоскі бічні поверхні (38а, 38b) цапфи лопатки. 16. Пристрій за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що засоби (12) фіксації містять гвинт (14), який проходить через перший отвір (21), який виконано в другому кінці (20b) тяги (20), другий отвір (46), який виконано в кришці, що затягується (40), і третій отвір, який виконано у цапфі (30) лопатки. 17. Пристрій за будь-яким з пп. 2-15, який відрізняється тим, що засоби (12) фіксації містять різьбовий стержень, який жорстко з'єднаний з цапфою (30) лопатки, яка проходить через перший отвір (21), що виконано в другому кінці (20b) тяги, і другий отвір (46), який виконано в кришці, що затягується (40), і на який нагвинчена затискна гайка. Дійсний винахід відноситься до керування лопатками з регульованим кутом установки. Він призначений переважно для використання в авіації для керування кутовим положенням направляючих лопаток введення повітря в компресори турбомашин, таких як газотурбінні авіаційні двигуни. Відомі пристрої для керування лопатками з регульованим кутом установки в турбомашині звичайно містять орган керування у вигляді кільця, яке оточує корпус турбомашини, і декількох важелів чи тяг, причому кожна тяга з'єднана одним кінцем з кільцем керування 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 і кільцем забезпечує щонайменше один ступінь свободи повороту навколо осі, яка спрямована, власне кажучи, радіально відносно кільця. Однак оскільки тяга міцно закріплена на цапфі відповід ної лопатки, поворот кільця викликає інші відносні рухи між кільцем і частиною тяги, яка прикріплена до цапфи лопатки. Для пристосування до цих додаткових рухів, чи щонайменше до частини з них, відомо виконання зв'язку у вигляді кульового шарніру чи аналогічного пристрою, який, крім повороту навколо осі, власне кажучи, радіальної відносно кільця, допускає поворот навколо осі, яка спрямована по дотичній відносно кільця. Було запропоновано також виконання зв'язку, який забезпечує додатковий ступінь свободи поступального руху в напрямку, власне кажучи, радіальному відносно кільця. Серед інших рішень можна згадати рішення [за патентними документами Франції 2608678 А і 2746141 А]. Відомий також [патент США №6019574], у якому запропоновано виконання механічного шарнірного зв'язку між цапфою лопатки й кінцем тяги, який закріплено на ній, у вигляді системи штиря і паза. При цьому різьбовий кінець цапфи лопатки проходить через отвір, який проточено в тязі керування. Гайка, яка затягнута на різьбовому кінці 5 79581 цапфи, дозволяє з'єднати ці частини для спільного повороту. [У патентному документі ЕР 1010862] також описане шарнірне з'єднання, яке утворено пальцями-повідцями, що виконані разом з цапфою лопатки і проходять через вирізи в тому кінці тяги, яка встановлюється на цапфу. Цей вузол також утримується від відносного повороту за допомогою гайки, яка нагвинчена на різьбовий кінець цапфи лопатки. В усі х рішеннях, які описані у зазначених документах, відтворюваність руху повороту цапфи лопатки під впливом зазначеної тяги практично коливається в межах від 0,4° до 0,6°. Така низька точність обумовлена тим, що між різними деталями існують зазори за рахунок допусків на зборку пристрою керування. Зокрема, зазор створюється між цапфою і кінцем тяги, яка прикріплена до неї. Результатом є неточність на рівні приводу тяги, що особливо негативно позначається на функціонуванні всього пристрою керування. Задача, на рішення якої спрямовано цей винахід, полягає в усуненні зазначених недоліків і в створенні пристрою керування з використанням засобів фіксації тяги, які дозволяють утримувати тягу на цапфі лопатки без зазорів. Винахід спрямований також на усунення погрішності передачі руху керування. Згідно з винаходом рішення поставленої задачі досягається за рахунок створення пристрою керування лопаткою з регульованим кутом установки для направляючого апарата компресора турбомашини, який містить тягу, сполучні засоби, які утворюють шарнірне з'єднання між першим кінцем тяги і кільцем керування, та засоби фіксації другого кінця тяги на цапфі лопатки, яка підлягає керуванню. Пристрій за винаходом характеризується тим, що він додатково містить затискні засоби, які діють поперечно відносно повздовжньої середньої площини тяги для блокування без зазорів другого кінця тяги на цапфі для їхнього спільного повороту. Завдяки такому рішенню усувається ризик утворення зазору між цапфою лопатки і кінцем закріпленої на ній тяги. За рахунок цього досягається підвищена відтворюваність повороту цапфи лопатки за допомогою тяги. Затискні засоби містять кришку, яка затягується, що накладена на другий кінець тяги і яка зазнає осьове зусилля стиску під дією засобів фіксації. Ця кришка, яка затягується, виконана з радіальним вирізом, який має щонайменше одну внутрішню бічну поверхню, яка похила відносно повздовжньої середньої площини цього вирву і яка взаємодіє з бічною поверхнею другого кінця тяги для створення затискного зусилля. Кришка, яка затягується, може передавати це затискне зусилля безпосередньо щонайменше на одну відповідну похилу бічну поверхню другого кінця читяги через контактні елемента, які розміщені щонайменше між однією похилою бічною поверхнею кришки, яка затягується, і відповідної бічною поверхнею другого кінця тяги. Контактні елементи можуть бути виконані або у вигляді щонайменше однієї гнучкої пластинки, яка виступає в осьовому напрямку з однієї сторони 6 від центрального виступ у цапфи, або у вигляді щонайменше одного вкладиша, який розміщено між кришкою, яка затягується, і бічною поверхнею другого кінця тяги. Другий кінець тяги може мати U-подібний поперечний переріз із двома полицями, які притиснуті до бічних поверхонь центрального виступу цапфи лопатки. Для того щоб запобігти плутанині між передньою і задньою крайками тяги, може бути передбачено асиметричне положення бічних поверхонь чи полиць тяги відносно середньої площини. Засоби фіксації можуть містити гвинт, який проходить послідовно через перший отвір, який виконано у другому кінці тяги, другий отвір, який виконано у кришці, яка затягується, і третій отвір, який виконано у цапфі лопатки. В іншому варіанті виконання засоби фіксації можуть бути виконані у виді пари гвинт - гайка, яка містить різьбовий стержень, який жорстко з'єднаний з цапфою лопатки і на який нагвинчена затискна гайка. Не є обмежуючими приклади здійснення цього винаходу, його додаткові особливості і переваги будуть докладніше описані нижче з посиланнями на прикладені креслення, на яких: Фіг.1 зображує пристрій керування згідно з першим прикладом виконання винаходу на частковому виді в повздовжньому розрізі, Фіг.2 зображує пристрій керування за Фіг.1 на виді в перспективі з частковим вирізом, Фіг.3 зображує пристрій керування в розрізі по лінії III-III на Фіг.2, Фіг.4 зображує пристрій керування згідно з другим прикладом виконання винаходу на виді в перспективі з частковим вирізом, Фіг.5 зображує пристрій керування в розрізі по лінії V -V на Фіг.4, Фіг.6 зображує пристрій керування згідно з третім прикладом виконання винаходу на виді в перспективі з частковим вирізом, Фіг.7 зображує пристрій керування в розрізі по лінії VII-VII на Фіг.6, Фіг.8 зображує пристрій керування згідно з четвертим прикладом виконання винаходу на виді в перспективі з частковим вирізом, Фіг.9а і 9b зображують пристрій керування в розрізі по лінії ІХ-ІХ на Фіг.8, представляючи два різних варіанти виконання, Фіг.10 зображує пристрій керування згідно з п'ятим прикладом виконання винаходу на виді в перспективі з частковим вирізом, Фіг.11 зображує пристрій керування в розрізі по лінії ХІ-ХІ на Фіг.10. Відомості які підтверджують можливість здійснення винаходу На Фіг.1 представлено частину турбомашини, наприклад, авіаційного турбореактивного двигуна, який постачено лопатками 2 з регульованим кутом установки. Ці лопатки можуть бути, наприклад, направляючими лопатками на вході компресора турбомашини, які розташовані по колу навколо осі турбомашини. На Фіг.1 представлена тільки одна лопатка. Як відомо, керування кутовими положеннями лопаток 2 здійснюється за допомогою кільця 4 7 79581 керування, яке оточує корпус 6 турбомашини (на Фіг.1 показано часткою), і декількох тяг 20. Кожна тяга 20 містить перший кінець 20а, який зв'язаний з кільцем 4 керування за допомогою сполучних засобів, які утворять шарнірне з'єднання. Ці засоби можуть бути виконані, наприклад, у вигляді осі чи пальця 8, який проходить через перший кінець 20а тяги 20, і гнізда 10 у кільці 4 керування, в яке входить палець 8. Другий кінець 20b тяги 20 закріплений на цапфі 30 лопатки 2 за допомогою засобів12 фіксації. Засоби 12 фіксації традиційно містять самогальмуючий патрон чи втулку (не представлено), яка вбудована в цапфу лопатки, і гвинт 14, який вводиться в неї. Якщо висота цапфи лопатки не дозволяє помістити самогальмуючу втулк у, можуть бути також передбачені засоби фіксації у вигляді пари гвинт гайка (не представлено), яка містить різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою лопатки, і затискну гайку, яка нагвинчена на нього. Згідно з винаходом передбачені затискні засоби, які діють поперечно відносно повздовжньої середньої площини Ρ тяги і які призначені для фіксації без зазорів другого кінця 20b тяги 20 на цапфі лопатки для спільного повороту. Ці затискні засоби містять кришку, що затягується 40, яка накладена на другий кінець 20b тяги 20 і на цапфу лопатки за допомогою засобів 12 фіксації. Кінець 20b тяги 20 і цапфа 30 лопатки впираються друг у др уга своїми бічними сторонами, власне кажучи, паралельними до площини Р. Кришка 40 має щонайменше одну внутрішню бічну поверхню, яка похила відносно повздовжньої середньої площини Ρ тяги і яка взаємодіє з відповідною похилою поверхнею другого кінця 20b тяги чи цапфи 30, чи контактного елемента, який розміщено між частиною кінця 20b тяги і цапфою 30. Під дією осьового зусилля кришки, яка затягується 40, похилі поверхні взаємодіють один з одним для створення поперечного затискного зусилля, яке передано від тяги на цапфу лопатки. Далі будуть описані кілька прикладів виконання зазначених затискних засобів. Згідно з першим прикладом виконання, який показано на Фіг.2 і 3, цапфа 30 лопатки в пристрої керування містять тверду бічн у частин у 31, яка утворює виступ, що відходить в осьовому напрямку від верхньої поверхні 32 цапфи 30 поблизу її краю. Ця тверда частина виконана разом з цапфою 30 і має внутрішню плоску бічну поверхню 31а, яка, власне кажучи, паралельна до площини Р, і зовнішню плоску бічну поверхню 31b, яка похила відносно площини Р. Внутрішня бічна плоска поверхня 31 а твердої частини може бути також трохи нахилена відносно площини Ρ для того, щоб краще утримувати тягу 20 на цапфі 30. Другий кінець 20b тяги 20 наділений отвором 21, через який з зазором проходить гвинт 14 (чи різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою лопатки), і спирається на поверхню 32 цапфи 30. Цей другий кінець 20b тяги має першу бічну поверхню 22а, яка, власне кажучи, паралельна до повздовжньої середньої площини Ρ тяги і яка спирається на плоску бічну поверхню 31 а твердої 8 частини 31, і другу бічн у поверхню 22b, яка нахилена відносно площини Р. Під поверхнею, яка нахилена відносно повздовжньої середньої площини Ρ тяги, у контексті даного опису розуміється поверхня, яка складає з площиною Ρ кут, який лежить, наприклад, в інтервалі від 15° до 30°. Кришка, яка затягується 40, містить, власне кажучи, циліндричну частину 42, яка продовжена у своїй нижній частині коміром, чи заплічиком 44. У своїй верхній частині кришка 40 має отвір 46, в який входить гвинт 14 (чи різьбовий стержень). У циліндричній частині 42 кришки виконано поперечний виріз 48 для розміщення в ньому другого кінця 20b тяги 20 і твердої частини 31 цапфи 30. Виріз 48 обмежений двома похилими бічними поверхнями 48а, 48b, які нахилені згідно з нахилом поверхонь 22b, 31b і які спираються на них. Гвинт 14 вставляється послідовно в отвір 46 кришки, яка затягується, в отвір 21 у др угому кінці тяги й в осьовий отвір (не показаний), який виконано в цапфі лопатки. У тому випадку, коли використовується пара гвинт-гайка, різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою, також проходить через отвір 21 у др угому кінці тяги й отвір 46 у кришці, яка затягується. Під дією зусилля затягування і опори, яка утворена за цей рахунок , на похилі поверхні 22b, 31b здійснюється поперечний затиск, який дозволяє притиснути один до одного поверхні 31а, 22а, забезпечуючи за рахунок цього зв'язок без зазорів між тягою 30 і цапфою для їхнього спільного повороту. У показаному прикладі виконання кришка 40 має, власне кажучи, симетричну форму і створює симетричне затискне зусилля двома похилими бічними поверхнями 48а, 48b, які обмежують вири 48. В альтернативному варіанті виконання тільки одна бічна поверхня 48а може бути похилою для взаємодії з поверхнею 22b другого кінця 20Ь тяги 20, а інша поверхня 48b може бути паралельною до площини Р, як і поверхня 31b. Другий приклад виконання винаходу представлений на Фіг.4 і 5. У порівнянні з першим описаним прикладом виконання цапфа 30 лопатки додатково містить гнучку бічну пластинку 33, яка виступає в осьовому напрямку від верхньої поверхні 32 цапфи 30 і яка розташована, власне кажучи, симетрично до твердої частини 31 щодо повздовжньої середньої площини Ρ тяги. Ця гнучка бічна пластинка 33 виконана разом з цапфою 30 і містить внутрішню плоску бічну поверхню 33а, власне кажучи, рівнобіжну площини Р, і зовнішню плоску бічну поверхню 33b, яка є похилою відносно площини Р. Другий кінець 20Ь тяги 20 спирається на верхню поверхню 32 цапфи 30. Перша бічна поверхня 22а кінця 20b тяги рівнобіжна площини Ρ і спирається на внутрішню бічну поверхню 31а твердої частини 31. Друга бічна поверхня 22b того ж кінця 20b тяги також рівнобіжна площині Ρ і спирається на внутрішню бічну поверхню 33а гнучкої пластинки 33. Гвинт 14 вставляється послідовно в отвір 46 кришки, яка затягується, в отвір 21 у др угому кінці тяги й в отвір, який виконано у цапфі лопатки. У 9 79581 тому випадку, коли використовується пара гвинтгайка, різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою, також проходить через отвір 21 у др угому кінці тяги й отвір 46 кришки, яка затягується. Як і в попередньому прикладі виконання, у кришці 40 утворено поперечний виріз 48 із двома бічними похилими поверхнями 48а, 48b,які мають нахил відповідно до нахилу поверхонь 33b 31b і спираються на них. Під дією зусилля затягування, яке передано гвинтом 14 (чи гайкою у випадку використання різьбового стержня), і опори, яка створюється за рахунок цього, на похилі поверхні 33b, 31b здійснюється поперечний затиск, який дозволяє притиснути один до одного поверхні, відповідно, 31а, 22а і 33а, 22b. Кришка, яка затягується 40, притискається до твердої частини 31 цапфи лопатки для передачі затискного зусилля на другий кінець 20b тяги 20 не прямо, а через гнучку пластинку 33. За рахунок цього усувається ризик утворення зазорів, і тяга блокується на цапфі 30 лопатки для спільного повороту. У прикладі виконання, який показано на Фіг.4 і 5, похила зовнішня бічна поверхня 33b гнучкої пластинки 33 і похила бічна поверхня 48а вирізу 48 у кришці, яка затягується 40, представлені плоскими. Очевидно, що ці дві поверхні можуть бути виконані, власне кажучи, конічними. У такий же спосіб зовнішня бічна поверхня 31b твердої частини 31 і похила бічна поверхня 48Ь вирізу 48 у кришці, яка затягується 40, можуть бути виконані конічними. Третій приклад здійснення винаходу представлений на Фіг.6 і 7. У цьому прикладі цапфа 30 лопатки в пристрої керування має дві прорізі 34а, 34b, які, власне кажучи, паралельні до площини Ρ і утворені між центральним виступом 35 цапфи 30 і двома більш тонкими бічними частинами 36а, 36b, які утворюють гнучкі пластинки. Ці більш тонкі бічні частини містять кожна зовнішню бічну поверхню, відповідно 37а, 37b, похилу відносно повздовжньої середньої площини Ρ тяги. Другий кінець 20b тяги 20 спирається на верхню поверхню 32 центрального виступу 35 цапфи 30. Цей кінець 20Ь тяги має U-подібний поперечний переріз з двома полицями 24а і 24b, які входять, відповідно, у прорізі 34а, 34b цапфи 30 лопатки. Гвинт 14 вставляється послідовно в отвір 46 кришки, яка затягується, в отвір 21 у др угому кінці тяги й в отвір, який виконано у цапфі лопатки. У тому випадку, коли використовується пара гвинтгайка, різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою, також проходить через отвір 21 у др угому кінці тяги й отвір 46 кришки, яка затягується. Дві похилі бічні поверхні 48а, 48b вирізу 48, який виконано в циліндричній частиш 42 кришки, мають нахил згідно з нахилом зовнішніх похилих бічних поверхонь 37а, 37b гнучких пластинок 36а, 36b і спираються на них. Під дією зусилля затягування, яке передається гвинтом 14 (чи гайкою у випадку використання різьбового стержня), похилі поверхні 48а, 48b кришки 40 передають опорне зусилля на похилі бічні поверхні 37а, 37b гнучких пластинок для 10 створення поперечного затиску полиць 24а і 24b другого кінця 20b тяги в прорізах 34а, 34b цапфи лопатки. Таким чином, гнучкість гнучких пластинок 36а, 36b використовується для передачі кришкою, яка затягується, непрямим шляхом затискного зусилля на другий кінець 20b тяги. Похилі бічні поверхні 37а, 37b гнучких пластинок дозволяють передавати це зусилля, що затягує, яке створюється засобами 12 фіксації, симетричним образом відносно площини Р. Таким чином, тяга 20 блокується без зазорів на цапфі 30 лопатки для спільного повороту. Згідно з четвертим прикладом здійснення винаходу, який представлено на Фіг.8, 9а і 9b, цапфа 30 лопатки в пристрої керування має центральний виступ 35 із двома плоскими бічними поверхнями 38а, 38b, власне кажучи, паралельними до площини Ρ і симетричними відносно цієї площини Р. Другий кінець 20b тяги 20 спирається на верхню поверхню 32 центрального виступу 35. Цей кінець 20b тяги має U-подібний поперечний перерв в двома полицями 24а і 24b, які спираються на відповідні плоскі бічні поверхні 38а, 38b цапфи 30 лопатки. Вкладиші 50а, 50b розміщені між похилими бічними поверхнями 48а, 48b вирізу 48, який виконано в циліндричній частині 42 кришки, яка затягується 40, і полицями 24а, 24b другого кінця 20b тяги. Ці вкладиші 50а, 50b містять у своїй верхній частині перші зовнішні бічні поверхні 51 а, 51b, які є похилими відносно площини Р. Гвинт 14 вставляється послідовно в отвір 46 кришки, яка затягується, і отвір 21 в другому кінці тяги й в отвір, який виконано у цапфі лопатки. У тому випадку, коли використовується пара гвинтгайка, різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою, також проходить через отвір 21 у др угому кінці тяги й отвір 46 кришки, яка затягується. Дві похилі бічні поверхні 48а, 48b вирізу 48, який виконано в циліндричній частині 42 кришки, мають нахил згідно з нахилом зовнішніх перших похилих бічних поверхонь 51а, 51b вкладишів 50а, 50b і спираються на них. Під дією зусилля затягування, яке передано гвинтом 14 (чи гайкою у випадку використання різьбового стержня), поперечне затискне зусилля між полицями 24а і 24b другого кінця 20b тяги і плоских бічних поверхонь 38а, 38Ь цапфи 30 створюється за допомогою опори похилих бічних поверхонь 48а, 48b кришки 40 на вкладиші 50а, 50b. Таким чином, кришка, яка затягується 40, створює непрямим шляхом затискне зусилля на другому кінці 20b тяги за рахунок опори на перші зовнішні бічні поверхні 51а, 51b вкладишів. Завдяки цьому тяга 20 блокується без зазорів на цапфі 30 лопатки для спільного повороту. Як представлено на Фіг.9а, в оптимальному прикладі виконання вкладиші 50а, 50b містять у своїй нижній частиш другі зовнішні бічні поверхні 52а, 52b, які спираються на відповідні поверхні цапфи 30 лопатки. Ці другі зовнішні бічні поверхні 52а, 52b переважно нахилені відносно площини Ρ під кутами нахилу, які протилежні кутам нахилу перших зовнішніх бічних поверхонь 51а, 51b. Іншими словами, другі зовнішні бічні поверхні 52а, 11 79581 52b симетричні першим зовнішнім бічним поверхням 51а, 51b щодо середньої поперечної площини вкладишів 50а, 50b. Похилі бічні поверхні 52а, 52b спираються на відповідні похилі поверхні, які утворені в канавках 39а, 39b, які обмежують центральний виступ 35 цапфи. За рахунок такого рішення забезпечується утримання вкладишів 50а, 50b, завдяки чому затискне зусилля від кришки, яка затягується, передається в напрямку, власне кажучи, перпендикулярному плоским бічним поверхням 38а, 38b цапфи лопатки і на висоті, яка залежить від параметрів вкладишів 50а, 50b (кутів нахилу їхніх по хилих поверхонь, вибору їхнього положення в збірному вузлі й інши х параметрах). Згідно з варіантом четвертого прикладу виконання за Фіг.9b перша зовнішня бічна поверхня 51а, 51b кожного вкладиша 50а, 50b виконана, власне кажучи, криволінійною в осьовому перерізі. Крім того, полиці 24а, 24b відігнуті на своїх кінцях для утворення бортиків 25а, 25b, які входять у канавки 39а, 39b, які обмежують центральний виступ 35 цапфи. Таке рішення сприяє фіксації тяги 20 на цапфі 30 без зазорів. Згідно з п'ятим прикладом здійснення винаходу, який представлено на Фіг.10 і 11, цапфа 30 лопатки в пристрої керування також має центральний виступ 35 із двома плоскими бічними поверхнями 38а, 38b, власне кажучи, паралельними до площини Ρ і симетричними відносно цієї площини Р. Другий кінець 20b тяги 20 спирається на верхню поверхню 32 центрального виступу 35 цапфи 30. Цей кінець 20b тяги має U-подібний поперечний переріз із двома полицями 24а, 24b, які спираються на відповідні плоскі бічні поверхні 38а, 38b. Виступи 26а, 26b виконані разом з полицями 24а, 24b на їхніх зовнішніх поверхнях. Ці виступи 26а, 26b утворюють зовнішні бічні поверхні 27а і 27b, які є похилими відносно площини Р. Гвинт 14 вставляється послідовно в отвір 46 кришки, яка затягується, в отвір 21 в др угому кінці тяги й в отвір, який виконано у цапфі лопатки. У тому випадку, коли використовується пара гвинтгайка, різьбовий стержень, який міцно з'єднаний з цапфою, також проходить через отвір 21 у др угому кінці тяги й отвір 46 кришки, яка затягується. Похилі бічні поверхні 48а, 48b вирізу 48, який виконано в циліндричній частині 42 кришки, мають нахил згідно з нахилом зовнішніх бічних поверхонь 27а, 27b виступів 26а, 26b. Під дією зусилля затягування, яке передано гвинтом 14 (чи гайкою у випадку використання різьбового стержня), поперечне затискне зусилля полиць 24а і 24b другого кінця 20b тяги передається на плоскі бічні поверхні 38а, 38b цапфи 30 за допомогою опори похилих бічних поверхонь 48а, 48b кришки 40 на бічні поверхні 27а, 27b виступів 26а, 26b. Таким чином, кришка, яка затягується 40, передає пряме затискне зусилля на другий кінець 20b тяги 20 за рахунок опори на зовнішні бічні по 12 верхні виступів 26а, 26b. За рахунок цього другий кінець 20b тяги 20 блокується без зазорів на цапфі 30 лопатки для спільного повороту. У прикладах виконання по Фіг.1-11 кришка, яка затягується 40, має, власне кажучи, циліндричну частину 42. В іншому варіанті виконання ця циліндрична частина може бути замінена, наприклад, частиною, власне кажучи, прямокутної форми. У цьому випадку затискні засоби діють аналогічним образом. Далі будуть описані інші особливості, які є загальними для п'я ти прикладів виконання пристрою керування по винаходу. Як показано на Фіг.1, пристрій керування може містити втулк у 60, яка оточує цапфу 30 лопатки між кришкою, яка затягується 40, і закраїною 62 отвору в корпусі 6 турбомашини, в якому встановлено цапфу 30 лопатки 2. Ця втулка 60 призначена для центрування цапфи лопатки в отворі корпуса. У цьому випадку кришка, яка затягується 40, спирається своєю периферією також на втулк у 60. В оптимальному прикладі виконання може бути передбачена регулювальна прокладка 64 між кришкою, яка затягується 40, і втулкою 60 для компенсації можливого осьового зазору між цими деталями. Крім того, між закраїною 62 отвору в корпусі 6 і підставою цапфи 30 лопатки може бути встановлена антифрикційна шайба 66. Відомо далі, що у випадку впливу значних аеродинамічних зусиль на лопатки з регульованим кутом установки довжина тяги керування може перевищувати стандартні розміри. У цьому випадку необхідно передбачили регулювання чи компенсацію осьового зазору (величиною, наприклад, порядку 0,10мм) між верхньою поверхнею другого кінця 20b тяги 20, на яку спирається кришка, яка затягується 40, і цією кришкою. Для описаних вище другого, третього і четвертого прикладів виконання винаходу це регулювання може виконуватися за допомогою установки між цими двома елементами додаткової деталі (на кресленнях не представлена), яка грає роль розпірної шайби, при необхідності пружинної. Ця розпірна шайба може бути виконана, наприклад, у вигляді круглої деталі. Наявність такої розпірної шайби не є необхідним для пристрою керування, який описано в першому і п'ятому прикладах виконання. І нарешті, згідно з ще однією з корисних особливостей винаходу положення бічних поверхонь 22а, 22b чи полиць 24а, 24b тяги 20 може бути асиметричним відносно середньої площини Ρ для того, щоб запобігти плутанині між передньою і задньою крайками тяги. Під асиметрією положення, яка показана, наприклад, на Фіг.3 і 5, мається на увазі, що відстань D1 між однією з бічних поверхонь 22а, 22b (чи полиць 24а, 24b) і середньою площиною Ρ більше чи менше відстані D2 між іншою бічною поверхнею 22а, 22b (чи полиць 24а, 24b) і середньою площиною Р. 13 79581 14 15 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 79581 Підписне 16 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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for controlling a variable-angle vane via a pinch connection

Назва патенту російською

Механизм управления лопаткой со сменным углом заклинивания и связыванием путем зажатия

МПК / Мітки

МПК: F04D 29/18, F01D 17/00, F01D 1/00, F01D 11/00

Мітки: механізм, змінним, затиску, кутом, лопаткою, заклинювання, зв'язуванням, керування, шляхом

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-79581-mekhanizm-keruvannya-lopatkoyu-iz-zminnim-kutom-zaklinyuvannya-i-z-zvyazuvannyam-shlyakhom-zatisku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Механізм керування лопаткою із змінним кутом заклинювання і з зв’язуванням шляхом затиску</a>

Подібні патенти