СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ГЛАВНЫХ РЕДУКТОРОВ ВЕРТОЛЕТОВ
TEST BENCH FOR MAIN REDUCTION GEARS OF HELICOPTERS

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для испытания однотипных главных редукторов вертолетов по механически замкнутой схеме нагружения.
Известен стенд для испытания трансмиссий транспортных средств по разомкнутой схеме нагружения. Недостатком в работе такого стенда является колебание значения момента торможения на режимах испытания, что не позволяет использовать его для испытаний вертолетных редукторов, при которых необходима стабильность величин нагружающих моментов в течение длительного периода времени (а.с. №1478067, G01M 13/02, 1989 г.).
Наиболее близким по технической сущности является стенд для испытания механической трансмиссии летательного аппарата (патент РФ№1374663, В64С 27/12, G02M 19/00, 1994 г.). Стенд работает по разомкнутой схеме нагружения, включает в себя несколько электроприводов и два устройства торможения, что требует сложного аппаратного управления и дополнительного энергообеспечения.
Недостатками конструкции данного стенда являются невозможность его использования для проведения испытаний однотипных главных редукторов вертолетов с подобной кинематической схемой и по меньшей мере с тремя разными частотами вращения, т.к. механизмы загрузки крутящим моментом индивидуальны для силовых контуров каждого из испытуемых редукторов, а также сложное аппаратное управление и высокие энергозатраты.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в универсальности стенда, позволяющего осуществлять испытания однотипных главных редукторов вертолетов с подобной кинематической схемой и по меньшей мере с тремя разными частотами вращения, при минимальных энергозатратах за счет механической замкнутости схемы нагружения, позволяющей нагружать системы редукторов и соединительных валов заданными по величине и направлению крутящими моментами согласно программам испытаний и переключать частоты вращения трех силовых контуров.
Сущность изобретения заключается в том, что стенд для испытаний главных редукторов вертолетов, включающий испытуемый главный редуктор с соединительными входными и выходными несущим и хвостовым валами, механизм загрузки крутящего момента и электропривод, в отличие от прототипа, содержит два силовых контура входных валов и один силовой контур выходного хвостового вала, верхний замыкающий редуктор с механизмами переключения передаточных отношений, замыкающий три указанных силовых контура, при этом каждый из силовых контуров входных валов содержит соединительные валы, механизм загрузки, выполненный в виде загрузочного устройства на базе зубчатой передачи с заданным передаточным отношением, муфту сцепления, промежуточный конический замыкающий редуктор, промежуточный высокооборотный замыкающий редуктор и сменный входной вал, а силовой контур хвостового вала включает промежуточный редуктор, указанное загрузочное устройство и промежуточный замыкающий редуктор хвостового вала, при этом верхний замыкающий редуктор и редуктор электропривода выполнены с возможностью изменения частоты вращения выходных валов силовых контуров и обеспечения испытания однотипного испытуемого главного редуктора с подобной кинематической схемой, причем планетарный ряд верхнего замыкающего редуктора аналогичен планетарному ряду испытуемого редуктора и расположен зеркально ему, а передаточное отношение замкнутой кинематической схемы каждого из силовых контуров стенда составляет единицу.
Конструкция стенда является универсальной, т.е. позволяет осуществлять испытания однотипных главных редукторов вертолетов с подобной кинематической схемой, например, ВР-8А, ВР-14, ВР-24, с минимальными переналадками, трудозатратами и энергозатратами за счет механической замкнутости схемы нагружения, позволяющей нагружать системы редукторов и соединительных валов заданными по величине и направлению крутящими моментами согласно программам испытаний и переключать частоты вращения трех силовых контуров.
На чертеже представлена схема заявляемого стенда.
Стенд включает электропривод 1 с нижним редуктором 2, размещенным на нижней плите опорной рамы 3, верхнюю плиту 4, на которой закреплены верхний редуктор 5 электропривода 1, а также верхний замыкающий редуктор 6 с тремя механизмами 7 переключения передаточных отношений частоты вращения первого и второго силовых контуров 8, 9 сменных входных валов 10, 11 и силового контура 12 хвостового вала 13.
Планетарный ряд 14 верхнего замыкающего редуктора 6 соединен рессорой 15 с валом несущего винта 16 испытуемого редуктора 17. Рессора 15 снабжена механизмом соединения-рассоединения с валом 16.
Первый силовой контур 8 и второй силовой контур 9 включают сменные соединительные валы 18, промежуточные редукторы 19, загрузочное устройство 20, комбинированную муфту сцепления 21, промежуточный конический замыкающий редуктор 22 с измерителем крутящего момента 23, промежуточный высокооборотный замыкающий редуктор 24 и сменные входные валы 10,11.
Силовой контур 12 хвостового вала 13 включает промежуточный редуктор 25, загрузочное устройство 26 и промежуточный замыкающий редуктор 27 хвостового вала 13.
Загрузочные устройства 20, 26 имеют планетарную конструкцию, выполненную на базе зубчатой передачи, позволяющую плавно загружать силовые контуры 8, 9, 12 крутящим моментом согласно программам испытания и поддерживать постоянную величину нагрузки в процессе испытаний главного редуктора 17, а также плавно снимать загрузки силовых контуров 8, 9, 12.
Верхний замыкающий редуктор 6 имеет три механизма переключения передаточных отношений 7, связанных по соответствующим кинематическим цепям со сменными входными валами 10, 11 и выходным хвостовым валом 13 испытуемого редуктора 17, и служит для переключения частот вращения трех силовых контуров 8, 9, 12 для каждого из испытуемых редукторов 17 для получения общего передаточного отношения в каждом силовом контуре, равного единице. Планетарный ряд 14 верхнего замыкающего редуктора 6 аналогичен планетарному ряду (не показан) испытуемого редуктора 17 и расположен зеркально ему.
Общее передаточное отношение замкнутой кинематической схемы каждого из силовых контуров 8, 9, 12 стенда составляет единицу.
Три силовых контура 8, 9, 12 совместно с испытуемым редуктором 17 составляют механически замкнутую схему нагружения,
Стенд работает следующим образом.
Собранный с вертолетными агрегатами (масляные насосы, вентилятор, генераторы, компрессор) главный редуктор 17 устанавливают на специальную передвижную плиту (не показана), выверяют его положение по трем осям и закрепляют с помощью штатных вертолетных тяг (не показаны).
Передвижную плиту с испытуемым редуктором 17 устанавливают на опорную раму 3, закрепляют в строго определенном положении. Несущий вал 16 соединяют рессорой 15 с планетарным рядом 14, подбирают необходимые сменные входные валы 10, 11 в зависимости от того, какой из трех редукторов подлежит испытанию, и соединяют их с испытуемым редуктором 17, а также с высокооборотными замыкающими редукторами 24, включают в силовых контурах 8, 9, 12 необходимые по передаточному отношению зубчатые пары и настраивают соответствующую частоту вращения для всех входных и выходных валов испытуемого редуктора 17.
После подключения всех стендовых систем включают электропривод 1. При этом загрузочные устройства 20, 26 работают в режиме холостого хода.
После выхода силовых контуров 8, 9, 12 на установившиеся обороты проверяют исправность работы всех систем стенда и испытуемого редуктора 17. Испытания редуктора 17 проводят по соответствующей программе с включением или выключением загрузочных устройств 20, 26 при помощи стендовой гидравлической системы (не показана). Загрузочные устройства 20, 26 позволяют создавать различные крутящие моменты в силовых контурах, контролируя их величины измерителями крутящего момента 23, и поддерживать их величины во время испытания. Комбинированные муфты сцепления 21 могут поочередно отключать работу силовых контуров 8 и 9 для имитации одновальной нагрузки редуктора 17 на сменных входных валах 10, 11, не прерывая при этом испытаний.
По окончании программы испытания отключают загрузочные устройства 20, проверяют техническое состояние редуктора 17, осматривают масляные фильтры, датчики наличия стружки, оформляют документацию по проведенному испытанию и демонтируют редуктор 17 со стенда.
Выполнение испытательного стенда с электроприводом и механически замкнутым позволяет отказаться при испытании от авиационных газотурбинных двигателей (ГТД),что на практике обеспечивает следующие существенные преимущества по сравнению с раннее используемыми на предприятиях испытательными стендами:
- низкие затраты на энергоресурсы;
- отказ от использования авиационных ГТД;
- оптимальные габариты;
- низкие затраты на строительство, обслуживание и содержание;
- высокие пожаро- и взрывобезопасность;
- сборно-разборная конструкция;
- низкий уровень шума при работе;
- обеспечение экологической безопасности;
- простота обслуживания, эксплуатации и управления при снижении численности обслуживающего персонала;
- максимальная унификация узлов;
- универсальность стенда, позволяющая осуществлять испытания главных редукторов ВР-8А, ВР-14, ВР-24 с минимальными переналадками и трудозатратами.