УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ В РЕДУКТОРЕ ТВД

Полезная модель относиться к области редукторостроения, и может быть использована преимущественно в малоразмерных авиационных турбовинтовых двигателях (ТВД).
Известно устройство для равномерного распределения нагрузки в редукторе ТВД (Г.С. Скубачевский «Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей.» - М.: Машиностроение, 1974. - 519 с. (с. 512 рис. 12.39)), содержащее входной вал-шестерню, блоки сателлитов с опорами, при этом блоки сателлитов находятся в зацеплении с входным валом-шестерней, корпус с установочными элементами для опор блоков сателлитов.
Недостатком такого устройства, является неравномерность распределения нагрузки между потоками, передаваемыми блоками сателлитов, которая возникает в результате погрешности, вызванной угловым расположением зубчатых венцов блоков сателлитов, что ведет к неравномерному зацеплению зубчатых венцов, приводящему к увеличению напряжений и к необходимости увеличения прочностных запасов зубчатых передач и, как следствие, к увеличению габаритов редуктора.
Также известно устройство для равномерного распределения нагрузки в редукторе ТВД (патент RU №2316667, МПК F16C 21/00, опубликовано 10.02.2008), содержащее входной вал-шестерню, блоки сателлитов с опорами, при этом блоки сателлитов находятся в зацеплении с входным валом-шестерней, корпус с установочными элементами для опор блоков сателлитов.
Недостатком такого устройства, является неравномерность распределения нагрузки между потоками, передаваемыми блоками сателлитов, возникающая в результате невозможности точного подбора положения сопряженных шестерен с обеспечением контакта всех пар зубчатых колес во всех потоках передачи мощности одновременно из-за шлицевых соединений в блоках сателлитов. Все это также приводит к увеличению напряжения и к необходимости увеличения прочностных запасов зубчатых передач и, как следствие, к увеличению габаритов редуктора.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение надежности работы редуктора путем равномерного распределения мощности по потокам, передаваемыми блоками сателлитов, с уменьшением габаритномассовых характеристик редуктора.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для равномерного распределения нагрузки в редукторе ТВД, содержащего входной вал-шестерню, блоки сателлитов с опорами, причем, блоки сателлитов находятся в зацеплении с входным валом-шестерней, корпус с установочными элементами для опор блоков сателлитов, в отличие от известного установочные элементы для опор блоков сателлитов с одной стороны корпуса выполнены в виде глухих цилиндрических гнезд с основаниями, при этом в каждом глухом гнезде между его основанием и соответствующей ему опорой блока сателлитов образована полость, которая содержит поршень, имеющий возможность возвратно-поступательного осевого перемещения и делящий ее на две, герметичные относительно друг друга, полости, одна из которых расположена между основанием гнезда и поршнем, а другая между поршнем и опорой блока сателлитов, причем, полости, расположенные между поршнем и основанием гнезда, связаны между собой при помощи каналов, а корпус снабжен, по меньшей мере, одним жиклером для подвода масла и одним жиклером для слива масла, при этом жиклеры сообщаются со связанными между собой при помощи каналов полостями.
Диаметр жиклера для подвода масла меньше диаметра жиклера для слива масла.
Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1 - общий вид устройства для равномерного распределения нагрузки в редукторе ТВД;
Фиг. 2 - схема расположения каналов, связывающих между собой полости по всем потокам, каждая из которых расположена между поршнем и основанием гнезда.
1
2
2
1
Устройство для равномерного распределения нагрузки в редукторе ТВД (фиг. 1) содержит входной вал-шестерню 1, блоки сателлитов 2 с опорами 3 и 4, при этом блоки сателлитов находятся в зацеплении с входным валом-шестерней 1, корпус 5 с установочными элементами 6 для опор 3 блоков сателлитов 2. Установочные элементы 6 выполнены в виде глухих цилиндрических гнезд с основаниями 7. В каждом установочном элементе 6 между его основанием 7 и опорой 3 блока сателлитов 2 образована полость, которая содержит поршень 8, делящий ее на две, герметичные относительно друг друга полости 9 и 10, при этом полость 9 расположена между основанием гнезда 7 и поршнем 8, а полость 10 расположена между поршнем 8 и опорой 3. Полости 9 по всем потокам связаны между собой при помощи каналов 11 (фиг. 2). Корпус 5 содержит, по меньшей мере, один жиклер 12 с диаметром d для подачи масла  в связанные между собой при помощи каналов 11 полости 9, и один жиклер 13 диаметром d для слива масла  из связанных между собой полостей 9, при этом диаметр d жиклера 13 для слива масла  переменный по величине и имеет большее значение, чем диаметр d жиклера 12 для подачи масла.
Устройство для равномерного распределения нагрузки работает следующим образом.
M
2
A
M
Σ
Пi
A
Пi
A,
2
В одну из полостей 9 через жиклер 12 в корпусе 5 подается масло с усилием P, и далее по каналам 11 оно равномерно распределяется по полостям 9 по всем потокам. При заполнении всех полостей 9 масло за счет давления смещает поршни 8 в сторону опор 3 блоков сателлитов 2, что приводит к увеличению проходного сечение жиклера 13 (диаметр d), при этом каждый поршень 8, сообщает нагрузку на соответствующую ему опору 3 блока сателлитов 2. Осевое усилие P, возникающее от зацепления входного вала-шестерни 1 и блоков сателлитов 2, направлено навстречу усилию подачи масла P. При смене режима работы редуктора меняется передаваемая общая мощность N через редуктор, при этом меняется мощность по потокам N и, как следствие, осевые усилия зубчатых зацеплений блоков сателлитов 2 и входного вала-шестерни 1 P. В результате, при увеличении мощности по потокам N увеличиваются осевые усилия P и блоки сателлитов 2 с опорами 3 и поршни 8 смещаются в сторону оснований 7 установочных элементов 6, т.е. расстояние между каждым поршнем 8 и основанием 7 уменьшается, что приводит к уменьшению проходного сечения жиклера 13 (диаметр d). Расход масла уменьшается, что приводит к увеличению давления в полостях 9. Давление будет повышаться до тех пор, пока не будет достигнуто условие
A
M
P=P·S,
A
где P - осевое усилие, возникающее от зацепления входного вала-шестерни 1 и блоков сателлитов 2;
M
P - усилие подачи масла;
S - площадь торцевой поверхности поршня 8 со стороны полости 9.
Пi
При уменьшении мощности по потокам N все происходит с точностью наоборот.
A
Равномерное распределение нагрузки по потокам обеспечивается за счет того, что осевые усилия P со стороны блоков сателлитов 2 уравновешиваются усилиями, возникающими в полостях 9 редуктора. Полости 9 соединены между собой каналами 11, в результате их работа осуществляется по принципу сообщающихся сосудов, что гарантирует обеспечение равномерного распределение нагрузки между потоками и позволяет уменьшить габариты опор и зубчатых колес, при этом коэффициент неравномерности нагрузки по потокам для предлагаемого устройства может составлять K=1…1,05.
Такое конструктивное решение позволяет обеспечить равномерное распределение мощности по потокам, передаваемыми блоками сателлитов и, следовательно, увеличить надежность работы редуктора ТВД с уменьшением его габаритов и массы.