專利名稱:航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，包括：熔斷機(jī)構(gòu)(10)和作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)，熔斷機(jī)構(gòu)(10)安裝在風(fēng)扇前軸(4)的外壁上，作動(dòng)機(jī)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(hào)后運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)熔斷機(jī)構(gòu)(10)動(dòng)作，使得軸承支撐錐(5)失效。本實(shí)用新型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置此種機(jī)械式主動(dòng)熔斷裝置可以有效減少熔斷響應(yīng)時(shí)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(shí)間，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)載荷，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)難度和成本。
【專利說明】航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)各部件在發(fā)生FBO事件時(shí)所承受的極限載荷，通常采用熔斷設(shè)計(jì)來降低該載荷。熔斷設(shè)計(jì)的原理是在軸承支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個(gè)機(jī)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(gè)部件的載荷，滿足安全性要求。
[0004]在傳統(tǒng)的熔斷設(shè)計(jì)中，都是采用被動(dòng)的熔斷方式，可能會(huì)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(dòng)失效門檻值的時(shí)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(gè)部件系統(tǒng)提出了更高的設(shè)計(jì)要求，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的難度和成本。
[0005]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中被動(dòng)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(hào)軸承3a和二號(hào)軸承6a進(jìn)行支撐，能夠沿周向中心線7a旋轉(zhuǎn)，一號(hào)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(hào)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(jī)匣8a上。當(dāng)發(fā)生風(fēng)扇葉片脫落時(shí)產(chǎn)生的彎矩大于剪切銷2a的預(yù)定彎矩時(shí)就會(huì)斷裂，使得載荷不會(huì)通過軸承支撐錐5a傳遞給中介機(jī)匣8a。
[0006]但是此種設(shè)計(jì)薄弱部位的熔斷方式，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了部分葉片脫落時(shí)，其產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)載荷剛好低于主動(dòng)失效門檻時(shí)，熔斷設(shè)計(jì)不會(huì)立即失效，而發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在此情況下產(chǎn)生的載荷可能會(huì)超過按照整個(gè)葉片脫落情況下熔斷設(shè)計(jì)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(jì)方法對(duì)于在主動(dòng)失效門檻值附近的載荷靈敏度不高，熔斷裝置作動(dòng)時(shí)間較長，可能達(dá)不到即時(shí)熔斷的效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提出一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，能夠在發(fā)生風(fēng)扇葉片脫落情況時(shí)，迅速使支撐結(jié)構(gòu)失效，實(shí)現(xiàn)即時(shí)熔斷。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，包括:熔斷機(jī)構(gòu)10和作動(dòng)機(jī)構(gòu)20，所述熔斷機(jī)構(gòu)10安裝在風(fēng)扇前軸4的外壁上，所述作動(dòng)機(jī)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(hào)后運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)所述熔斷機(jī)構(gòu)10動(dòng)作，使得所述軸承支撐錐5失效。
[0009]進(jìn)一步地，所述熔斷機(jī)構(gòu)10包括:基座、主動(dòng)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(dòng)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?dòng)破壞部件限制在所述基座中，在所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)20到達(dá)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(duì)所述主動(dòng)破壞部件的限制解除，從而對(duì)所述軸承支撐錐5形成機(jī)械沖擊和沿周向持續(xù)的摩擦破壞。
[0010]進(jìn)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(dòng)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(jìn)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(dòng)機(jī)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(jìn)一步地，所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括:驅(qū)動(dòng)部件、導(dǎo)向部件和指示部件，所述驅(qū)動(dòng)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(dòng)部件能夠在接收到所述熔斷信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)所述指示部件在所述導(dǎo)向部件的限制下運(yùn)動(dòng)；所述指示部件的一端嵌合在所述導(dǎo)向部件中，能夠在運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置時(shí)觸發(fā)所述熔斷機(jī)構(gòu)10。
[0013]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)部件為液控或電控的作動(dòng)筒201，所述導(dǎo)向部件為導(dǎo)軌202，所述指示部件包括作動(dòng)塊203和作動(dòng)指示桿204，所述作動(dòng)塊203嵌合在所述導(dǎo)軌202上，所述作動(dòng)指示桿204固定在所述作動(dòng)塊203上。
[0014]進(jìn)一步地，所述熔斷機(jī)構(gòu)10沿所述風(fēng)扇前軸4的周向設(shè)置有多個(gè)，或所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)20沿所述軸承支撐錐5的周向設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)。
[0015]進(jìn)一步地，當(dāng)所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)20設(shè)置多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)20通過同步信號(hào)線205控制。
[0016]進(jìn)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(gè)，所述驅(qū)動(dòng)部件的數(shù)量小于等于所述指示部件的數(shù)量，多個(gè)所述指示部件通過同步環(huán)連接。
[0017]進(jìn)一步地，所述主動(dòng)破壞部件尖端的硬度高于所述軸承支撐錐5，或所述主動(dòng)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(shí)用新型實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，設(shè)置有熔斷機(jī)構(gòu)和作動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中作動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠在接收到熔斷信號(hào)后運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)熔斷機(jī)構(gòu)動(dòng)作，隨著風(fēng)扇前軸的旋轉(zhuǎn)，迅速使軸承支承錐失效，達(dá)到即時(shí)熔斷的效果。此種機(jī)械式主動(dòng)熔斷裝置可以有效減少熔斷響應(yīng)時(shí)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(shí)間，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)載荷，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)難度和成本。

【附圖說明】

[0019]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)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(dòng)機(jī)被動(dòng)熔斷裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承支撐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置一個(gè)實(shí)施例的側(cè)向結(jié)構(gòu)局部放大圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置一個(gè)實(shí)施例的作動(dòng)機(jī)構(gòu)局部放大圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置一個(gè)實(shí)施例的軸向結(jié)構(gòu)局部放大圖；
[0026]圖7為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置一個(gè)實(shí)施例的熔斷狀態(tài)側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置另一個(gè)實(shí)施例的作動(dòng)機(jī)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(hào)軸承；4a —風(fēng)扇前軸；5a —軸承支撐錐；6a 一二號(hào)軸承；7a —軸向中心線；8a —中介機(jī)匣；
[0030]I 一風(fēng)扇葉片；2 —增壓級(jí)機(jī)匣；3--號(hào)軸承；4 一風(fēng)扇前軸；5 —軸承支撐錐；
6 一二號(hào)軸承；7 —低壓軸；8 —中介機(jī)匣；9 一軸向中心線；10 —熔斷機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)；201 —作動(dòng)筒；202 —導(dǎo)軌；203 —作動(dòng)塊；204 —作動(dòng)指示桿；205 —同步信號(hào)線。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0032]圖2為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一號(hào)和二號(hào)軸承支撐結(jié)構(gòu)示意圖，這里以高低壓雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)為例，風(fēng)扇葉片I安裝在風(fēng)扇前軸4的前端，低壓軸7與風(fēng)扇前軸4同軸連接，通過一號(hào)軸承3和二號(hào)軸承6支撐，并可繞軸向中心線9旋轉(zhuǎn)，這兩個(gè)軸承的外環(huán)由軸承支撐錐5進(jìn)行支撐，軸承支撐錐5的外部由增壓級(jí)機(jī)匣2包圍，并在靠近二號(hào)軸承6的一側(cè)與中介機(jī)匣8固定連接，其中風(fēng)扇前軸4和軸承支撐錐5在軸向截面上一般呈擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)形式。
[0033]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生FBO故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在較高的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的徑向不平衡載荷很大，達(dá)到幾十噸甚至上百噸力，徑向不平衡載荷會(huì)通過軸承傳遞給軸承支撐錐5，之后傳遞到中介機(jī)匣8，再通過安裝系統(tǒng)傳遞給飛機(jī)，若要求發(fā)動(dòng)機(jī)完全承受FBO載荷，則對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出很高的要求，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的難度和成本。為了降低發(fā)生FBO故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件承受的極限載荷，現(xiàn)有技術(shù)采用設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)的熔斷方式來降低載荷，但是該裝置在主動(dòng)失效門檻值附近的載荷靈敏度不高，熔斷裝置作動(dòng)時(shí)間較長，可能達(dá)不到即時(shí)熔斷的效果。因而本實(shí)用新型提供了一種基于主動(dòng)判斷的機(jī)械式熔斷裝置，能夠縮短熔斷時(shí)間，提高動(dòng)作可靠性，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性。
[0034]圖3為本實(shí)用新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，包括:熔斷機(jī)構(gòu)10和作動(dòng)機(jī)構(gòu)20，熔斷機(jī)構(gòu)10安裝在風(fēng)扇前軸4的外壁上，作動(dòng)機(jī)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(hào)后運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)熔斷機(jī)構(gòu)10動(dòng)作，使得軸承支撐錐5失效。
[0035]此實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置具有主動(dòng)判斷的功能，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)略低于或等于主動(dòng)失效門檻對(duì)應(yīng)的監(jiān)測量時(shí)，信號(hào)處理器將發(fā)出熔斷信號(hào)，此處的熔斷信號(hào)是指信號(hào)處理器向主動(dòng)熔斷裝置所發(fā)的控制信號(hào)，當(dāng)主動(dòng)熔斷裝置中的作動(dòng)機(jī)構(gòu)在接收到該熔斷信號(hào)后運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)熔斷機(jī)構(gòu)動(dòng)作，隨著風(fēng)扇前軸的旋轉(zhuǎn)，迅速使軸承支承錐失效，達(dá)到即時(shí)熔斷的效果。熔斷后一號(hào)軸承和二號(hào)軸承的連接方式改變，風(fēng)扇葉片脫落產(chǎn)生的徑向力和扭矩將不會(huì)通過軸承支撐錐傳遞給中介機(jī)匣，再通過安裝系統(tǒng)傳遞給飛機(jī)，由此降低傳遞至軸承和安裝系統(tǒng)上的載荷。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，此種機(jī)械式主動(dòng)熔斷裝置可以有效減少熔斷響應(yīng)時(shí)間，增加熔斷裝置的敏感度和精準(zhǔn)度，在熔斷的過程中產(chǎn)生的持續(xù)摩擦力也會(huì)加速低壓轉(zhuǎn)子降低轉(zhuǎn)速，降低由此產(chǎn)生的不平衡載荷，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性；并且能夠準(zhǔn)確控制支撐結(jié)構(gòu)的失效時(shí)間，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)載荷，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)難度和成本。
[0037]上述實(shí)施例中的熔斷機(jī)構(gòu)10可以包括:基座、主動(dòng)破壞部件、限制部件和觸發(fā)部件；基座具有中空結(jié)構(gòu)并安裝在風(fēng)扇前軸4的外壁上，主動(dòng)破壞部件設(shè)置在基座的中空結(jié)構(gòu)中，限制部件設(shè)置在基座上，能夠?qū)⒅鲃?dòng)破壞部件限制在基座中，在作動(dòng)機(jī)構(gòu)20到達(dá)預(yù)設(shè)位置后，將觸發(fā)部件觸發(fā)，使得限制部件對(duì)主動(dòng)破壞部件的限制解除，從而對(duì)軸承支撐錐5形成機(jī)械沖擊和沿周向持續(xù)的摩擦破壞。
[0038]具體地，如圖4所示的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置的側(cè)向結(jié)構(gòu)局部放大圖和圖6所示的軸向結(jié)構(gòu)局部放大圖，基座為開設(shè)有內(nèi)孔的沖擊錐支撐筒103 ;主動(dòng)破壞部件設(shè)置在沖擊錐支撐筒103的內(nèi)孔中，包括沖擊錐102，沖擊錐102和沖擊錐支撐筒103之間設(shè)有彈簧106，沖擊錐102和彈簧106之間設(shè)有沖擊錐支撐塊104 ;限制部件為設(shè)置在沖擊錐支撐筒103頂端的沖擊錐釋放擋板101。其中，沖擊錐102的形狀可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)，最好是頂部具有銳利的尖端，以便能夠快速地將軸承支撐錐5破壞。而且，軸承支撐錐5在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中一般選取鈦合金材料，沖擊錐102應(yīng)選取硬度比軸承支撐錐5硬度高且耐溫性能好的材料，如不銹鋼或合金鋼等，或者進(jìn)一步在原材料上附著一層硬度高，耐溫性能好的涂層，如陶瓷層或滲氮層等。
[0039]進(jìn)一步地，限制部件還包括設(shè)置在沖擊錐102和沖擊錐支撐筒103之間的彈簧106，在沖擊錐102和彈簧106之間還設(shè)有沖擊錐支撐塊104。
[0040]進(jìn)一步地，觸發(fā)部件安裝在沖擊錐釋放擋板101靠近作動(dòng)機(jī)構(gòu)20的一側(cè)，觸發(fā)部件為沖擊錐釋放開關(guān)105或者位置傳感器。當(dāng)觸發(fā)部件采用沖擊錐釋放開關(guān)105時(shí)，沖擊錐釋放開關(guān)105由一根連接桿(圖中未標(biāo)出)與沖擊錐釋放擋板101相連，當(dāng)沖擊錐釋放開關(guān)105受到作動(dòng)指示桿204的碰撞后，將通過這根連接桿使沖擊錐釋放擋板101動(dòng)作，使得沖擊錐支撐筒103頂端形成供沖擊錐102彈出的通道，從而釋放彈簧106將沖擊錐102彈出。沖擊錐釋放擋板101可以是能夠打開的上蓋或者經(jīng)旋轉(zhuǎn)可錯(cuò)離原位的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，也可以采用其它可實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。熔斷后，對(duì)沖擊錐釋放擋板101的狀態(tài)沒有限制，可以從沖擊錐支撐筒103上脫落，也可以不脫落。當(dāng)觸發(fā)部件采用位置傳感器時(shí)，不需要直接接觸或機(jī)械碰撞即可觸發(fā)熔斷機(jī)構(gòu)10，位置傳感器可以實(shí)時(shí)檢測到作動(dòng)機(jī)構(gòu)20的運(yùn)動(dòng)位置，當(dāng)即將運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置時(shí)就能夠預(yù)先進(jìn)行判斷。
[0041]前述的圖4和圖6所示的實(shí)施方式中，當(dāng)沖擊錐釋放開關(guān)105未被觸發(fā)時(shí)，沖擊錐102在沖擊錐釋放擋板101的限制下全部位于沖擊錐支撐筒103內(nèi)，此時(shí)彈簧106處于壓縮狀態(tài)，沖擊錐支撐塊104用于對(duì)沖擊錐102提供更穩(wěn)定的支撐。參見圖7所示的一個(gè)實(shí)施例的熔斷狀態(tài)側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖，一旦作動(dòng)機(jī)構(gòu)20碰撞沖擊錐釋放開關(guān)105后，通過連接桿將沖擊錐釋放擋板101觸發(fā)，從而將彈簧106釋放，沖擊錐102在彈簧106的作用下以一定速度快速彈出，隨著風(fēng)扇前軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸承支撐錐5的內(nèi)壁持續(xù)形成環(huán)形破壞區(qū)域，進(jìn)而累積達(dá)到軸承支撐錐5的結(jié)構(gòu)失效。破壞過程中沖擊錐102對(duì)軸承支撐錐5的機(jī)械沖擊和持續(xù)摩擦產(chǎn)生的高溫均為加速軸承支撐錐快速失效的原因。
[0042]在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，作動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括:驅(qū)動(dòng)部件、導(dǎo)向部件和指示部件，驅(qū)動(dòng)部件和導(dǎo)向部件安裝在軸承支撐錐5的內(nèi)壁上，驅(qū)動(dòng)部件能夠在接收到熔斷信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)指示部件在導(dǎo)向部件的限制下運(yùn)動(dòng)；指示部件的一端嵌合在導(dǎo)向部件中，能夠在滑動(dòng)到預(yù)設(shè)位置時(shí)觸發(fā)熔斷機(jī)構(gòu)10。
[0043]具體地，如圖4所示的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置的側(cè)向結(jié)構(gòu)局部放大圖和圖5所示的作動(dòng)機(jī)構(gòu)軸向結(jié)構(gòu)的局部放大圖，驅(qū)動(dòng)部件為液控或電控的作動(dòng)筒201，導(dǎo)向部件為導(dǎo)軌202，指示部件包括作動(dòng)塊203和作動(dòng)指示桿204，作動(dòng)塊203嵌合在導(dǎo)軌202上，作動(dòng)指示桿204固定在作動(dòng)塊203上。
[0044]其中，作動(dòng)塊203運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置的方式是多樣的，采用的驅(qū)動(dòng)部件除了選擇液控或電控的作動(dòng)筒201，還可以選擇直線電機(jī)，也可以是軌道上具有動(dòng)力的可移動(dòng)式小車，只要能夠驅(qū)動(dòng)作動(dòng)塊203運(yùn)動(dòng)即可。
[0045]進(jìn)一步地，作動(dòng)塊203在導(dǎo)軌202上運(yùn)動(dòng)也可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，可以按照?qǐng)D5的方式，導(dǎo)軌202上開設(shè)有槽，作動(dòng)塊203嵌合在導(dǎo)軌202的槽中，并能沿著槽進(jìn)行滑動(dòng)。另夕卜，導(dǎo)軌202還可以是圓柱形導(dǎo)軌，作動(dòng)塊203滑動(dòng)軸承套設(shè)在導(dǎo)軌202上實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。再如導(dǎo)軌202是工字型或其它截面形狀的導(dǎo)軌，作動(dòng)塊203卡合在導(dǎo)軌202上實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
[0046]優(yōu)選地，作動(dòng)指示桿204的形狀也可以是多樣的，可以是圓柱形，也可以是矩形柱或者其它形狀，只要能碰觸到?jīng)_擊錐釋放開關(guān)105或者能被位置傳感器檢測到即可。
[0047]接著對(duì)圖4和圖5所示的作動(dòng)機(jī)構(gòu)20的工作過程進(jìn)行說明，發(fā)動(dòng)機(jī)的某個(gè)支撐機(jī)構(gòu)處安裝傳感器，用于檢測FBO事件下的參數(shù)，當(dāng)監(jiān)測的變量略低于或等于主動(dòng)失效門檻對(duì)應(yīng)的檢測量時(shí)，信號(hào)處理器及時(shí)將信號(hào)反饋給作動(dòng)機(jī)構(gòu)20，其中的作動(dòng)筒201立即推動(dòng)作動(dòng)塊203沿著導(dǎo)軌202運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，如圖7所示，這里的預(yù)設(shè)位置是指作動(dòng)指示桿204能與旋轉(zhuǎn)的沖擊錐釋放擋板101發(fā)生碰撞的位置，更上位的來講，是指示部件能與旋轉(zhuǎn)的限制部件發(fā)生碰撞的位置，此時(shí)作動(dòng)指示桿204會(huì)碰撞旋轉(zhuǎn)的沖擊錐釋放擋板101上的沖擊錐釋放開關(guān)105，在此碰撞作用下，沖擊錐釋放開關(guān)105會(huì)通過連接的桿將沖擊錐釋放擋板101從沖擊錐支撐筒103頂端打開，受壓的彈簧106會(huì)將沖擊錐102釋放彈出進(jìn)而沖擊軸承支撐錐5，并且在風(fēng)扇前軸4的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下，使得軸承支撐錐5在短時(shí)間內(nèi)失效。
[0048]除了上述典型的只采用一個(gè)熔斷機(jī)構(gòu)10對(duì)應(yīng)一個(gè)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20的實(shí)施方案，還可以將熔斷機(jī)構(gòu)10沿風(fēng)扇前軸4的周向設(shè)置多個(gè)，或作動(dòng)機(jī)構(gòu)20沿軸承支撐錐5的周向設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)一步地，當(dāng)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20設(shè)置多個(gè)時(shí)，多個(gè)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20通過同步信號(hào)線205控制。進(jìn)一步地，指示部件沿軸承支撐錐5的周向設(shè)置有多個(gè)，但驅(qū)動(dòng)部件的數(shù)量小于指示部件的數(shù)量，多個(gè)指示部件通過同步環(huán)連接。
[0049]多個(gè)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20可更快的使熔斷機(jī)構(gòu)10起作用，多個(gè)熔斷機(jī)構(gòu)10可提供更大的沖擊力和對(duì)軸承支撐錐5更大的摩擦力，同時(shí)每個(gè)熔斷機(jī)構(gòu)10只需破壞圓弧上的一段即可，從而更快地使軸承支撐錐5失效。因此，為了更快的實(shí)現(xiàn)熔斷，可設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件、多個(gè)指示部件和多個(gè)熔斷機(jī)構(gòu)10，工程人員可以根據(jù)實(shí)際情況組合設(shè)計(jì)。下面將給出幾種可實(shí)現(xiàn)的例子，但不局限于此。
[0050]在第一實(shí)施例中，將熔斷機(jī)構(gòu)10沿風(fēng)扇前軸4的周向設(shè)置多個(gè)，而作動(dòng)筒201只設(shè)置一個(gè)，導(dǎo)軌202、作動(dòng)塊203和作動(dòng)指示桿204對(duì)應(yīng)地設(shè)置多個(gè)，由一個(gè)同步環(huán)將多個(gè)作動(dòng)指示桿204連接起來，同步環(huán)可以設(shè)計(jì)為圓環(huán)型的桿子，當(dāng)作動(dòng)筒201收到熔斷信號(hào)后，推動(dòng)作動(dòng)塊203，由同步環(huán)將多個(gè)作動(dòng)指示桿204沿著導(dǎo)軌202驅(qū)動(dòng)，從而達(dá)到加速熔斷的效果。
[0051]在第二實(shí)施例中，將熔斷機(jī)構(gòu)10沿風(fēng)扇前軸4的周向設(shè)置多個(gè)，對(duì)應(yīng)地設(shè)置數(shù)目相同的導(dǎo)軌202、作動(dòng)塊203和作動(dòng)指示桿204，作動(dòng)筒201的數(shù)量小于等于作動(dòng)指示桿204的數(shù)量，此時(shí)也可以采用同步環(huán)將多個(gè)作動(dòng)指示桿204沿著導(dǎo)軌202驅(qū)動(dòng)，從而達(dá)到加速熔斷的效果。
[0052]在第三實(shí)施例中，將熔斷機(jī)構(gòu)10沿風(fēng)扇前軸4的周向設(shè)置多個(gè)，對(duì)應(yīng)地沿軸承支撐錐5的周向設(shè)置數(shù)量相同的作動(dòng)機(jī)構(gòu)20，每個(gè)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20對(duì)應(yīng)一個(gè)熔斷機(jī)構(gòu)10，而且每個(gè)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20均包含作動(dòng)筒201、作動(dòng)導(dǎo)軌202、作動(dòng)塊203和作動(dòng)指示桿204。如圖8所示，將多個(gè)作動(dòng)機(jī)構(gòu)20中的作動(dòng)筒201通過同步信號(hào)線205連接，能夠?qū)Χ鄠€(gè)作動(dòng)筒201實(shí)現(xiàn)同步控制，從而同步驅(qū)動(dòng)作動(dòng)指示桿204運(yùn)動(dòng)，這種實(shí)施例中所有的熔斷機(jī)構(gòu)10同時(shí)起作用，熔斷速度很快，可靠性高。
[0053]本實(shí)用新型上述的各個(gè)實(shí)施例均具有熔斷時(shí)間短、響應(yīng)快和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)際中可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)上風(fēng)扇葉片失效時(shí)對(duì)應(yīng)的載荷情況，選取合適的實(shí)施方式，也可以基于本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計(jì)。
[0054]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，包括:熔斷機(jī)構(gòu)(10)和作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)，所述熔斷機(jī)構(gòu)(10)安裝在風(fēng)扇前軸(4)的外壁上，所述作動(dòng)機(jī)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(hào)后運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置，并觸發(fā)所述熔斷機(jī)構(gòu)(10)動(dòng)作，使得所述軸承支撐錐(5)失效。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述熔斷機(jī)構(gòu)(10)包括:基座、主動(dòng)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(dòng)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?dòng)破壞部件限制在所述基座中，在所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)到達(dá)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(duì)所述主動(dòng)破壞部件的限制解除，從而對(duì)所述軸承支撐錐(5)形成機(jī)械沖擊和沿周向持續(xù)的摩擦破壞。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述基座為開設(shè)有內(nèi)孔的沖擊錐支撐筒(103);所述主動(dòng)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)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，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(dòng)機(jī)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。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)包括:驅(qū)動(dòng)部件、導(dǎo)向部件和指示部件，所述驅(qū)動(dòng)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(dòng)部件能夠在接收到所述熔斷信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)所述指示部件在所述導(dǎo)向部件的限制下運(yùn)動(dòng)；所述指示部件的一端嵌合在所述導(dǎo)向部件中，能夠在運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置時(shí)觸發(fā)所述熔斷機(jī)構(gòu)(10)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件為液控或電控的作動(dòng)筒(201)，所述導(dǎo)向部件為導(dǎo)軌(202)，所述指示部件包括作動(dòng)塊(203)和作動(dòng)指示桿(204)，所述作動(dòng)塊(203)嵌合在所述導(dǎo)軌(202)上，所述作動(dòng)指示桿(204)固定在所述作動(dòng)塊(203)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述熔斷機(jī)構(gòu)(10)沿所述風(fēng)扇前軸(4)的周向設(shè)置有多個(gè)，或所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)沿所述軸承支撐錐(5)的周向設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，當(dāng)所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)設(shè)置多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述作動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)通過同步信號(hào)線(205)控制。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述指示部件沿所述軸承支撐錐(5)的周向設(shè)置有多個(gè)，所述驅(qū)動(dòng)部件的數(shù)量小于等于所述指示部件的數(shù)量，多個(gè)所述指示部件通過同步環(huán)連接。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)熔斷裝置，其特征在于，所述主動(dòng)破壞部件尖端的硬度高于所述軸承支撐錐(5)，或所述主動(dòng)破壞部件尖端的外表面上還附著有陶瓷層或滲氮層。
【文檔編號(hào)】H01H85-02GK204289310SQ201420784018
【發(fā)明者】鄭李鵬, 楊筱璐, 侯乃先, 翁依柳, 白國娟 [申請(qǐng)人]中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司