ХВОСТОВОЙ ВАЛ ТРАНСМИССИИ ВЕРТОЛЕТА
HELICOPTER TRANSMISSION TAIL SHAFT

Изобретение относится к конструкциям трансмиссий вертолетов. Хвостовой вал трансмиссии вертолета предназначен для передачи крутящего момента от главного редуктора, через промежуточный и хвостовой редукторы - к хвостовому винту.
Известна конструкция хвостового вала трансмиссии вертолета (RU 2350515, 27.03.09), включающая трубчатые секции с соединительными фланцами и опорные шлицевые муфты, соединяющие секции. Одна из секций выполнена с дополнительным внутренним валом, свободный конец которого снабжен зубчатым венцом первого индуктора, а взаимодействующий с ним зубчатый венец второго индуктора расположен на соединительном фланце секции для измерения крутящего момента.
Хвостовой вал трансмиссии вертолета Ми-8 наиболее близок к заявляемой конструкции (ближайший аналог: «Вертолет Ми-8», Техническое описание, книга II, «Машиностроение», 1970, с.90, рис.105, с.98) и включает горизонтальную часть вала и наклонную концевую часть вала. Главный и промежуточный редукторы соединяются горизонтальной частью хвостового вала, а промежуточный и хвостовой редукторы - наклонной концевой частью хвостового вала. Хвостовой вал трансмиссии состоит из четырех шарнирных и двух жестких частей (передней и задней). Шарнирные части установлены у главного редуктора, у промежуточного редуктора и в концевой балке. Каждая шарнирная часть представляет собой стальную трубу с двумя шлицевьми муфтами (шарнирами) по концам. Полость шлицев заполняется смазкой. Средняя шарнирная часть хвостового вала имеет подвижное шлицевое соединение, предназначенное для компенсации отклонений по длине фюзеляжа, хвостовой балки и хвостового вала. На концевой наклонной шарнирной части хвостового вала также сделано подвижное шлицевое соединение, которое обеспечивает возможность изменения длины хвостового вала при изгибе хвостовой балки в полете. Все части хвостового вала (кроме средней шарнирной и задней жесткой частей) соединены фланцами между собой, а концы вала имеют также фланцевые соединения с главным и промежуточным редукторами.
Жесткие неразъемные части хвостового вала опираются на семь опор, которые крепятся к шпангоутам фюзеляжа и хвостовой балки. Вал вращается в шарикоподшипниках, которые посажены в опоры через резиновые обоймы.
К недостаткам конструкции можно отнести, в частности, наличие шлицевых муфт по концам трубчатых секций, что требует периодической замены смазки и увеличивает время подготовки вертолета к полету.
Особенности компоновки конструктивных элементов хвостовой части вертолета, в частности силовых элементов фюзеляжа, а также конструктивные особенности используемых новых двигателей и другого современного оборудования потребовали внесения изменений в конструкцию хвостового вала трансмиссии вертолета.
Задачей заявляемого изобретения является модернизация конструкции хвостового вала трансмиссии вертолета в соответствии с особенностями компоновки оборудования хвостовой части вертолета, при сохранении возможности компенсации отклонений по длине фюзеляжа или хвостового вала, а также упрощение и сокращение времени обслуживания за счет отказа от использования шлицевых муфт.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в конструкции хвостового вала трансмиссии вертолета, содержащей горизонтальную часть вала, соединяющую главный и промежуточный редукторы, и наклонную концевую часть вала, соединяющую промежуточный и хвостовой редукторы, причем горизонтальная часть вала состоит по длине из нескольких отсеков, включающих трубчатые секции и подшипниковые опоры, в соответствии с предлагаемым изобретением - соединительные узлы трубчатых секций горизонтальной части вала выполнены со шлицевыми наконечниками, установленными в подшипниковых опорах, причем на первой подшипниковой опоре со стороны главного редуктора шлицевой соединительный узел трубчатой секции выполнен с пластинчатой муфтой, снабженной шлицевым фланцем, взаимодействующим со шлицевым наконечником соседней трубчатой секции, соединительный узел последней трубчатой секции к промежуточному редуктору и соединительный узел наклонной концевой части вала, соответственно, к промежуточному редуктору и к хвостовому редуктору выполнены с помощью шлицевых соединительных узлов с пластинчатыми муфтами, при этом соединительный узел первой трубчатой секции к главному редуктору осуществлено с помощью фланцевого соединения с пластинчатой муфтой.
Хвостовой вал состоит из шести горизонтальных и одной наклонной трубчатых секций, пяти подшипниковых опор и четырех пластинчатых муфт. Пятая пластинчатая муфта использована в присоединительном узле первой трубчатой секции к валу привода хвостовой трансмиссии от главного редуктора. Совокупность в четырех соединительных узлах трубчатых секций шлицевых соединений и пластинчатых муфт делает конструкцию жесткой (без промежуточных шлицевых муфт). Применение пластинчатых муфт позволило сократить время подготовки вертолета к полету, т.к. по сравнению с вертолетом Ми-8 нет необходимости в замене смазки в шлицевых муфтах. Выполнение на первой опоре шлицевого наконечника и выполнение соответствующей пластинчатой муфты с шлицевым фланцем позволяют, за счет перемещения пластинчатой муфты по шлицам наконечника опоры, компенсировать длинновую погрешность, т.е. отклонения по длине фюзеляжа или хвостового вала. Наклонная часть хвостового вала безопорная, состоит из одной трубчатой секции и включает две пластинчатые муфты. Горизонтальная часть хвостового вала выполнена из стальных труб, а наклонная часть хвостового вала выполнена из дюралевой трубы, диаметр которой увеличен в сравнении с диаметром стальных труб. Нестандартные технические решения, используемые в конструкции, позволили осуществить модернизацию хвостовой трансмиссии вертолета.
Конструкция хвостового вала трансмиссии вертолета поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - схема хвостового вала трансмиссии вертолета;
на фиг.2 - горизонтальная часть хвостового вала;
на фиг.3 - наклонная концевая часть хвостового вала.
Хвостовой вал трансмиссии вертолета (фиг.1) представляет собой трубчатую конструкцию, разделенную по длине на несколько отсеков, и содержит (фиг.1, 2) горизонтальную часть 1 (соединяющую главный и промежуточный редуктор) и (фиг.1, 3) наклонную концевую часть 2 (соединяющую промежуточный и хвостовой редукторы привода хвостовой трансмиссии). Хвостовой вал включает всего семь отсеков из трубчатых секций. Шесть из них составляют горизонтальную часть 1 вала. Это первая трубчатая секция 3, четыре промежуточные секции 4 и последняя трубчатая секция 5, которые соединены между собой шлицевыми наконечниками 6, а соединительные узлы установлены в пять подшипниковых опор 7. Наклонная часть 2 хвостового вала установлена без опор и состоит из одной трубчатой секции 8.
Для обеспечения жесткости конструкции и сокращения времени подготовки машины к полету (по сравнению с Ми-8, где использованы шлицевые муфты, требующие замены смазки) в нескольких соединительных узлах хвостового вала используются пластинчатые муфты. В соединительном узле на первой со стороны главного редуктора подшипниковой опоре 7 (фиг.2) трубчатая секция 3 снабжена пластинчатой муфтой 9, выполненной с ответным шлицевым фланцем, взаимодействующим со шлицевым наконечником 6 соседней промежуточной трубчатой секции 4. Подсоединение последней трубчатой секции 5 к промежуточному редуктору выполнено с помощью шлицевого соединения и пластинчатой муфты 10.
Подсоединения трубчатой секции 8 (фиг.3) наклонной концевой части 2 вала к промежуточному редуктору и к хвостовому редуктору выполнены с помощью шлицевых соединений и пластинчатых муфт 11. Кроме того, подсоединение фланцевого конца первой трубчатой секции 3 (фиг.2) к главному редуктору осуществлено с помощью фланца пятой пластинчатой муфты 12.
Хвостовой вал трансмиссии передает крутящий момент от главного редуктора к промежуточному редуктору и далее от промежуточного редуктора к хвостовому редуктору и рулевому винту. При этом возможные отклонения по длине фюзеляжа вертолета и/или хвостового вала трансмиссии компенсируются перемещением пластинчатой муфты 9 по шлицам опоры 7.