带螺纹主安装节安装系统与推力销间隙设计方法与流程

本发明属于航空发动机的，尤其涉及一种带螺纹主安装节安装系统与推力销间隙设计方法。

背景技术：

1、航空发动机与飞机结构通过主安装节与辅助安装节连接，推力通过主安装节处的推力销传递。现代涡扇发动机安装系统主要有前主后辅和前辅后主两种结构形式，前主后辅结构形式的主安装节设置在温度低且强度好的中介机匣处，辅助安装节设置在加力筒体处，主安装节采用沿发动机主安装面两侧水平布置一对推力销球窝支座，对应安装有带球体螺纹的第一主安装节和不带螺纹的第二主安装节。

2、现有技术中前主后辅的形式采用的较多，见图1至图3所示，位于中介机匣左右两侧的第一主安装节1和第二主安装节2与推力销3的装配关系，前主后辅中多采用的形式为，中介机匣一侧的第一主安装节1带球体带螺纹，另一侧第二主安装节2不带螺纹的结构。

3、为了满足发动机热膨胀协调，第二主安装节2与推力销3端面之间采用过渡设计。间隙值的设计对发动机的安装系统及载荷传递会产生较大的影响，现有技术中采用折中间隙方法，在发生叶片丢失的异常状态下，不能有效的保证机载主安装系统中第一主安装节1的螺纹不发生断裂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供的螺纹主安装节安装系统与推力销间隙设计方法，通过对发动机全载荷状态进行评估，确定发动机正常工作下的最大侧向载荷和异常状态最大侧向载荷，在第一主安装节与推力销之间的采用合理间隙值，保证螺纹结构完整性。

2、本发明的技术方案具体为：一种带螺纹主安装节安装系统与推力销间隙设计方法，发动机上安装有中介机匣，所述中介机匣两侧分别设置有带球体螺纹的第一主安装节和不带螺纹的第二主安装节，第二主安装节与中介机匣以过渡的方式安装，第一主安装节通过推力销传递推力，所述方法包括：

3、s1:确定发动机在正常工作时的第一最大水平过载载荷fy，第一主安装节的第二最大水平过载载荷包括温度载荷和惯性载荷，所述惯性载荷为所述第一最大水平过载载荷fy与预设安全系数的乘积；所述温度载荷为中介机匣最大温度所产生的载荷；

4、s2:在所述第一最大水平过载载荷fy下计算出第一主安装节与推力销的最小间隙；

5、s3:确定发动机在异常状态时第一主安装节承受的第三最大水平载荷，计算出所述第三最大水平载荷并通过有限元模型确定第一主安装节与推力销的最大间隙。

6、本发明的有益效果：

7、通过本发明所计算出的，在叶片发生断裂时至少能够满足第一主安装节与推力销间隙为90%，以防止螺纹牙断裂载荷为目的，采用材料允许应力值反推螺纹牙承载极限，确定最高温度状态叠加螺纹牙承载极限为最大间隙设计载荷，在发生叶片丢失的异常状态下，保证主安装系统中第一主安装节螺纹不发生断裂。

技术特征：

1.一种带螺纹主安装节安装系统与推力销间隙设计方法，发动机上安装有中介机匣，所述中介机匣两侧分别设置有带球体螺纹的第一主安装节和不带螺纹的第二主安装节，第二主安装节与中介机匣以过渡的方式安装，第一主安装节通过推力销传递推力，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，s1中预设安全系数至少为1.5。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，s2中的在所述第一最大水平过载载荷fy下计算出第一主安装节与推力销的最小间隙，包括：

4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，s3中包括：

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述剪切应力的计算公式为：

6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，所述弯曲应力，的计算公式为：

7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，计算所述最大间隙，包括：

技术总结
本发明的带螺纹主安装节安装系统与推力销间隙设计方法，属于航空发动机领域。其包括：通过开展发动机全工作状态载荷分析，确定最高温度状态和第一最大水平过载载荷为最小间隙设计载荷，采用公式或者有限元分析方法获得主安装节与推力销最小间隙值；在叶片飞失载荷条件对主安装节螺纹连接进行受力分析，以防止螺纹牙断裂载荷为目的，采用材料允许应力值反推螺纹牙承载极限，确定最高温度状态叠加螺纹牙承载极限为最大间隙设计载荷，采用有限元分析方法获得第一主安装节与推力销最大间隙值。在发生叶片丢失的异常状态下，能够保证主安装系统中第一主安装节螺纹不发生断裂。

技术研发人员：曾瑶,程荣辉,张少平,庞燕龙,孙登科,苏瀚生,张琼,刘天文,周大庆
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11