СУДОВОЙ ЗУБЧАТЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ РЕДУКТОР
MARINE REVERSE REDUCTION GEAR

Изобретение относится к области редукторостроения, в частности к судовым зубчатым реверсивным редукторам с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением.
Известна фрикционная многодисковая муфта, размещенная в зубчатом колесе, с гидравлической системой для включения и выключения с двумя полостями, одна из которых - включающая - сообщается либо с трубопроводом высокого давления (включение муфты), либо со сливом (выключение муфты), в другой непрерывно поддерживается слабое давление, причем при соединении первой из полостей с трубопроводом высокого давления (включение муфты) из другой масло вытесняется через дроссель к фрикционным дискам и охлаждает их (см., например, книгу: С.Н. Кожевников и др. «Механизмы». Москва, изд. «Машиностроение», 1976 г., стр.405, рис.6.55).
Известны зубчатые редукторы большой мощности для судовых дизельных энергетических установок с внутренним раздвоением мощности и последующим суммированием ее на выходном вале (см., например, кн.: В.К.Румб и др. «Судовые энергетические установки». С.-Петербургский ГМТУ, С.-Пб., 2007 г., стр. 151…153, рис. 3.32).
Известны зубчатые реверсивные редукторы (реверсредукторные передачи - РРП) для изменения направления вращения гребного винта без реверсирования двигателя, где реверсирование ведомого (выходного) вала в РРП с внешними цилиндрическими зацеплениями достигается применением двух переборов шестерен: одного - для переднего хода, другого - для заднего, включаемых в работу посредством дисковых фрикционных муфт (там же, стр.154…160, рис.3.40) - прототип.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности и компактности судового зубчатого реверсивного редуктора путем размещения фрикционных муфт с гидравлическим управлением переднего и заднего хода в одном зубчатом колесе, установленном между соосными ведомыми валами переднего и заднего хода.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом судовом зубчатом реверсивном редукторе, содержащем корпус с установленными в подшипниках валами, в том числе ведущим, ведомыми переднего и заднего хода, промежуточными переднего хода с разделением мощности и выходным, с зубчатыми колесами, шестернями и фрикционными муфтами с гидравлическим управлением, и маслосистему с насосом управления для фрикционных муфт, с запорными клапанами и трубопроводами, согласно изобретению между соосно установленными ведомыми валами переднего и заднего хода выполнено, с возможностью соединения с ними, находящееся в зацеплении с шестерней ведущего вала зубчатое колесо, внутри которого размещены фрикционные муфты с гидравлическим управлением переднего и заднего хода с возможностью попеременного соединения ведущего вала посредством этого зубчатого колеса и этих муфт через ведомые валы переднего и заднего хода соответственно, а для переднего хода также через промежуточные валы с разделением мощности, с выходным валом.
Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что между соосно установленными ведомыми валами переднего и заднего хода выполнено, с возможностью соединения с ними, находящееся в зацеплении с шестерней ведущего вала зубчатое колесо, внутри которого размещены фрикционные муфты с гидравлическим управлением переднего и заднего хода с возможностью попеременного соединения ведущего вала посредством этого зубчатого колеса и этих муфт через ведомые валы переднего и заднего хода соответственно, а для переднего хода также через промежуточные валы с разделением мощности, с выходным валом.
На фиг.1 схематично представлен в развертке предлагаемый судовой зубчатый реверсивный редуктор и его маслосистема (часть ее) с насосом управления фрикционными муфтами (основная часть маслосистемы (смазки) редуктора не показана), на фиг. 2 схематично показано пространственное положение осей валов и зубчатых шестерен и колес этого редуктора (кинематическая схема).
В корпусе 1 судового зубчатого реверсивного редуктора (см. фиг. 1, 2) установлены в подшипниках (на фиг. 1 показаны условно) ведущий вал 2 (соединяемый с двигателем) с шестерней 3, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 4, выполненном между соосно размещенными ведомыми валами (с возможностью соединения с ними) переднего хода 5 с шестерней 6 на нем и заднего хода 7 с шестерней 8 на нем, находящейся в зацеплении с выполненным на выходном вале 9 (соединяемом с винтом фиксированного шага) зубчатым колесом 10, находящемся в зацеплении также с шестернями 11 и 12, установленными на промежуточных валах переднего хода 13 и 14, на которых выполнены также зубчатые колеса 15 и 16, находящиеся в зацеплении с шестерней 6, установленной на ведомом вале переднего хода 5. Внутри зубчатого колеса 4 размещены фрикционные муфты переднего хода 17 с возможностью соединения его (колеса 4) с валом 5 и заднего хода 18 с возможностью соединения его (колеса 4) с валом 7. В маслосистеме предлагаемого редуктора (основная часть маслосистемы на фиг. 1 не показана) выполнены насос управления 19 (к всасыванию которого подведен трубопровод масла смазки из маслосистемы) с редукционным клапаном 20, трубопроводом масла управления 21 и запорными клапанами 22 и 23, установленными в трубопроводах масла управления 24 и 25 к фрикционным муфтам 17 и 18, соответственно.
Работает предлагаемый судовой зубчатый реверсивный редуктор следующим образом (см. фиг. 1 и 2).
При запуске двигателя (например, газотурбинного или иного), с силовым валом которого соединен ведущий вал 2 с шестерней 3 на нем, запорные клапаны 22 и 23 (с приводами) должны быть закрыты, все масло от насоса управления 19 (установленного, например, на корпусе редуктора 1 с приводом от ведущего вала 2 через шестерню 3 - на фиг.1 это не показано) по трубопроводу 21 через редукционный клапан 20 сбрасывается в маслосистему и, соответственно, фрикционные муфты 17 и 18 выключены (нет жесткой связи между колесом 4 и промежуточными валами 5 и 7). Двигатель прогревают, при этом вместе с его силовым валом вращаются только вал 2 и шестерня 3 вместе с находящимся с ней в зацеплении зубчатым колесом 4. Так как фрикционные муфты 17 и 18 выключены (масло от насоса управления 19 к ним не поступает - клапаны 22 и 23 закрыты), то, соответственно, валы 5, 13, 14, 7, 9 вместе с размещенными на них шестернями 6, 8, 11, 12 и колесами 15, 16, 10 не вращаются (не происходит передачи крутящего момента от двигателя на выходной вал 9, соединенный, например, с винтом фиксированного шага).
После прогрева двигателя, при необходимости переднего хода, открывают запорный клапан 22 и масло управления от насоса управления 19 по трубопроводу 21 и трубопроводу 24 поступает в управляющую полость (на фиг. 1 не показана) фрикционной муфты 17 переднего хода, происходит включение муфты 17 и вместе с зубчатым колесом 4, которому крутящий момент от силового вала двигателя передается через ведущий вал 2 и шестерню 3, начинает вращаться ведомый вал 5 переднего хода с шестерней 6. Через шестерню 6 крутящий момент передается зубчатым колесам 15,16 (с разделением мощности между ними), промежуточным валам 13, 14, шестерням 11, 12 и далее зубчатому колесу 10 (объединение мощности) и выходному валу 9, соединенному с винтом фиксированного шага. Таким образом происходит передача крутящего момента от силового вала двигателя к винту фиксированного шага на переднем ходе с разделением мощности на два потока в промежуточной ступени. При этом запорный клапан 23 должен быть закрыт, следовательно, фрикционная муфта 18 выключена и ведомый вал 7 заднего хода и его шестерня 8, находящаяся в постоянном зацеплении с колесом 10, вращаются вхолостую.
При необходимости заднего хода закрывают запорный клапан 22, поступление масла управления к муфте 17 прекращается (при этом давление масла в управляющей полости фрикционной муфты 17 переднего хода стравливается через внутренний, встроенный в этой полости, клапан (на фиг. 1 не показан) и муфта расцепляется), затем открывают запорный клапан 23, масло управления от насоса управления 19 по трубопроводам 21 и 25 поступает в управляющую полость (на фиг. 1 не показана, в ней также есть встроенный клапан) фрикционной муфты 18 заднего хода, муфта 18 включается и вместе с зубчатым колесом 4 крутящий момент от силового вала двигателя к выходному валу 9 начинает передавать ведомый вал 7 заднего хода через шестерню 8 и зубчатое колесо 10. При этом клапан 22 должен быть закрыт, следовательно, фрикционная муфта 17 выключена, но так как шестерни 11 и 12 находятся в зацеплении (постоянном) с колесом 10, то шестерни 11, 12, а вместе с ними и валы 13, 14, 5, колеса 15, 16 и шестерня 6 вращаются при заднем ходе вхолостую.