Узел привода агрегатов

Полезная модель относится к области авиадвигателестроения и энергетического машиностроения, преимущественно к системам приводов вспомогательных агрегатов, обеспечивающих работу газотурбинного двигателя, и может быть использована для привода вспомогательных агрегатов газотурбинных двигателей с размещением приводных агрегатов как во внутренних полостях газотурбинного двигателя, так и с внешней стороны корпуса газотурбинного двигателя, имеющих частоты вращения, отличные от ротора турбокомпрессора.
Известна неразъемная конструкция коробки привода агрегатов со стальными зубчатыми колесами двигателя Rolls-Royce (авторы Иноземцев А.А, Нихамкин М.А., Сандрацкий В.Л. «Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок», М.: «Машиностроение» том 3, стр. 48, рис. 10.67), содержащая зубчатые колеса, установленные непосредственно в корпусе, промежуточные зубчатые колеса, установленные на осях и монтированные в корпус через боковые окна, на которых устанавливаются заглушки. Недостатками данной конструкции является высокая масса стальных зубчатых колес, что недопустимо в авиационной промышленности, а также сложность конструкции, ввиду отсутствия единого типоразмера зубчатых колес.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является снижение массы узла привода агрегатов путём минимизации массы зубчатых колес за счет не только применения более легкого материала – титанового сплава, но и за счет уменьшения размеров зуба, а именно применения мелкомодульных унифицированных по типоразмеру зубчатых колес с высоким углом зацепления и коррекцией профиля зуба по вершине. Использование этих признаков совместно приводит к уменьшению массы зубчатых колес и к снижению массы узла привода агрегатов в целом.
Технический результат достигается тем, что в узле привода агрегатов, расположенном в корпусе неразъемной конструкции с боковыми окнами, содержащий зубчатые колеса, установленные непосредственно в корпусе, промежуточные зубчатые колеса, установленные на осях и монтированные в корпус через боковые окна, на которых устанавливаются заглушки, в отличие от известного, зубчатые колеса выполнены из титанового сплава с последующим упрочнением рабочих поверхностей зуба альфированием и для предотвращения схватывания контактирующих поверхностей серебрением, при этом, сами зубчатые колеса по профилю зуба выполнены мелкомодульными и имеют единый унифицированный типоразмер с высоким углом зацепления и коррекцией профиля зуба по вершине.
Заявленное решение поясняется рисунками, на которых представлено
фиг. 1 – продольный разрез конструкции узла привода агрегатов; фиг. 2 – таблица сравнения параметров стальных и титановых зубчатых колес.
Коробка узла привода агрегатов содержит (фиг.1) неразъемный литой корпус 1, титановые зубчатые колеса единого модуля по профилю зуба 2. При сборке, зубчатые колеса 2 заводятся через специальные «окна» 3, выполненные в корпусе 1, промежуточные зубчатые колеса (неприводные) 4 заводятся также через «окна» 3 и устанавливаются на осях 5, после установки зубчатых колес окна закрываются фланцами агрегатов 6.
Альфирование применяется для упрочнения поверхностей деталей из титана и титановых сплавов с целью повышения их износостойкости. Альфирование заключается в насыщении поверхности деталей кислородом воздуха при температурах (700÷850)°C с образованием на их поверхности твердого износостойкого диффузионного слоя, представляющего собой твердый раствор кислорода в титане. Так же выполняется процесс серебрения рабочих поверхностей зубьев, что в итоге позволяет значительно уменьшить и даже предотвратить схватывание контактирующих рабочих поверхностей зубьев.
При этом, титановые зубчатые колеса (фиг.2) имеют
мелкий модуль, что ведет к увеличению плавности работы, и к снижению тепловыделений;
степень точности изготовления 7-7-7, что исключает операцию зубошлифования и приводит к снижению трудоемкости изготовления;
высокий угол зацепления - приводит к снижению контактных и изгибных напряжений, снижению удельных скольжений на профиле зуба, к уменьшению тепловыделения в зубчатых зацеплениях;
коррекцию профиля зуба (16,0…19,0) мкм линейный срез у вершины зуба) - предотвращается появление задиров материала на вершинах зубьев на
рабочих профилях зуба;
Так как зубчатые колеса выполнены из титанового сплава, то для обеспечения высокой нагрузочной способности зубчатых колёс, и снижения неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба, корпус коробки приводов выполнен без разъёма. Опоры под подшипники механически обработаны с одной установки.
Замена стального сплава на титановый сплав – приводит к снижению массы, что в авиации является одним из основных показателей технического совершенства конструкции.
Таким образом, за счет применения мелкомодульных унифицированных по типоразмеру зубчатых колес, выполненных из титанового сплава, с высоким углом зацепления и коррекцией профиля на вершине зуба с последующим упрочнением рабочих поверхностей зуба альфированием и серебрением для предотвращения схватывания контактирующих поверхностей, данное техническое решение позволяет снизить массу узла привода агрегатов.