КОРОБКА ПРИВОДОВ АГРЕГАТОВ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к устройствам установки шестеренчатых передач в коробках приводов агрегатов, и может использоваться в турбомашинах.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, является коробка приводов агрегатов, содержащая корпус, размещенные внутри него, по меньшей мере, один силовой вал с упорными кольцевыми выступами на его противоположных концах и, по меньшей мере, с одним зубчатым колесом, вал установлен на подшипниках, закреплен в корпусе и зафиксирован от продольного осевого перемещения крепежными средствами.
/RU 94040890 МПК В60К 17/06 опубл. 20.09.1996. /
В данной конструкции валы, с установленными на них шестернями закреплены в корпусе при помощи подшипников качения и зафиксированы от осевого перемещения буртами корпуса и стопорными кольцами. В процессе работы привода подшипники качения создают дополнительную вибрацию и шум из-за отклонений формы тел качения и дорожек качения. Из-за возникающих сил трения происходит нагрев подшипников, что в большинстве случаев требует принудительного охлаждения и приводит к повышенному расходу смазочных масел. В случае попадания постороннего предмета в подшипник он быстро выходит из строя и может вызвать поломку всей коробки приводов агрегатов. При больших нагрузках в зубчатых зацеплениях необходимо применять подшипники качения больших типоразмеров, что увеличивает массу машины.
Задача изобретения создание коробки приводов агрегатов, обладающей повышенными техническими характеристиками, применимой на турбомашинах.
Ожидаемый технический результат повышение долговечности, экономия смазочных материалов, снижение веса, повышение качества монтажа и снижение вибраций.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что в известной коробке приводов агрегатов, содержащей корпус, размещенные внутри него, по меньшей мере, один силовой вал с упорными кольцевыми выступами на его противоположных концах и, по меньшей мере, с одним зубчатым колесом, вал установлен на подшипниках, закреплен на корпусе и зафиксирован от продольного осевого перемещения крепежными средствами, по предложению, подшипники выполнены в виде пары трения, одним из элементов которой является силовой вал, а ответный элемент выполнен из карбонитрида титана в виде втулки с крепежным фланцем и с отверстиями в последнем. Концевые участки вала до упорных выступов могут иметь цементированную структуру. В качестве крепежных средств коробка может содержать шпильки с гайками и контровочными шайбами. Втулка может быть запрессована в корпус, а коробка может содержать регулировочное кольцо для регулировки продольного осевого зазора вала и стальное кольцо под контровочные шайбы.
Установка шестерен на подшипниках скольжения, в которых в качестве пар трения применяются детали из твердых и сверхтвердых материалов имеют большую несущую способность, меньшие габариты, более низкий коэффициент трения, меньшие радиальные биения. Вставка изготавливается из карбонитрида титана - твердого керамического материала с довольно высокой изгибной прочностью, низким коэффициентом трения, коэффициентом линейного расширения близким к сталям.
Использование подшипников скольжения из карбонитрида титана позволяет снизить вес коробки приводов агрегатов за счет меньших габаритов при одинаковой несущей способности с подшипниками качения, уменьшить радиальные биения шестерен, снизить вибрацию коробки приводов агрегатов, а за счет более низкого коэффициента трения уменьшить потери энергии и тепловыделение, что позволяет сократить прокачку масла и увеличить срок службы подшипниковых узлов. Фиксация втулки из карбонитрида титана в корпусе коробки приводных агрегатов позволяет исключить деформации корпуса от нагрузок и проворачивания втулки относительно корпуса, а цементация шеек вала позволяет увеличить несущую способность пары трения и ее долговечность. Втулку необходимо запрессовать в корпусе для уменьшения радиальных биений шестерни и их более точного позиционирования и исключения осевого перемещения, которое может привести к заеданию втулок и буртов шестерен. При фиксировании втулки в корпусе без запрессовывания предусмотрено применение шпильки с гайками и контровочными шайбами. Для поддержания оптимального для пар трения втулка-упорный бурт шестерни зазора предусмотрено регулировочное кольцо под одной или двумя втулками, а для уменьшения вероятности повреждения втулки при затяжке гаек предусмотрено стальное кольцо, которое более равномерно распределит прижимное усилие от гаек.
Фиг.1 фрагмент коробки ось привода в сборе;
Фиг.2 керамическая вставка;
Фиг.3 разрез А-А
Привод в сборе содержит вал с шестерней 1, установлен в корпусе привода 2, во втулки 3 из карбонитрида титана, регулировочное кольцо 4, шпильки 5, гайки 6, контровочные шайбы 7, стальные прокладки 8.
Установка шестерни 1 в корпусе привода 2 осуществляется с помощью втулок из карбонитрида титана 3. В осевом направлении шестерня удерживается между втулок при помощи буртов, расположенных на ее валу. Для исключения заклинивания шестерни по вине недостаточного расстояния между втулками и регулирования величины зазора в осевом направлении применяется регулировочное кольцо 4. Для исключения деформации колодцев корпуса привода (в случае выполнения его из алюминия, магния и т.п.) и проворачивания втулок относительно корпуса привода они фиксируются при помощи шпилек 5 (в зависимости от диаметра втулок может быть различное количество шпилек) и гаек 6 для контровки, применяются контровочные шайбы 7. Для устранения сколов втулок установлены стальные прокладки 8, они распределяют прижимное давление гаек и служат для фиксации контровочных шайб. Для уменьшения износа шеек упорных буртов вала шестерни их подвергают цементации.
Применение предлагаемой коробки приводов агрегатов позволяет повысить качества монтажа, увеличить долговечность работы, снизить вибрации, уменьшить расход смазочных материалов и снизить вес коробки.