[发明专利]用于冲压空气涡轮组件的涡轮锁栓

说明书

技术领域

本发明涉及包括锁栓的冲压空气涡轮组件，所述锁栓在收起时阻止涡轮旋转以及在收起时减少各种涡轮部件的轴向游隙。

背景技术

典型冲压空气涡轮组件包括由支承结构支承的涡轮，所述支承结构可在收起位置和展开位置之间移动。涡轮将调节器组件包围在涡轮轮毂内。旋转壳体部被连接到涡轮轮毂并且非旋转壳体被连接到支承结构。锁栓被用于当在收起位置时阻止涡轮旋转。

调节器部件构造成当处于展开位置时具有一定量的轴向自由游隙。调节器部件由相对低力启动弹簧预加载在开始位置，即例如50磅的预载。然而，当处于收起位置时，振动可克服启动弹簧预载，这能导致这些部件由于该轴向自由游隙而在涡轮内部轴向锤击。发动机风磨振动、高强度且持续时间短（HLSD）的振动、或随机振动能导致该锤击作用。在飞行器发动机叶片丧失事件期间，当发动机停转（spool down）时首先发生严重的HLSD振动。然后，当发动机由于空气负载继续转动时，高不平衡负载继续驱动持续时间更长的风磨振动。这些振动中的一者或两者会显著地降低冲压空气涡轮部件的疲劳寿命。

如已知的，风磨通常是无动力的飞行器发动机旋转，这发生在比大多数冲压空气涡轮谐振频率更低的频率下。然而，HLSD振动是高强度的谐振振动，其中当发动机停转从而导致通过冲压空气涡轮壳体的高负载时，一个或多个冲压空气涡轮模式被激励至谐振。当飞行器发动机速度降低时，冲压空气涡轮所经历的激励频率从高频率席卷到低频率，经过在该降低期间的正常冲压空气涡轮频率。因此，这些振动导致锤击作用，该锤击作用能导致有破坏性的冲击负载。

发明内容

在一个示例性实施方式中，一种调节器组件包括：能够绕轴线旋转的调节器轴；止动轴，所述止动轴联接成随所述调节器轴旋转；可旋转壳体部，所述可旋转壳体部围绕所述止动轴的至少一部分；以及锁栓，所述锁栓构造成延伸通过所述可旋转壳体中的开口。

在上述的又一实施方式中，所述止动轴包括扩大的台肩部，所述扩大台肩部提供用于所述锁栓的邻接表面，以在收起时减少所述调节器轴的轴向运动。

在上述任一种的又一实施方式中，所述锁栓能够选择性地在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置中，涡轮组件处于收起位置，在解锁位置中，所述涡轮组件处于展开位置。

在上述任一种的又一实施方式中，在处于展开位置时，所述调节器轴具有第一量的轴向游隙，且其中，在处于收起位置时，所述锁栓接合所述止动轴以提供用于所述调节器轴的第二量的轴向游隙，所述第二量的轴向游隙小于所述第一量的轴向游隙。

在上述任一种的又一实施方式中，当处于所述锁定位置时，所述锁栓延伸通过所述可旋转壳体部中的开口，这在收起时阻止所述可旋转壳体部旋转。

在上述任一种的又一实施方式中，所述止动轴的一端以滑动配合被联接到所述调节器轴的一端。

在另一示例性实施方式中，冲压空气涡轮组件包括涡轮，所述涡轮包括涡轮轮毂以及从所述涡轮轮毂向外延伸的多个涡轮叶片；并且包括支承所述涡轮的支承结构，其中，所述支承结构能够在收起位置和展开位置之间移动。调节器轴被定位在所述涡轮轮毂内并且限定旋转轴线。止动轴联接成随所述调节器轴旋转；以及可旋转壳体部围绕所述止动轴的至少一部分。锁栓构造成延伸通过所述可旋转壳体部中的开口，以当处于所述收起位置时阻止所述可旋转壳体部旋转。

在另一示例性实施方式中，用于冲压空气涡轮组件的锁栓包括细长主体，所述细长主体从第一端延伸到第二端，台肩部定位在所述第一端和所述第二端之间。所述第一端由第一尺寸限定，以及所述台肩部由大于所述第一尺寸的台肩直径限定。第一轴向长度被限定为从所述第一端至所述台肩部。所述第一端包括平坦部，所述平坦部由小于所述第一轴向长度的第二轴向长度限定，且其中，所述第二轴向长度与所述第一轴向长度的比是大约0.255。

一种用于组装冲压空气涡轮的示例性方法包括：将锁栓支承在非旋转壳体部内；安装可旋转壳体部，用于相对于所述非旋转壳体部旋转，所述可旋转壳体部围绕调节器轴的至少一部分，所述调节器轴联接成随止动轴旋转；以及将锁栓选择性地插入通过所述可旋转壳体部中的开口，使得所述冲压空气涡轮能够移动到收起位置。

本申请的这些以及其他特征从下述说明和附图将被最佳地理解，下述是附图的简要说明。

附图说明

图1示意性地示出了可在展开位置和收起位置之间移动的冲压空气涡轮组件。

图2是冲压空气涡轮组件的剖面侧视图，其中锁栓处于锁定或收起位置。

图3是包括锁栓的图2的一部分的放大图。