[发明专利]一种可调静子叶片及机匣结构

说明书

本申请属于压气机设计领域，为一种可调静子叶片及机匣结构，包括可调静子叶片、内机匣和外机匣，通过将内机匣、外机匣与叶型支板相连，并将转轴安装至叶型支板的通孔内，外涵气流仅会与叶型支板接触，而不会与转轴接触，进行角度调节时，动力通过角度调节机构传递至转轴，转轴由于处于通孔内，仅受到角度调节机构的影响从而带动叶片本体进行转动，实现了叶片本体角度的调节和对内涵气流的整流作用，可调静子叶片的转轴与外涵气流实现隔离，消除了转轴与外涵气流的相互作用，同时避免了转轴发生的碰磨问题，可调静子叶片的机械阻力矩处于稳定状态，保证了可调静子叶片调节的精度。

技术领域

本申请属于压气机设计领域，特别涉及一种可调静子叶片及机匣结构。

背景技术

随着新构型发动机的出现，发动机的气流通道数量开始增多，已经超过了常规涡扇发动机具有的双通道——外涵和内涵，例如自适应变循环发动机和串联TBCC组合动力发动机，气流通道数量多达3个。此时，具备角度调节功能的压气机可调静子叶片的叶片部分置于内涵通道中，起到整流作用，转轴部分需穿过双层机匣，置于外涵通道中，起到固定叶片和实现叶片旋转的作用，如图1所示。

由于各级压气机可调静子叶片数量较多，大量的转轴分布在外涵通道中，对外涵气流造成扰动，影响外涵流场，加大外涵气流总压损失。当外涵通道的气流来自风扇出口时，外涵气流容易对可调叶片的转轴形成激励，气流激振力通过转轴传递至叶片部分，使整个叶片产生弯曲振动和扭转振动，严重时可对静子叶片造成损伤，影响压气机甚至发动机的使用安全。

形成外涵通道的两个机匣无法组合加工，分别位于两个机匣上的用于安装可调静子叶片转轴的定位孔存在不同心的问题，影响可调静子叶片在两个机匣上的可靠装配，使可调静子叶片在工作过程中，转轴易发生偏磨问题，增加可调静子叶片的机械阻力矩，降低了可调静子叶片的调节精度。

因此，如何保证可调静子叶片的工作稳定性、减少损伤是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种可调静子叶片及机匣结构，以解决现有技术中压气机的可调静子叶片容易产生弯曲振动和扭转振动的问题。

本申请的技术方案是：一种可调静子叶片及机匣结构，包括可调静子叶片、内机匣和外机匣，所述内机匣与外机匣之间设有叶型支板，所述叶型支板的长度方向沿着外涵气流的流动方向设置，所述叶型支板与内机匣、外机匣均连接，所述可调静子叶片包括设于内机匣与外机匣之间的转轴、设于内机匣内侧的叶片本体，所述叶型支板上开设有通孔，所述转轴穿过内机匣伸入至通孔内、并从外机匣外侧伸出，所述转轴的外端连接有角度调节机构。

优选地，所述转轴为阶梯轴，所述通孔为圆柱形空心结构，所述阶梯轴包括加强段、配合段、缩径段和螺纹段，所述叶片本体的外侧设有定位凸台，所述加强段的直径大于配合段和缩径段的直径并且加强段与定位凸台相连，所述配合段的直径大于缩径段的直径，所述配合段共有两段并且一段配合段与加强段相连、另一段配合段与螺纹段相连，所述螺纹段与相邻的配合段之间设有安装平面，所述安装平面与角度调节机构相连，所述缩径段设于两段配合段之间。

优选地，所述外机匣与外侧的配合段之间设有外端衬套，所述内机匣与加强段之间设有内端衬套。

优选地，所述角度调节机构包括与安装平面相连的摇臂、连接于摇臂远离安装平面一端的联动环，所述螺纹段螺纹连接有自锁螺母，所述自锁螺母拧紧将摇臂固定。

优选地，所述叶型支板与内机匣、外机匣一体化设置。

优选地，所述叶型支板沿高度方向上的横截面呈月牙形结构，所述叶型支板沿高度方向上的各个截面上的最大厚度相同，并且任意相对设置的两组叶型支板的最大厚度均位于同一轴向位置。