航空發(fā)動機主動熔斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及航空發(fā)動機領(lǐng)域，尤其涉及一種航空發(fā)動機主動熔斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在民用航空發(fā)動機運行過程中，風(fēng)扇葉片由于外物吸入或疲勞等因素導(dǎo)致風(fēng)扇葉片脫落(FBO)的情況不可避免。當(dāng)前，民用航空發(fā)動機的涵道比越來越高，風(fēng)扇直徑越來越大，由于風(fēng)扇葉片脫落導(dǎo)致的沖擊碰撞載荷及不平衡載荷也越來越高。
[0003]為了降低發(fā)動機各部件在發(fā)生FBO事件時所承受的極限載荷，通常采用熔斷設(shè)計來降低該載荷。熔斷設(shè)計的原理是在軸承支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個機械性能較為薄弱的部位(如縮頸螺栓、熔斷銷釘?shù)?，該性能薄弱部位在承受大于預(yù)設(shè)的載荷下失效，這樣可以吸收部分FBO產(chǎn)生的能量，并改變轉(zhuǎn)子的支撐結(jié)構(gòu)，使FBO載荷重新分布，從而優(yōu)化各個部件的載荷，滿足安全性要求。
[0004]在傳統(tǒng)的熔斷設(shè)計中，都是采用被動的熔斷方式，可能會導(dǎo)致當(dāng)部分葉片脫落導(dǎo)致的載荷等于或稍微高于主動失效門檻值的時候，熔斷裝置不能立即失效，從而導(dǎo)致更大的極限載荷，給各個部件系統(tǒng)提出了更高的設(shè)計要求，增加了發(fā)動機設(shè)計的難度和成本。
[0005]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中被動熔斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，風(fēng)扇葉片Ia與風(fēng)扇前軸4a固定連接，風(fēng)扇前軸4a通過一號軸承3a和二號軸承6a進行支撐，能夠沿周向中心線7a旋轉(zhuǎn)，一號軸承3a的外環(huán)通過剪切銷2a與軸承支撐錐5a固定連接，二號軸承6a的外環(huán)通過螺栓與軸承支撐錐5a固定連接，軸承支撐錐5a固定在中介機匣8a上。當(dāng)發(fā)生風(fēng)扇葉片脫落時產(chǎn)生的彎矩大于剪切銷2a的預(yù)定彎矩時就會斷裂，使得載荷不會通過軸承支撐錐5a傳遞給中介機匣8a。
[0006]但是此種設(shè)計薄弱部位的熔斷方式，當(dāng)發(fā)動機發(fā)生了部分葉片脫落時，其產(chǎn)生的動態(tài)載荷剛好低于主動失效門檻時，熔斷設(shè)計不會立即失效，而發(fā)動機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在此情況下產(chǎn)生的載荷可能會超過按照整個葉片脫落情況下熔斷設(shè)計快速失效產(chǎn)生的瞬態(tài)載荷。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)的熔斷設(shè)計方法對于在主動失效門檻值附近的載荷靈敏度不高，熔斷裝置作動時間較長，可能達不到即時熔斷的效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是提出一種航空發(fā)動機主動熔斷裝置，能夠在發(fā)生風(fēng)扇葉片脫落情況時，迅速使支撐結(jié)構(gòu)失效，實現(xiàn)即時熔斷。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種航空發(fā)動機主動熔斷裝置，包括:熔斷機構(gòu)10和作動機構(gòu)20，所述熔斷機構(gòu)10安裝在風(fēng)扇前軸4的外壁上，所述作動機構(gòu)20安裝在軸承支撐錐5的內(nèi)壁上，能夠在接收到熔斷信號后運動到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)所述熔斷機構(gòu)10動作，使得所述軸承支撐錐5失效。
[0009]進一步地，所述熔斷機構(gòu)10包括:基座、主動破壞部件、限制部件和觸發(fā)部件；所述基座具有中空結(jié)構(gòu)并安裝在所述風(fēng)扇前軸4的外壁上，所述主動破壞部件設(shè)置在所述基座的所述中空結(jié)構(gòu)中，所述限制部件設(shè)置在所述基座上，能夠?qū)⑺鲋鲃悠茐牟考拗圃谒龌?，在所述作動機構(gòu)20到達預(yù)設(shè)位置后，將所述觸發(fā)部件觸發(fā)，使得所述限制部件對所述主動破壞部件的限制解除，從而對所述軸承支撐錐5形成機械沖擊和沿周向持續(xù)的摩擦破壞。
[0010]進一步地，所述基座為開設(shè)有內(nèi)孔的沖擊錐支撐筒103 ;所述主動破壞部件設(shè)置在所述沖擊錐支撐筒103的所述內(nèi)孔中，包括沖擊錐102，所述沖擊錐102和所述沖擊錐支撐筒103之間設(shè)有彈簧106，所述沖擊錐102和所述彈簧106之間設(shè)有沖擊錐支撐塊104 ；所述限制部件為設(shè)置在所述沖擊錐支撐筒103頂端的沖擊錐釋放擋板101。
[0011]進一步地，所述觸發(fā)部件安裝在所述沖擊錐釋放擋板101靠近所述作動機構(gòu)20的一側(cè)，所述觸發(fā)部件為沖擊錐釋放開關(guān)105或者位置傳感器。
[0012]進一步地，所述作動機構(gòu)20包括:驅(qū)動部件、導(dǎo)向部件和指示部件，所述驅(qū)動部件和所述導(dǎo)向部件安裝在所述軸承支撐錐5的內(nèi)壁上，所述驅(qū)動部件能夠在接收到所述熔斷信號后，驅(qū)動所述指示部件在所述導(dǎo)向部件的限制下運動；所述指示部件的一端嵌合在所述導(dǎo)向部件中，能夠在運動到預(yù)設(shè)位置時觸發(fā)所述熔斷機構(gòu)10。
[0013]進一步地，所述驅(qū)動部件為液控或電控的作動筒201，所述導(dǎo)向部件為導(dǎo)軌202，所述指示部件包括作動塊203和作動指示桿204，所述作動塊203嵌合在所述導(dǎo)軌202上，所述作動指示桿204固定在所述作動塊203上。
[0014]進一步地，所述熔斷機構(gòu)10沿所述風(fēng)扇前軸4的周向設(shè)置有多個，或所述作動機構(gòu)20沿所述軸承支撐錐5的周向設(shè)置有一個或多個。
[0015]進一步地，當(dāng)所述作動機構(gòu)20設(shè)置多個時，多個所述作動機構(gòu)20通過同步信號線205控制。
[0016]進一步地，所述指示部件沿所述軸承支撐錐5的周向設(shè)置有多個，所述驅(qū)動部件的數(shù)量小于等于所述指示部件的數(shù)量，多個所述指示部件通過同步環(huán)連接。
[0017]進一步地，所述主動破壞部件尖端的硬度高于所述軸承支撐錐5，或所述主動破壞部件尖端的外表面上還附著有陶瓷層或滲氮層。
[0018]基于上述技術(shù)方案，本實用新型實施例的航空發(fā)動機主動熔斷裝置，設(shè)置有熔斷機構(gòu)和作動機構(gòu)，其中作動機構(gòu)能夠在接收到熔斷信號后運動到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)熔斷機構(gòu)動作，隨著風(fēng)扇前軸的旋轉(zhuǎn)，迅速使軸承支承錐失效，達到即時熔斷的效果。此種機械式主動熔斷裝置可以有效減少熔斷響應(yīng)時間，增加熔斷裝置的敏感度和精準(zhǔn)度；并且能夠準(zhǔn)確控制支撐結(jié)構(gòu)的失效時間，從而降低發(fā)動機系統(tǒng)的設(shè)計載荷，進而降低設(shè)計難度和成本。
【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)航空發(fā)動機被動熔斷裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實用新型航空發(fā)動機的軸承支撐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實用新型航空發(fā)動機主動熔斷裝置一個實施例的剖視圖；
[0023]圖4為本實用新型航空發(fā)動機主動熔斷裝置一個實施例的側(cè)向結(jié)構(gòu)局部放大圖；
[0024]圖5為本實用新型航空發(fā)動機主動熔斷裝置一個實施例的作動機構(gòu)局部放大圖；
[0025]圖6為本實用新型航空發(fā)動機主動熔斷裝置一個實施例的軸向結(jié)構(gòu)局部放大圖；
[0026]圖7為本實用新型航空發(fā)動機主動熔斷裝置一個實施例的熔斷狀態(tài)側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本實用新型航空發(fā)動機主動熔斷裝置另一個實施例的作動機構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明
[0029]Ia —風(fēng)扇葉片；2a —剪切銷；3a — —號軸承；4a —風(fēng)扇前軸；5a —軸承支撐錐；6a 一二號軸承；7a —軸向中心線；8a —中介機匣；
[0030]I 一風(fēng)扇葉片；2 —增壓級機匣；3--號軸承；4 一風(fēng)扇前軸；5 —軸承支撐錐；
6 一二號軸承；7 —低壓軸；8 —中介機匣；9 一軸向中心線；10 —熔斷機構(gòu)；101 —沖擊錐釋放擋板；102 —沖擊錐；103 —沖擊錐支撐筒；104 —沖擊錐支撐塊；105 —沖擊錐釋放開關(guān)；106 —彈簧；20 —作動機構(gòu)；201 —作動筒；202 —導(dǎo)軌；203 —作動塊；204 —作動指示桿；205 —同步信號線。
【具體實施方式】
[0031]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0032]圖2為本實用新型航空發(fā)動機的一號和二