發(fā)動機附件機匣支撐結構設計

孫家超 張帥

摘 要：航空發(fā)動機的附件機匣是發(fā)動機的重要組成部件之一，隨著各項性能指標的提升對附件及附件機匣提出了更高的要求需臺架對其單獨支撐。設計了一種滿足安裝要求的下置附件機匣支撐結構，該結構包含支撐框架、主支撐及側(cè)向支撐結構。經(jīng)強度校核，該支撐系統(tǒng)滿足強度要求。

關鍵詞：附件機匣；支撐結構；結構設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.050

1 引言

航空發(fā)動機的附件機匣是發(fā)動機的重要組成部件之一，附件機匣上安裝有起動機、液壓泵、發(fā)電機等附件。在發(fā)動機起動時，起動機轉(zhuǎn)矩經(jīng)附件機匣傳遞至發(fā)動機；在發(fā)動機工作時，經(jīng)附件機匣提取發(fā)動機功率，驅(qū)動附件機匣上的液壓泵、發(fā)電機等附件以保證飛機液壓附件、電子設備等正常工作[1]。

以往情況下，附件機匣可直接安裝在發(fā)動機上，隨著發(fā)動機性能指標的提升以及飛機對發(fā)動機功率提取的增大，附件能力增大導致結構、重量增加，附件機匣直接安裝在發(fā)動機上會給發(fā)動機帶來額外載荷，影響結構強度、試車安全。

為此，設計了一種附件機匣支撐結構以滿足附件機匣獨立安裝。

2 附件機匣支撐系統(tǒng)設計要求

（1）支撐固定應牢固、可靠、穩(wěn)定、振動小、能夠承受附件機匣各種作用力；

（2）支撐系統(tǒng)應滿足發(fā)動機上下臺過程使用功能；

（3）滿足多個型號安裝尺寸要求；

（4）支撐系統(tǒng)結構可調(diào)，保證功率輸出軸安裝要求；

（5）本文設計的支撐系統(tǒng)抗沖擊指標滿足垂向5g，橫向4g，軸向4g[2]。

3 附件機匣支撐系統(tǒng)的結構設計

臺架支撐的附件機匣根據(jù)發(fā)動機型號、結構的不同分為上置式附件機匣和下置式附件機匣，本文所設計的支撐系統(tǒng)主要針對下置式附件機匣的安裝。

下置式附件機匣的安裝結構見圖1。

（1）主支撐。主支撐是附件機匣主要安裝固定承力部件。為滿足多型號配裝要求，附件機匣有多個安裝位置，同時為保證附件機匣的安裝精度，需保證主支撐可保證附件機匣安裝時具有可調(diào)功能，同時應保證調(diào)整范圍。主支撐的結構形式見圖2。

（2）側(cè)向支撐。側(cè)向支撐與主支撐一同限定了附件機匣繞主支撐軸的旋轉(zhuǎn)自由度。

側(cè)向支撐結構采用了雙拉桿的三角框架結構（圖3），通過螺桿與螺套的配合調(diào)節(jié)側(cè)向支撐整體長度從而實現(xiàn)附件機匣俯仰角度調(diào)整。

4 強度校核

（1）主支撐。在評估主支撐的強度時，將附件機匣視為剛體，主支撐承受垂向5g、橫向4g及軸向4g載荷。在主支撐安裝面施加約束，計算結果如圖4所示。由計算結果可知，最大應力279.54MPa，發(fā)生在主支撐承力銷根部。主支撐承力銷為主要承力件，選用材料為18Cr2Ni4WuA，滿足強度要求。

（2）側(cè)向支撐。側(cè)向支撐僅起到側(cè)向輔助支撐及調(diào)整俯仰功能，在評估側(cè)向支撐強度時按最大載荷考慮，在側(cè)向支撐處施加4g橫向載荷，計算結果如圖5所示。

由計算結果可知，側(cè)向支撐最大應力38.62MPa，滿足要求。

5 結束語

（1）支撐結構整體可拆卸，結構設計能夠很好地滿足附件機匣安裝過程、位置要求，同時，相關調(diào)整結構可滿足多種型號附件機匣安裝尺寸要求，大大節(jié)約了相關成本。

（2）經(jīng)強度校核，改支撐系統(tǒng)完全滿足強度要求。

參考文獻：

[1]郭梅，陳聰慧，胡興海，侯明曦.航空發(fā)動機附件機匣結構設計方法研究[J].2017.

[2]國防科學技術工業(yè)委員會.軍用設備環(huán)境試驗方法沖擊試驗[S].科工委軍標中心.1986.

[3]朱凌云，路明，胡昌良.發(fā)動機附件支架的有限元分析方法研究[J].2011.