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专利名称：一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110656019.1

专利申请（专利权）人：昌河飞机工业(集团)有限责任公司
权利人地址：江西省景德镇市珠山区朝阳路539号

专利发明（设计）人：发明人:戴周军,张伶,赵强,陈正生,许漂,毛永杰,徐凌波,王紫恒

专利摘要：本发明属于直升机复合材料桨叶修理技术领域，尤其涉及一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构及方法。衬套受损伤内表面出现凹坑、裂纹、锈蚀、变形等故障，就会而影响桨叶根部受力与传力，降低桨叶疲劳寿命。本发明的修复结构，包括支撑衬套、内衬套和保护垫圈，其中支撑衬套间隙配合插在桨根衬套中部区域，在支撑衬套两端安装有内衬套，且内衬套与桨根衬套过盈配合；在桨根衬套超出复材桨叶上下表面的部分，还安装有保护垫圈。通过镶嵌内衬套消除了衬套内表面损伤故障；尼龙保护垫圈可防止金属衬套与桨榖的端面磨损；非干性密封剂能有效阻止金属之间的腐蚀；衬套精准装配辅助工装保证了上下对称型衬套的安装精度。

主权利要求：
1.一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构，修复前的复材桨叶(1)在根部一体式嵌入有贯穿上下表面的桨根衬套(2)，对于桨根衬套(2)发生损伤后采用该修复结构,其特征在于：该修复结构包括支撑衬套(3)、内衬套(4)和保护垫圈(6)，其中支撑衬套(3)间隙配合插在桨根衬套(2)中部区域，在支撑衬套(3)两端安装有内衬套(4)，且内衬套(4)与桨根衬套(2)过盈配合；在桨根衬套(2)超出复材桨叶(1)上下表面的部分，还安装有保护垫圈(6)；修复包括以下步骤：第一步：对桨根衬套(2)内表面损伤区域进行检查，确定损伤区域的范围；
第二步：根据损伤检测结果，对桨根衬套(2)进行机械镗孔，尺寸加工至桨根衬套(2)内表面不再存在损伤区域为止，测量桨根衬套(2)的孔径a，计算镗孔切削量b；
第三步：加工内衬套(4)与支撑衬套(3)，内衬套(4)满足与桨根衬套过盈配合；支撑衬套(3)满足与桨根衬套(2)间隙配合；
第四步：按照修复结构在桨根衬套(2)的内孔中安装内衬套(4)和支撑衬套(3)；
第五步：对桨根衬套周边的复合材料桨叶表面打磨粗糙，擦拭干净，使用胶黏剂(7)将保护垫圈(6)粘接到桨根衬套(2)外侧，固化后，清理胶瘤，打磨过渡；
第六步：根据装配完的衬套的孔径大小完成镗孔，恢复到桨根衬套受损伤前的尺寸。
2.根据权利要求1所述的修复结构，其特征在于：在内衬套(4)与桨根衬套(2)配合的表面上还涂覆有非干性密封剂(5)。
3.根据权利要求2所述的修复结构，其特征在于：在保护垫圈(6)与复材桨叶(1)上下表面的对接面上还涂覆有胶黏剂(7)。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的修复结构，其特征在于：所述保护垫圈(6)的外端面超出桨根衬套(2)的外端面。
5.根据权利要求4所述的修复结构，其特征在于：保护垫圈(6)的高度超出桨根衬套(2)的范围不得高于0.5mm。
6.根据权利要求1?3中任一项所述的修复结构，其特征在于：所述内衬套(4)的外端面不得超出桨根衬套(2)的外端面。
7.根据权利要求6所述的修复结构，其特征在于：所述内衬套(4)的外端面相对于桨根衬套(2)的外端面具有不超过0.5mm的内陷。
8.根据权利要求1?3中任一项所述的修复结构，其特征在于：所述保护垫圈(6)的材质为尼龙，内径比桨根衬套(2)的端面外径大0.5?1.0mm，外径比桨根衬套(2)的端面外径大7?
9mm。
9.根据权利要求1所述的修复结构，其特征在于：内衬套(4)与桨根衬套的配合副的过盈量为0.06?0.08mm，壁厚比镗孔切削量b大2?3mm；支撑衬套(3)与桨根衬套(2)的配合副的间隙最大不超过0.1mm，壁厚比镗孔切削量b小1?2mm。 说明书 : 一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构及方法技术领域[0001] 本发明属于直升机复合材料桨叶修理技术领域，尤其涉及一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构及方法。背景技术[0002] 桨叶根部是复合材料桨叶与桨毂连接的关键部位，是桨叶受力最复杂的区域，其质量直接影响到桨叶的载荷传递和疲劳寿命。而衬套是位于桨叶根部区域中最重要的零件，它是将旋翼桨叶通过高速运动而获得的升力源源不断传递给直升机本体的桥梁。若是衬套受损伤，内表面出现凹坑、裂纹、锈蚀、变形等故障，就会而影响桨叶根部受力与传力，降低桨叶疲劳寿命。[0003] 为了飞行安全等因素考虑，一旦复合材料桨根衬套出现上诉故障问题，现有的处理方法就是将故障桨叶停滞不用，重新补换一片新的旋翼桨叶。该处理方式简单直接，虽然能保证直升机的使用安全，但是也造成了资源的极大浪费。停用的故障桨叶往往得不到有效修复，很有可能会报废处理。发明内容[0004] 本发明的目的：针对现有存在的问题，提供一种稳定可靠的直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构及方法。[0005] 本发明的技术方案：提供一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复结构，修复前的复材桨叶在根部一体式嵌入有贯穿上下表面的桨根衬套，对于桨根衬套发生损伤后采用该修复结构，该修复结构包括支撑衬套、内衬套和保护垫圈，其中支撑衬套间隙配合插在桨根衬套中部区域，在支撑衬套两端安装有内衬套，且内衬套与桨根衬套过盈配合；在桨根衬套超出复材桨叶上下表面的部分，还安装有保护垫圈。[0006] 进一步地，在内衬套与桨根衬套配合的表面上还涂覆有非干性密封剂。[0007] 进一步地，在保护垫圈与复材桨叶上下表面的对接面上还涂覆有胶黏剂。[0008] 进一步地，所述保护垫圈的外端面超出桨根衬套的外端面。[0009] 进一步地，保护垫圈的高度超出桨根衬套的范围不得高于0.5mm。[0010] 进一步地，所述内衬套的外端面不得超出桨根衬套的外端面。[0011] 进一步地，所述内衬套的外端面相对于桨根衬套的外端面具有不超过0.5mm的内陷。[0012] 进一步地，所述保护垫圈的材质为尼龙，内径比桨根衬套的端面外径大0.5?1.0mm，外径比桨根衬套的端面外径大7?9mm。[0013] 本发明还提供一种直升机桨根衬套内表面损伤后的修复方法，利用上述的修复结构，包括以下步骤：[0014] 第一步：对桨根衬套内表面损伤区域进行检查，确定损伤区域的范围；[0015] 第二步：根据损伤检测结果，对桨根衬套进行机械镗孔，尺寸加工至桨根衬套内表面不再存在损伤区域为止，测量桨根衬套的孔径a，计算镗孔切削量b；[0016] 第三步：加工内衬套与支撑衬套，内衬套满足与桨根衬套过盈配合；支撑衬套满足与桨根衬套为间隙配合；[0017] 第四步：按照修复结构在桨根衬套的内孔中安装内衬套和支撑衬套；[0018] 第五步：对桨根衬套周边的复合材料桨叶表面打磨粗糙，擦拭干净，使用胶黏剂将保护垫圈粘接到桨根衬套外侧，固化后，清理胶瘤，打磨过渡；[0019] 第六步：根据装配完的衬套的孔径大小完成镗孔，恢复到桨根衬套受损伤前的尺寸。[0020] 进一步地，内衬套与桨根衬套的配合副的过盈量为0.06?0.08mm，壁厚比镗孔切削量b大2?3mm；支撑衬套与桨根衬套的配合副的间隙最大不超过0.1mm,壁厚比镗孔切削量b小1?2mm。[0021] 本发明的有益效果：通过镶嵌内衬套消除了衬套内表面损伤故障；尼龙保护垫圈可防止金属衬套与桨榖的端面磨损；非干性密封剂能有效阻止金属之间的腐蚀；衬套精准装配辅助工装保证了上下对称型衬套的安装精度。该发明经实践证明修理质量可靠稳定。附图说明[0022] 当结合附图阅读时，通过参考以下对本发明示例的详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其他目的及其描述，其中：[0023] 图1为本发明修复结构示意图；[0024] 图2为实现本发明修复结构的安装示意图；[0025] 图3为实现本发明修复结构的工装结构。[0026] 其中，1?复材桨叶，2?桨根衬套，3?支撑衬套，4?内衬套，5?非干性密封剂，6?保护垫圈，7?胶黏剂具体实施方式[0027] 将参照附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些(但并非全部)。事实上，可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反，描述这些示例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。[0028] 参见图1，本发明提供的稳定可靠的衬套内表面损伤后的修复结构，包括复材桨叶1、桨根衬套2、支撑衬套3、内衬套4、非干性密封剂5、保护垫圈6、胶黏剂7。每一个桨根衬套2分别装配两个内衬套4和一个支撑衬套3，支撑衬套3位于两个内衬套4的中间位置；内衬套4与桨根衬套2的装配配合为过盈配合，支撑衬套3与桨根衬套2的装配配合为间隙配合。[0029] 内衬套4与桨根衬套2的配合面涂抹一层非干性密封剂5，对金属面起防腐保护作用；保护垫圈6的材质为尼龙，外形为环形，内径比桨根衬套2端面外径大0.5?1.0mm,外径比桨根衬套2端面外径大7?9mm，保护垫圈6粘接后的高度比桨根衬套2端面高度略高，但不得高于0.5mm。[0030] 胶黏剂7将保护垫圈6粘接在复材桨叶1表面，位于桨根衬套2端面外侧。非干性密封剂5优选MF?1(J型)。胶黏剂7优选EA9309.3NA。[0031] 为实现上诉目的，本发明提供的一种稳定可靠的衬套内表面损伤后的修理方法包括：[0032] 第一步：对桨根衬套2内表面损伤区域进行检查，确定损伤区域的范围；[0033] 第二步：根据损伤检测结果，对桨根衬套2进行机械镗孔，尺寸加工至衬套内表面不再存在损伤区域为止。加工完毕后，测量桨根衬套2现在的孔径a，计算镗孔切削量b。[0034] 第三步：加工内衬套4与支撑衬套3。内衬套4的外径与桨根衬套2现在的孔径a为过盈配合配合副的过盈量建议为0.06?0.08mm，壁厚比镗孔切削量b大2?3mm；支撑衬套3的外径与桨根衬套2现在的孔径a为间隙配合配合副的间隙最大不超过0.1mm,壁厚比镗孔切削量b小1?2mm。[0035] 第四步：每一个桨根衬套2分别装配两个内衬套4和一个支撑衬套3，支撑衬套3位于两个内衬套4的中间位置，内衬套4与桨根衬套2采用温差装配完成过盈配合。装配完，内衬套4的端面不得高于桨根衬套2的端面，允许最大内陷0.5mm。[0036] 第五步：对桨根衬套2周边的复合材料1桨叶表面打磨粗糙，擦拭干净，使用EA9309.3NA胶黏剂将保护垫圈6粘接到桨根衬套2周边。固化后，清理胶瘤，打磨过渡。[0037] 第六步：根据装配完的衬套的孔径大小完成镗孔，恢复到桨根衬套2受损伤前的尺寸。[0038] 内衬套4与桨根衬套2装配时，配合面需涂抹一层MF?1(J型)非干性密封剂。[0039] 内衬套4与桨根衬套2温差装配时，可使用内衬套精准装配辅助工装，包括压杆8、引导套9、底座10。[0040] 压杆8的直径与引导套9的内径为间隙配合，配合副的间隙建议为0.03?0.12mm；压杆8的直径与内衬套4的内径为间隙配合，配合副的间隙建议为0.05?0.12mm；引导套9的外径与衬套镗孔后的孔径a为间隙配合，配合副的间隙建议为0.03?0.08mm.[0041] 内衬套4精准装配方法是：将桨根衬套2平放在底座10端面上，保证压杆8可自由穿过底座10上的通孔；引导套9安装在靠底座一侧的桨根衬套2，可保证压杆8自由通过；内衬套4在液氮中冷却，待激烈沸腾平息后再浸泡5?8分钟取出，涂抹一层MF?1(J型)非干性密封剂，套在压杆8上，迅速压入桨根衬套2内。[0042] 本文中公开的系统、装置和方法的不同示例包括各种部件、特征和功能。应当理解，本文中公开的系统、装置和方法的各种示例可包括任何组合方式或任何子组合方式的本文中公开的系统、装置和方法的其他示例中的任一个的部件、特征和功能中的任一个，并且所有这些可能性旨在落入本发明的范围内。[0043] 已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述，但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例，以便最佳地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。

专利地区：江西

专利申请日期：2021-06-11

专利公开日期：2024-10-08

专利公告号：CN113697099B