Редуктор в вертолете для чего нужен

РЕДУКТОР ПРИВОДА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА Российский патент 2000 года по МПК B64C27/14

Описание патента на изобретение RU2146636C1

Изобретение относится к конструкциям летательных аппаратов, а именно — к конструкциям главного редуктора вертолета с приводом от двух и более двигателей.

Известный редуктор ВР-26 имеет три непланетарные ступени редукции, мощность от двух двигателей передается к несущему винту по двум самостоятельным кинематическим цепям, суммируясь в третьей ступени на общем ведомом колесе [1] . Кинематические цепи подвода мощности от двух двигателей замкнуты между собой перед первой ступенью редукции с помощью четырех конических зубчатых передач, состоящих из семи шестерен и четырех соединительных валов, что существенно утяжеляет и усложняет конструкцию, но обеспечивает высокую надежность работы редуктора.

Наиболее близким к заявляемому является редуктор привода несущего винта вертолета, содержащий несколько ступеней для передачи мощности от нескольких двигателей, которые соединены с входными валами редуктора, ступени включают зубчатые передачи и устройство деления крутящего момента на части, равные числу двигателей [2].

Недостатком известной конструкции является наличие большого числа элементов промежуточных передач, что повышает вес редуктора, усложняет его конструкцию и поэтому не обеспечивает достаточную надежность работы, эффективность изготовления редуктора и эксплуатации вертолета.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы редуктора и эксплуатации вертолета за счет упрощения конструкции, а также снижения массы главного редуктора.

Данная техническая задача решается за счет того, что в редукторе привода несущего винта вертолета с входными валами для передачи мощности от двигателей, содержащем несколько ступеней редукции и устройство деления подводимого крутящего момента на части, равные числу двигателей, согласно изобретению устройство деления выполнено в виде общего вала и конических зубчатых колес, из которых ведомые колеса закреплены на общем валу, а ведущие — на входных валах редуктора, причем число пар конических зубчатых колес в устройстве деления равно числу входных валов редуктора.

Выполнение редуктора привода несущего винта вертолета с устройством деления в виде общего вала и конических зубчатых колес, когда ведомые конические зубчатые колеса закреплены на общем валу, а ведущие конические зубчатые колеса закреплены на входных валах редуктора, позволяет образовать в устройстве деления мощности замыкающую кинематическую цепь, которая вступает в работу в случае отключения одного или нескольких двигателей при одном работающем и которая является ненагруженной при всех работающих двигателях.

Необходимость «замыкания» подводимых к редуктору крутящих моментов в многодвигательном приводе вызвана необходимостью обеспечения равномерной загрузки всех зубчатых передач (пар зубчатых колес) редуктора в том случае, когда крутящий момент поступает не от всех двигателей одновременно, и работающий двигатель или два двигателя передают повышенный (аварийный) крутящий момент.

Замена промежуточных конических и цилиндрических зубчатых передач замыкающей цепи, имеющихся в конструкции прототипа, общим валом, соединяющим ведомые зубчатые колеса дополнительных конических передач, включенных в каждую кинематическую цепь со стороны входа в редуктор, позволяет объединить («закольцевать») отдельные кинематические цепи многодвигательного привода в общую систему, что исключает перегрузки отдельных зубчатых передач даже при работе с повышенным (аварийным) крутящим моментом (в случае отключения одного или двух двигателей) и снижает вероятность их выхода из строя.

Кроме того, такое конструктивное решение, где число конических зубчатых колес в устройстве деления подводимого крутящего момента равно числу входных валов редуктора, т. е. соединенных с ними двигателей, от которых осуществляется привод редуктора, позволяет максимально уменьшить число зубчатых колес, что снижает массу редуктора и повышает его надежность.

Читайте также: Редуктор для мини мотора

На фиг. 1 показана схема трехступенчатого редуктора с приводом от двух двигателей; на фиг. 2 — с приводом от трех двигателей.

Крутящий момент от правого двигателя передается через входной вал 1 и пару конических зубчатых колес 2, 3 через зубчатые цилиндрические передачи, включающие зубчатые колеса 4, 5, 6 на ведущие колеса 7 и 8 третьей ступени. Крутящий момент от второго двигателя через входной вал 9, пару конических зубчатых колес 10, 11, цилиндрические передачи, включающие зубчатые колеса 12, 13, 14 передается на ведущие зубчатые колеса 15, 16 третьей ступени редукции. Ведущие зубчатые колеса 7, 8, 15, 16 находятся в зацеплении с общим ведомым колесом 17 (внешнего или внутреннего зацепления), закрепленным на валу 18 несущего винта вертолета. На одном валу 1 с ведущим зубчатым колесом 2 дополнительно установлено ведущее коническое колесо 19, а на одном валу 9 также дополнительно установлено ведущее коническое колесо 20 таким образом, чтобы сопрягаемые с ними ведомые колеса 21 и 22 находились на общем валу 23 и имели одинаковые частоту и направление вращения. В схеме передачи крутящего момента от трех двигателей третья кинематическая цепь включает входной вал 24, зубчатые колеса 25, 26, 27, 28, 29 и ведущие зубчатые колеса 30, 31, которые находятся в зацеплении с общим ведомым колесом 17 вала 18 несущего винта. На одном валу с зубчатым колесом 25 размещено зубчатое колесо 32, находящееся в зацеплении с ведомым колесом 33. Замыкающая кинематическая цепь включает конические пары, содержащие зубчатые колеса 32-33, 19-21, 20-22, т.е. число которых равно числу входных валов 1, 9, 24 редуктора и числу двигателей. Передаточные числа зубчатых пар, включающих зубчатые колеса 19-21, 20-22 и 32-33 одинаковы, а ведомые колеса 21, 22, 33 установлены на общем валу 23.

При работе всех двигателей на одном режиме в редуктор от каждого двигателя поступают равные по величине крутящие моменты, при этом замыкающая кинематическая цепь (пары, включающие зубчатые колеса 32-33, 19-21, 20-22) является ненагруженной. В случае выключения или отказа, например, правого двигателя в силовой установке и соединенного с ним входного вала 1 редуктора (фиг. 1) левый двигатель переводится на повышенную мощность для обеспечения полета вертолета. Крутящий момент при этом передается на левую кинематическую цепь привода несущего винта от входного вала 9 (передачи, включающие зубчатые колеса 10-11, 12-13-14, 15-16-17), а через передачи, включающие зубчатые колеса 20-22, 21-19 — на правую цепь (2-3, 4-5-6, 7-8-17). При этом крутящий момент распределяется поровну, т.е. делится между всеми кинематическими цепями, что исключает перегрузку отдельной кинематической цепи работающего на повышенной мощности двигателя.

В трехдвигательной схеме при работе на повышенной мощности одного или двух двигателей нагружаются все кинематические цепи в равной степени, тем самым также предотвращая их перегрузку.

Источники информации
1. «Vertiflite», 1990 -36, N 3, с. 20 — 23.

2. Патент США N 4.479.619, МКИ B 64 C 27/14, B 64 D 35/08, 1984.

Иллюстрации к изобретению RU 2 146 636 C1

Реферат патента 2000 года РЕДУКТОР ПРИВОДА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА

Изобретение относится к конструкциям главного редуктора вертолета с приводом от двух и более двигателей. Редуктор привода несущего винта вертолета содержит входные валы для передачи мощности от двигателей и несколько ступеней с устройством деления подводимого крутящего момента на части, равные числу двигателей. Последнее выполнено в виде общего вала и конических зубчатых колес, число пар которых равно числу входных валов редуктора. При работе всех двигателей на одном режиме в редуктор от каждого двигателя поступают равные по величине крутящие моменты. В случае выключения или отказа одного из двигателей другой двигатель переводится на повышенную мощность для обеспечения полета вертолета. При этом крутящий момент распределяется поровну. В трехдвигательной схеме при работе на повышенной мощности одного или двух двигателей нагружаются все кинематические цепи в равной степени. Повышается надежность работы редуктора и эксплуатации вертолета. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 146 636 C1

Редуктор привода несущего винта вертолета с входными валами для передачи мощности от двигателей, содержащий несколько ступеней и включающий устройство деления подводимого крутящего момента на части, равные числу двигателей, отличающийся тем, что устройство деления выполнено в виде общего вала и конических зубчатых колес, из которых ведомые колеса закреплены на общем валу, а ведущие — на входных валах редуктора, причем число пар конических зубчатых колес в устройстве деления равно числу входных валов редуктора.

Зачем нужен вертолёту редуктор

Вчера у меня на канале вышла статья о том, как устроена маслосистема вертолётного главного редуктора, но я не писал о том, как работает сам редуктор.

Редуктор — это механическая передача, обеспечивающая понижение оборотов. Его противоположностью является мультипликатор.

Так, зачем он нужен в вертолёте?

Вертолётные двигатели отличаются от самолётных тем, что у них есть вторая турбина. Вал которой передаёт мощность и крутящий момент на редуктор. Обороты двигателей, в зависимости от модификации, могут быть 12000, 15000 оборотов в минуту и больше. Они сохраняются постоянными для устойчивой работы. Обороты винта тоже всегда постоянны. 192 и 240 оборотов в минуту на Ми-8 и Ми-24 соответственно.

Задача редуктора состоит в том, чтобы преобразовать 15000 в 192, а также превести во вращение все агрегаты, которые находятся на редукторе: насосы, генераторы, датчики, вал рулевого винта.

Для того чтобы осуществить эти превращения, в редукторе есть целых три ступени редукции.

Первая ступень редукции (красный цвет):

Читайте также: Газовый редуктор для легкового авто

Эта ступень суммирует мощность двух двигателей, и понижает частоту вращения, и через вал передаёт крутящий момент на вторую степень (оранжевый цвет).

Нужна для понижения частоты вращения и изменения направления вращения. Эта ступень передаёт мощность на третью ступень (зелёный цвет) редукции и на другие агрегаты, расположенные на редукторе.

На этой ступени частота вращения понижается до нужных 192 оборотов в минуту, но чем меньше обороты тем больше крутящий момент. Об этом знает любой автомобилист со стажем, чем меньше передача в машине, тем меньше обороты и тем больше крутящий момент. Здесь тоже самое — обороты самые маленькие, а значит силы и моменты наибольшие. Для этого мощность разделяется на два потока половина идёт по внутреннему валу, а другая половина идёт через меленькие шестерни на шестерню в форме колокола и только потом на винт. Эта хитрость позволяет уменьшить износ шестерёнок.

Я думаю, что достаточно подробно разъяснил работу основной части трансмиссии вертолёта. Позже расскажу о том, чем отличается вертолётный двигатель от самолётного.

Редукторы промежуточные и рулевого винта вертолета

ГР предназначены для изменения направления оси вала привода РВ в соответствии с изгибом хвостовой балки ( 4.4.1). Это изменение достигается с помощью пары конических колес с редукцией, близкой к единице.

Редуктор РВ ( 4.4.2) предназначен для изменения направления оси вала привода на угол 90° и уменьшения его частоты вращения. Это осуществляется посредством двух конических шестерен с соответствующим передаточным числом. В редукторе размещается также механизм управления общим шагом РВ.

Частоту вращения вала привода от ГР до редуктора РВ и величину редукции в его конической паре выбирают в процессе минимизации массы элементов привода РВ. Частота вращения РВ определяется из аэродинамических соображений.

Силовая схема картера РВ выбирается при формировании массы его редуктора и вала РВ. Как правило, вал РВ выбирают в виде рессоры, т.е. вала, передающего только крутящий момент. В этом случае поперечные нагрузки и тяга винта со втулки через подшипниковые узлы передаются непосредственно на корпус (картер) редуктора. Для легких вертолетов возможно принять другую силовую схему, тогда параметры консольного вала РВ будут определяться всеми действующими на него нагрузками — крутящим и изгибающим моментами и тягой РВ.

Смазка шестерен у промежуточного и рулевого редукторов, передающих небольшие мощности, барботажная, т.е. одна из шестерен частично погружена в масло и при вращении смазывает другую шестерню в момент контакта зубьев. Кроме того, в картере создается масляный туман, который, оседая на зубьях и подшипниках, смазывает их. Барботажная масляная система требует наличия специальных, улавливающих масло карманов, сверлений в картере и стаканах, по которым масло подается из карманов ко всем подшипникам картера.

В противном случае требуется принудительная подача масла, струя которого направляется в место контакта вступающих в зацепление зубьев. В промежуточных редукторах тяжелых вертолетов смазка шестерен осуществляется в основном именно с принудительной подачей.

В зависимости от величины передаваемой мощности на РВ охлаждение масла может осуществляться за счет обдувки по рефренной внешней поверхности картера его редуктора. Если таким образом не удается осуществить теплопередачу от горячего масла атмосферному воздуху, то масло охлаждают в специальном масляно-воздушном радиаторе или обдувкой картера редуктора вентилятором.

Картеры ПР и редукторов РВ обычно изготавливают из алюминиевых и магниевых литейных сплавов.

Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
источники:

https://evakuatorinfo.ru/reduktor-v-vertolete-dlya-chego-nuzhen