[发明专利]整体驱动发电机的断开组件

说明书

技术领域

本发明涉及例如用于整体驱动发电机的断开组件。所述整体驱动发电机例如可用于航空航天应用。

背景技术

一种示例类型的整体驱动发电机（IDG）包括布置在公共壳体中的发电机、液压单元和差动组件。差动组件借助输入轴在操作上联接到燃气涡轮发动机。在燃气涡轮发动机的操作期间，输入轴的旋转速度变化。该液压单元与差动组件协作以在整个发动机操作中向发电机提供固定速度。

差动组件接收来自输入轴的输入，所述输入轴可以在操作上联接到燃气涡轮发动机转子（spool）。液压单元转变输入轴的可变旋转速度，以向发电机提供固定输出旋转速度。在一些不想要的状况期间，可能期望断开至发电机的旋转驱动。例如，在高温期间，来自输入轴的旋转驱动可以从发电机断开，以保护发电机或其他部件不受损坏。

在IDG内的部件粘住的情况下，由钢制成的输入轴典型地包括弱化区域。该弱化区域在这种情况下破裂，从而保护IDG上游的机械部件。此前，该弱化区域在40 HRC的额定硬度下具有0.477英寸（1.21 cm）的额定直径。输入轴具有6960-7470的剪切扭矩（英寸·磅）与额定直径（英寸）的比，这在一些应用中可能比预期更早地破裂。

一种类型的断开组件使用由锡、铅和银的合金制成的共晶焊料构造成，所述合金在354℉（179℃）下熔化。热偶在不想要的高温下熔化，以将输入轴从差动组件脱离并且停止至发电机的旋转驱动，从而防止发电机过热。该断开组件包括偏压元件，一旦热偶材料熔化，所述偏压元件就促使在输入轴和另一结构之间的可接合的接合齿（dog teeth）彼此脱离接合。该热偶材料经受蠕变并且在小于期望维护周期的操作时段中比所预期的更多地压缩，从而使得接合齿能够至少部分地彼此脱离。

发明内容

在一个示例性实施方式中，用于整体驱动发电机的断开组件包括输入轴，所述输入轴构造成接收旋转输入。联接构件由接合齿选择性地联接到所述输入轴。偏压元件构造成断开所述接合齿并且将所述联接构件与所述输入轴脱离。热偶与所述偏压元件对置以在未熔化状态下保持所述接合齿之间的接合。所述热偶由按重量计91.3%的锡以及8.7%的锌的共晶焊料材料构造成。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述断开组件包括发电机，所述发电机在所述接合齿彼此接合的情况下借助所述联接构件在操作上联接到所述输入轴。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述断开组件包括在操作上连接在所述输入轴和所述发电机之间的差动组件。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述差动组件包括承载件。所述联接构件借助花键连接相对于所述承载件旋转地固定。所述联接构件相对于所述承载件可轴向滑动。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述热偶具有390℉（199℃）的熔化温度。

在另一示例性实施方式中，将旋转的驱动元件彼此断开的方法包括步骤：在390℉（199℃）的熔点下熔化热偶；以及促使接合齿彼此脱离接合。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述热偶是按重量计91.3%的锡以及8.7%的锌的共晶焊料材料。

在另一示例性实施方式中，用于整体驱动发电机的断开组件包括输入轴，所述输入轴构造成接收旋转输入。所述输入轴具有第一端和第二端。花键布置在所述第一端处并且具有由花键接触线提供的花键直径。接合齿设置在所述第二端处并且具有接合齿接触线。弱化区域具有弱化直径，所述输入轴具有9390至10,090的剪切扭矩（英寸·磅）与额定弱化直径（英寸）的比。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述花键直径相对于所述弱化直径的比是1.39至1.48。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述输入轴具有从所述接合齿接触线延伸至在所述花键接触线处的所述第一端的长度，并且所述长度与所述弱化直径的比是5.38至5.70。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述长度在3.083英寸（7.83 cm）至3.109英寸（7.90 cm）的范围内。

在任何上述的进一步的实施方式中，所述弱化区域是外切（circumscribing）所述输入轴的外径的拱形沟槽。