Патент на изобретение №2347925

(54) ЗВЕНО МЕЖДУ ДВУМЯ МЕХАНИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

(57) Реферат:

Жесткое звено между первым элементом и вторым элементом содержит средство для регулирования расстояния между обоими элементами, включающее вилку с поперечным болтом, взаимодействующим с крепежным ушком на первом элементе. Болт установлен в вилке с помощью опорообразующих средств, каждое из которых находится внутри выемки, выполненной в вилке. По меньшей мере, одно опорообразующее средство установлено на болте с возможностью скольжения, тогда как ось болта и ось опорообразующих средств не совпадают. Вилка включает упорные средства с плоскими поверхностями, взаимодействующие с головками многоугольной формы на обоих опорообразующих средствах для фиксации болта, по меньшей мере, в двух разных положениях относительно вилки. Изобретение позволяет упростить изготовление звена, а также обеспечить регулировку звена без его демонтажа. 9 ил.

Изобретение касается средства механического соединения между первым элементом и вторым элементом, таким как управляющий элемент и управляемая деталь.

Газотурбинный двигатель включает в себя, например, заслонки, закрывающие проемы компрессора низкого давления с целью управления его работой. Эти заслонки предусмотрены, например, на внешней стенке аэродинамической трубы ниже по течению от компрессора и распределены равномерно вокруг оси двигателя. Их может быть, например, десять. Их обычно устанавливают таким образом, чтобы каждая из них откидывалась с поворотом вокруг оси, расположенной в плоскости, проходящей поперек оси двигателя. Одновременное открывание заслонок осуществляется посредством кольцевого управляющего элемента, приводимого во вращение с помощью подходящего силового гидроцилиндра. Вращательное движение этого кольца преобразуется в осевое движение квадратных деталей привода. Его ответвление соединено с вилкой, которая выполнена как единое целое с заслонкой и управляет ею посредством звена.

Учитывая, что сборка и изготовление деталей осуществляется с некоторыми допусками, необходимо средство для регулирования длины звена, воздействующего на каждую заслонку. Это средство должно гарантировать, что все заслонки занимают одинаковое исходное положение. Следует обратить внимание, что когда управляющее кольцо находится в положении закрытия заслонок, они все должны обеспечивать правильное закрытие проемов.

На фиг.1 показано, что в конфигурации, соответствующей текущему состоянию уровня техники, звено 1 включает в себя крепежное кольцо 30 на одном конце и вилку 20 на другом конце. Оно состоит из двух участков: кольцо снабжено резьбовым стержнем 31, взаимодействующим с конусным отверстием 11 в вилке 20. Длина звена 1 регулируется путем вращения одной детали относительно другой, а обе детали скреплены друг с другом посредством гайки 32, фиксирующей шайбу 33, надетую на резьбовой стержень 31. Со своей стороны гайка 32 зафиксирована посредством металлической проволоки. Сборка и регулировка звена оказываются непростыми, потому что необходимо отпускать одно из креплений для осуществления регулирования по длине. Точность регулирования является вполне определенной и задается изменением длины, возникающим при повороте на пол-оборота. В этом примере поворот на пол-оборота соответствует регулированию на 0,45 мм.

С точки зрения воздухоплавания звено этого типа имеет недостаток, заключающийся в том, что оно должно быть изготовлено из подходящего материала, совместимого с нарезанием резьбы. Вследствие этого используют сталь. Однако масса этого металла велика по сравнению с другими металлами, обычно применяемыми в этой области, кроме того, сталь подвержена коррозии. Помимо этого, звено состоит из пяти разных деталей, что является негативным фактором с точки зрения управления и технического обслуживания.

Задача изобретения состоит в том, чтобы разработать жесткое звено между первым элементом и вторым элементом, включающее в себя средство для регулирования расстояния между обоими элементами, причем упомянутое звено включает в себя вилку с болтом, взаимодействующим с крепежным ушком на первом элементе.

Эта задача решается с помощью жесткого звена между первым элементом и вторым элементом, включающее средство для регулирования расстояния между обоими элементами, причем упомянутое звено включает в себя вилку с поперечным болтом, взаимодействующим с крепежным ушком на первом элементе, при этом болт установлен в вилке с помощью опорообразующих средств, каждое из которых находится внутри выемки, выполненной в вилке, при этом, по меньшей мере, одно опорообразующее средство установлено на болте с возможностью скольжения, тогда как ось болта и ось опорообразующих средств не совпадают, и при этом вилка включает упорные средства с плоскими поверхностями, взаимодействующие с головками многоугольной формы на обоих опорообразующих средствах для фиксации болта, по меньшей мере, в двух разных положениях относительно вилки.

В звене, согласно изобретению, преимущественно нет резьбовых деталей. Поэтому можно использовать металл, который легче стали, например сплав на основе алюминия. Помимо этого, упомянутый сплав является значительно более стойким к коррозии, чем сталь. Упрощается и изготовление звена, потому что оно может быть выполнено в виде единственного элемента, в котором функции регулировочного средства переданы сборной вилке. Конструкция этого звена также гарантирует регулировку, по меньшей мере, удовлетворяющую установленным требованиям и проводимую на месте, а также не требующую, чтобы оператор-регулировщик демонтировал звено на одном из его концов.

Это изобретение описано применительно к жесткому приводному звену, располагающемуся в пределах кольца, управляющего выпускными заслонками потока компрессора. Вместе с тем, это изобретение можно приспособить к любому приложению, где требуется реализация жесткого приводного звена, длину которого можно регулировать в предварительно определенных положениях.

Другие признаки и преимущества станут очевидными из нижеследующего подробного описания конкретного варианта осуществления изобретения, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:

на фиг.1 показан вид сбоку звена согласно известному уровню техники;

на фиг.2 показано перспективное изображение звена согласно изобретению;

на фиг.3 показан вид сбоку звена, соответствующий фиг.2;

на фиг.4 показано сечение звена вдоль направления III-III, отмеченного на фиг.3;

на фиг.5А показан вид сбоку болта согласно изобретению;

на фиг.5В показан осевой вид болта, изображенного на фиг.5А;

на фиг.5С показан осевой вид опорообразующего средства, связанного с болтом, изображенным на фиг.5В;

на фиг.6А и 6В показаны в другом масштабе варианты конкретного осуществления двух головок, обеспечивающих разные варианты регулирования.

Звено 1 согласно изобретению включает в себя тягообразный элемент 10, продолжающийся на одной стороне вилкообразным соединительным средством 20 для сборки на крепежном ушке, выполненном как единое целое с первым механическим элементом, который не показан. Это может быть, например, выпускная заслонка компрессора низкого давления в газотурбинном двигателе. На другом своем конце тяга выполнена как единое целое с кольцом 30, снабженным шаровым шарниром 32, для сборки на крепежном ушке, выполненном как единое целое со вторым крепежным элементом, соединяемым с первым. В шаровом шарнире 32 просверлено цилиндрическое отверстие 33, имеющее ось 33А, для размещения болта, который не показан, предназначенного для скрепления второго элемента с упомянутым крепежным ушком. Это может быть квадратный или коленчатый элемент, соединенный с кольцом управления выпускными заслонками компрессора.

Как можно увидеть на фиг.4, вилка 20 состоит из двух крепежных ушек 22 и 24, параллельных друг другу, а в каждом из них выполнено по сквозному отверстию (выемке) 23 и 25, которые имеют оси 23А и 25А. Оси 23А, 25А обоих отверстий 23, 25 совпадают. В вилке между обоими ушками установлен болт 40 с помощью опорообразующих средств 42 и 44. Как можно увидеть на фиг.5, болт 40 имеет цилиндрическую форму с поперечным сечением, а также ось 40А. Опорообразующее средство 42 в данном случае взаимосвязано с болтом 40 и представляет собой единое целое с ним. Второе опорообразующее средство 44 установлено на болте с возможностью скольжения. Первое средство 42 включает в себя цилиндрическую опорную поверхность 421 с круглым сечением. Ее ось 42А параллельна оси 40А болта. Оси 40А и 42А не совпадают, они отстоят друг от друга на некотором заданном расстоянии «е». Первое средство 42 также включает в себя часть, образующую опорную головку 422. Эта головка также является цилиндрической и имеет, по меньшей мере, одну плоскую поверхность 422А, образующую упор. Эта поверхность 422А параллельна оси 42А опорной поверхности.

Как можно увидеть на фиг.5С, второе опорообразующее средство 44 состоит из цилиндрической части 441, имеющей ось 44А, совпадающую с осью 42А опорной поверхности первого средства 42. Эта цилиндрическая часть снабжена отверстием 443, центр которого находится на оси болта 40. Второе средство 44 также включает в себя головку 442, которая – аналогично головке первого средства – имеет, по меньшей мере, одну плоскую упорную поверхность 442А, параллельную оси болта.

Внешняя поверхность ушка 22 вилки 20 включает в себя упорное средство 22В, в данном случае выполненное в форме плоской поверхности. Расстояние от нее до оси 23А отверстия 23, выполненного в ушке 22, несколько больше, чем расстояние между ней и упорной поверхностью 422А на головке 422 опорообразующего средства 44, или равно этому расстоянию.

Аналогично, внешняя поверхность ушка 24 вилки 20 включает в себя упорное средство 24В. Расстояние от этого средства до оси 23А отверстия 23, выполненного в ушке 22, несколько больше, чем расстояние между этим средством и упорной поверхностью 422А на головке 422 опорообразующего средства 44, или равно этому расстоянию.

Как можно увидеть на фиг.5С, поверхность цилиндрической опоры 441, если смотреть на нее сверху, образует круг аналогично цилиндру болта. Центр цилиндра 40 смещен относительно центра опорного круга 441. На фиг.4 показано, что поверхность 442А упирается в упорную поверхность 22В. Аналогично, упорная поверхность 422А упирается в упорную поверхность 24В на другом ушке вилки.

Головки 422 и 442 имеют в этом конкретном варианте осуществления многоугольную форму, и каждая из них включает в себя пять упорных поверхностей 422А-Е и 442А-Е.

Расстояние между осью 40А болта и осью 33А шарового шарнира регулируется в соответствии с расположением болта относительно вилки. В этом конкретном варианте осуществления имеются три регулируемые длины. Это позволяет размещать головки 442 и 422 в подходящем положении, чтобы они смогли предоставлять подходящую пару опорных поверхностей 442А-422А, 442В-422В, 442С-422С, 442D-422D или 442Е-422Е.

В примере системы управления выпускными заслонками компрессора низкого давления газотурбинного двигателя предлагаемое звено используется следующим образом. Заслонки находятся в положении, обеспечивающем закрытие проемов. Для каждой заслонки на корпусе установлен управляющий квадрат, который можно поворачивать вокруг оси с радиальным направлением. Один конец квадрата выполнен как единое целое с кольцом, управляющим всеми заслонками. Другой конец связан с соответствующей заслонкой посредством звена.

Сначала устанавливают тот конец звена, который включает в себя кольцо, а затем располагают тот конец, на котором находится вилка, обращая его к крепежному ушку второго элемента. Болт 40 пропускают сквозь отверстия 23 и 25 вилки 20 и поворачивают вокруг его оси до тех пор, пока не находят соответствующую упорную поверхность его головки 422. Расстояние между осями 33А и 40А соответствует исходному расстоянию между обоими соединяемыми элементами с точностью, которая связана с эксцентриситетом «е». Когда головка 422 оказывается на месте, вставляют второй элемент 44 в такое же положение.

Описан болт, имеющий опорное средство 42, выполненное как единое целое с этим болтом. Изобретение также включает в себя не представленный вариант, в котором упомянутое средство является другим, аналогичным второму опорному средству 44.

Этот первый конкретный вариант осуществления включает в себя головки пятиугольной формы, обеспечивающие три положения регулирования расстояния между осями 33А и 40А. Понятно, что можно выбрать другие положения среди возможных смещенных центров или других многоугольных форм; в частности, головки могут иметь квадратную или шестиугольную форму.

Данное изобретение преимущественно гарантирует легкое достижение точности регулирования, подходящей для приложения. После этого выбирают болт, головка которого имеет подходящее количество регулируемых положений.

Например, на фиг.6А показано, что головка является квадратной. Ось 60А болта смещена относительно оси 62А опоры. При таком расположении количество вариантов регулирования равно трем. В примере, проиллюстрированном на фиг.6В, головка опор является шестиугольной. Ось 60А болта смещена относительно оси 62А опоры, а количество вариантов регулирования в данном случае равно четырем.

Формула изобретения

Жесткое звено (10) между первым элементом и вторым элементом, включающее средство для регулирования расстояния между обоими элементами, причем упомянутое звено включает в себя вилку (20) с поперечным болтом (40), взаимодействующим с крепежным ушком на первом элементе, отличающееся тем, что болт (40) установлен в вилке (20) с помощью опорообразующих средств (42, 44), каждое из которых находится внутри выемки (23, 25), выполненной в вилке (20), при этом, по меньшей мере, одно опорообразующее средство (44) установлено на болте (40) с возможностью скольжения, тогда как ось (40А) болта и ось (42А, 44А) опорообразующих средств не совпадают, и при этом вилка включает упорные средства (22В, 24В) с плоскими поверхностями, взаимодействующие с головками многоугольной формы на обоих опорообразующих средствах (42, 44) для фиксации болта, по меньшей мере, в двух разных положениях относительно вилки.

РИСУНКИ