ПОВОРОТНЫЙ МЕХАНИЗМ БАШНИ
TOWER ROTATION MECHANISM

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к механизмам поворота башни танков, боевых машин пехоты и др.
К современным механизмам поворота башенных установок боевых машин, которые применяются в стабилизированных системах наведения вооружения, предъявляются повышенные требования к люфту и жесткости механизма.
Для обеспечения высокой динамической точности, чувствительности, скорости и плавности в режиме слежения, а также минимального переходного процесса при максимальном разгоне и торможении (при реверсе) башни, механизм поворота должен иметь минимальный люфт и достаточную жесткость в кинематической цепи привода. Недостаточная жесткость и люфт механизма вызывают нежелательные колебания, упругие перемещения деталей механизма, повышенное изнашивание, нарушение точности и увеличение времени переходных процессов в режимах быстрого поворота башни и резкого торможения (при реверсе).
Также для исключения повышенного износа зубьев погона и снижения максимальных контактных напряжений, которые возникают в местах сопряжения зубчатого венца погона башенной установки и выходной шестерни механизма поворота, применяют двухпоточную схему, с целью максимально увеличить высоту зуба коренной шестерни, которая находится в зацеплении с погоном, для увеличения площади зацепления.
Известен поворотный механизм башни (патент №2547669) - прототип, содержащий редуктор, имеющий связанную с зубчатым венцом погона кинематическую цепь зубчатых пар шестерен, выполненную по двухпоточной схеме с силовым зацеплением двух потоков с зубчатым венцом погона. Два зубчатых колеса соосно установлены на выходе каждого потока, связаны торсионом и люфтовыбирающим устройством. Первое зубчатое колесо - выходное (коренная шестерня), второе зубчатое колесо - промежуточное. Выходное зубчатое колесо выполнено с возможностью разворота относительно промежуточного колеса. Люфтовыбирающее устройство установлено между торсионом и промежуточным зубчатым колесом, выполнено регулируемым по направлению и величине люфтовыбирания. Направление моментов люфтовыбирания первого и второго потоков встречное, момент люфтовыбирания выбирается равным величине момента нагрузки.
Недостатком вышеупомянутого механизма является то, что люфтовыбирающее устройство в виде упругого элемента (торсиона) имеющего достаточно низкую жесткость, выполнено на обоих выходных валах. Таким образом, жесткость редуктора будет соизмерима с жесткостью торсионов, установленных на выходных валах механизма, т.к. при передаче момента от двигателя к погону башни и в одну и в другую сторону, будет передаваться момент через упругий элемент (торсион).
Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик привода поворота башни за счет увеличения жесткости механизма.
Указанная цель достигается тем, что в механизме поворота башни, содержащем редуктор, имеющий связанную с зубчатым венцом погона кинематическую цепь зубчатых пар шестерен, выполненную по двухпоточной схеме с силовым зацеплением двух потоков с зубчатым венцом погона и предусмотрено следующее отличие: люфтовыбирание между промежуточным зубчатым колесом и коренной шестерней в виде упругого элемента - торсиона, выполнено на одном из потоков, на другом потоке промежуточное зубчатое колесо жестко связано с коренной шестерней, например, безлюфтовой конусной муфтой.
Существенным отличительным признаком является жесткое соединение на одном из потоков зубчатого колеса с коренной шестерней и исключение на этом потоке упругого элемента (торсиона).
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые элементы известны в технике, но их введение в указанной связи в заявляемый механизм поворота башни позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и увеличить жесткость привода поворота башни за счет исключения в одном из потоков упругого элемента с низкой жесткостью, в результате чего момент от двигателя к погону башни передается по кинематической цепи с элементами достаточной жесткости.
Выставляя момент люфтовыбирания на потоке с люфтовыбирающим устройством, равным величине момента нагрузки, люфт будет выбираться между коренной шестерней этого потока, погоном башни и промежуточным зубчатым колесом, которое, прокручиваясь, также будет выбирать люфт между коренной шестерней другого потока и погона.
Кроме того:
- обеспечивается реализация кинематики с использованием всей длины зубьев коренной шестерни при передаче потока мощности на погон, что снижает износ погона;
- обеспечивается выборка суммарного люфта в редукторе и опоре башни без увеличения момента сопротивления, а соответствующая настройка момента люфтовыбирания обеспечивает выборку люфта в требуемом диапазоне момента нагрузки;
Устройство и работа заявляемого изобретения поясняются графическими материалами
На фиг. 1 представлена кинематическая схема механизма поворота;
На фиг. 2 представлен изометрический вид механизма и направление выборки люфтов при настройке люфтовыбирания.
Механизм поворота состоит из двигателя 1 (фиг. 1, фиг. 2), связанного с зубчатым колесом 2, вал - шестерни 3, сдающего звена, выполненного в виде конусного вала 4, к которому поджимается пружинами 5 и гайкой 6 шестерня 7. Шестерня 7 связана, с одной стороны, с одним из потоков через зубчатое колесо 8, жестко соединенное (например, безлюфтовой конусной муфтой 9) с первой коренной шестерней 10, а с другой стороны с другим потоком через колесо 11, которое связано торсионом 12 со второй коренной шестерней 13. Обе коренные шестерни имеют зацепление с зубчатым венцом погона 14. Погон может быть как с внутренним так и с внешним зацеплением. Люфтовыбирающий механизм состоит из рычага 15, жестко связанного с торсионом 12 и коренной шестерней 13, рычага 16, жестко связанного с зубчатым колесом 11, и винтовым механизмом 17 между рычагами 15 и 16. Зубчатое колесо 11, находящееся в постоянном зацеплении с шестерней 18, совместно с зубцовой муфтой 19 и червячной парой 20 являются элементами ручного привода механизма. Червячная пара 20 также обеспечивает удержание вращения погона при неработающем двигателе 1. Переключение зубцовой муфтой 19 с моторной ветви на ручную ветвь механизма обеспечивается с помощью электромагнита 21.
Механизм поворота работает следующим образом.
Поток мощности, формируемый двигателем 1, передается через зубчатое колесо 2 и вал - шестерни 3 на вал 4 с фрикционной конусной муфтой, к которой поджимается пружинами 5 и гайкой 6 шестерня 7. При превышении допустимого момента шестерня 7 проскользнет по конусу вала 4 и тем самым предохранит механизм от поломки. Шестерня 7 передает потоки мощности в одну сторону через зубчатое колесо 8, которое жестко соединено муфтой 9 с коренной шестерней 10 и в другую сторону через зубчатое колесо 11, упруго соединенное торсионом 12 с коренной шестерней 13.
При этом, если поток мощности передается, например, зацеплением деталей 7 и 8, через муфту 9 на коренную шестерню 10, которая постоянно поджата в одну сторону к погону 14, то коренная шестерня 13 будет вращаться в том же направлении, выбирая люфт с погоном 14. То есть передача потока мощности обеспечивается одной коренной шестерней с одновременной выборкой люфта в кинематической цепи другой коренной шестерней. При изменении направления вращения двигателя 1, поток мощности будет передаваться другой парой зацепления 7 и 11, через коренную шестерню 13, которая постоянно поджата к погону 14 в другую сторону, при этом коренная шестерня 10 будет вращаться в ту же сторону, выбирая люфт с погоном 14.
Схема выборки люфтов механизмом люфтовыбирания представлена на фиг 2. Сводя рычаг 15, жестко связанный с торсионом 12 и коренной шестерней 13, и рычаг 16, жестко связанный с зубчатым колесом 11, винтом 17 по стрелкам, происходит закручивание зубчатых колес согласно схеме на фиг. 2 и выборка люфтов в зубчатых зацеплениях.
В механизме также предусмотрена возможность поворота башни ручным приводом: через червячную пару 20, зубцовую муфту 19 и шестерню 18, находящуюся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 11. Переключение зубцовой муфты 19 с режима ручного управления на моторную ветвь обеспечивается электромагнитом 21.
Таким образом, момент, передаваемый двигателем к погонному устройству башни, передается в одну сторону по «жесткому» потоку, в котором все элементы связаны друг с другом без упругих элементов, что значительно увеличивает жесткость механизма. В другую сторону момент от двигателя будет передаваться по люфтовыбирающему потоку до тех пор, пока не выберется люфт «жесткого» потока с погоном и, так как оба потока передают момент в одну сторону, то после этого подключается «жесткий» поток.
Применение «жесткого» потока, позволяет исключить упругость в механизме, тем самым увеличив его жесткость, не ухудшая других характеристик.
По предлагаемому техническому решению в ОАО "СКБ ПА" был разработан и изготовлен механизм поворота МКРН.ЗОЗ 199.011 в рамках составной части ОКР по теме "Эпоха-СНВ". Результаты испытаний подтвердили эффективность предлагаемого решения.