УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА ДИСКОВОГО ТОРМОЗА КОЛЕСА ОСНОВНОЙ ОПОРЫ ШАССИ САМОЛЕТА
ELECTROMECHANICAL DRIVE UNIT FOR AIRCRAFT MAIN LANDING GEAR WHEEL DISC BRAKE

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в приводах систем торможения летательных аппаратов.
Известно устройство электромеханического привода тормоза колеса самолета (заявка WO №01/20188 A1 от 13.09.1999; патент US №6581730 B1 от 12.09.2000), состоящее из комплекта из нескольких модулей электромеханических приводов, установленных на суппорте колеса основной опоры шасси, служащих для создания нормальной силы, действующей на дисковый тормоз. Каждый модуль электромеханического привода состоит из установленных в едином корпусе шариковинтового механизма преобразования вращательного движения винта в поступательное движение гайки с нажимным стаканом и электромеханического привода винта, включающего электродвигатель и зубчатый редуктор; при этом ось вала электродвигателя расположена перпендикулярно оси шариковинтового механизма.
Недостаток известного устройства - его большие габариты и вес, а также неудобство монтажа и демонтажа.
Известен приводной электромеханизм (RU №2277195 C2 от 07.02.2003) для привода различных устройств летательных аппаратов, состоящий из установленных в едином корпусе шариковинтового механизма преобразования вращательного движения винта в поступательное движение гайки. Винт приводится во вращательное движение от электродвигателя, ось которого расположена параллельно оси винтового механизма, через планетарный зубчатый редуктор.
Недостаток данного электроприводного механизма в его больших габаритах и весе, а также низком КПД.
Известен модуль электромеханического привода дискового тормоза колеса шасси самолета (патент EP №093637357 от 12.02.1999). Привод включает корпус, плунжер с внутренней винтовой нарезкой, расположенный в корпусе и совершающий поступательное движение при вращении размещенного в нем винта, приводимого в движение через зубчатый редуктор от электродвигателя, ось которого расположена параллельно оси и направлению поступательного движения плунжера.
Несколько модулей электромеханического привода закрепляются на фланце, установленном на оси колеса.
Недостаток такого электромеханического привода в сложности его конструкции, конструкции фланца и в трудоемкости его монтажа и обслуживания.
Известно устройство электромеханического привода тормозной системы самолета (заявка US №2011/0132704 A1 от 26.03.2010).
Устройство состоит из размещенного в корпусе шариковинтового механизма, гайка которого установлена в двух радиальных подшипниках и опирается на опорный подшипник. Винт является полым и совершает поступательное движение при вращательном движении гайки. Гайка приводится во вращательное движение через размещенный в корпусе зубчатый редуктор электродвигателем, ось которого расположена параллельно оси шариковинтового механизма.
Недостаток устройства - в его сложности, больших габаритах и низком КПД вследствие низкого КПД многоступенчатого зубчатого редуктора.
Техническая задача изобретения - уменьшение габаритов устройства и повышение его надежности и КПД.
Техническая задача решена в устройстве электромеханического привода дискового тормоза колеса основной опоры шасси самолета, состоящем, по меньшей мере, из двух модулей электромеханической передачи, установленных на фланце, закрепленном на оси колеса, каждый из которых имеет корпус, нажимной плунжер, действующий на диск тормоза; расположенный в корпусе винтовой механизм, винт которого, установленный в радиально-упорном подшипнике и опирающийся торцом на упорный подшипник, имеет внутреннюю осевую полость, а гайка имеет стопор, исключающий ее вращение относительно корпуса; электродвигатель, соединенный с редуктором привода винта, при этом во внутренней осевой полости винта установлены: электродвигатель с ротором, на одном из концов вала которого размещен волнообразователь первой ступени двухступенчатого волнового редуктора, охватывающий волнообразователь сепаратор первой ступени волнового редуктора, соединенный с корпусом электродвигателя, имеющий первые тела вращения, взаимодействующие с охватывающим сепаратор жестким колесом с внутренней волновой поверхностью; при этом жесткое колесо второй ступени имеет установленный соосно с ротором электродвигателя вал с волнообразователем второй ступени волнового редуктора с соединенным с корпусом электродвигателя сепаратором, имеющим вторые промежуточные тела вращения, а часть поверхности винта, охватывающая волнообразователь второй ступени волнового редуктора, имеет внутреннюю волновую поверхность.
Для повышения надежности электромеханического привода электродвигатель является бесколлекторным, постоянного тока, с регулируемой частотой вращения ротора.
-1
Для уменьшения габаритов электромеханического привода и повышения его КПД максимальная частота вращения ротора электродвигателя находится в интервале 7000…20000 мин.
Для увеличения и равномерного распределения суммарной силы нажатия плунжеров на нажимной диск во фланце, закрепленном на оси колеса, может быть установлено до девяти модулей электромеханической передачи предлагаемой конструкции, что невозможно при использовании известных конструктивных модулей.
Технический эффект - уменьшение габаритов устройства и повышение его КПД - достигается за счет совокупности новых признаков:
во внутренней осевой полости винта установлены: электродвигатель с ротором, на одном из концов вала которого размещен волнообразователь первой ступени двухступенчатого волнового редуктора, охватывающий волнообразователь сепаратор первой ступени волнового редуктора, соединенный с корпусом электродвигателя, имеющий первые промежуточные тела вращения, взаимодействующие с охватывающим сепаратор жестким колесом, с внутренней волновой поверхностью при этом жесткое колесо второй ступени имеет установленный соосно с ротором электродвигателя вал с волнообразователем второй ступени волнового редуктора с соединенным с корпусом электродвигателя сепаратором, имеющим вторые тела вращения, а часть поверхности винта, охватывающая волнообразователь второй ступени волнового редуктора, имеет внутреннюю волновую поверхность;
электродвигатель является бесколлекторным, постоянного тока, с регулируемой частотой вращения ротора;
-1
максимальная частота вращения ротора электродвигателя находится в интервале 7000…20000 мин;
во фланце, закрепленном на оси колеса, установлено до девяти модулей электромеханической передачи.
Отличительные признаки или признаки, им эквивалентные, не обнаружены в научно-технической и патентной информации, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию «новизна».
Совокупность отличительных признаков не следует явно из уровня техники, поэтому изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 показана конструкция устройства электромеханического привода дискового тормоза.
На фиг.2 - вид А на фиг.1, показывающий размещение шести модулей электромеханического привода во фланце дискового тормоза.
На фиг.3 - конструкция модуля электромеханического привода.
На фиг.4 - сечение В-В на фиг.3.
Устройство электромеханического привода дискового тормоза 1 колеса основной опоры шасси самолета (фиг.1-4) состоит, по меньшей мере, из двух модулей 2, установленных на фланце 3 на оси 4 колеса; каждый модуль 2 имеет корпус 5, нажимной плунжер 6, действующий на диск 7 тормоза 1; расположенный в корпусе 5 винтовой механизм 8, винт 9 которого, установленный в радиально-упорном подшипнике 10 и опирающийся торцом на упорный подшипник 11, имеет внутреннюю осевую полость 12, а гайка 13 имеет канавку 14 для конца стопора 15, размещенного в корпусе 5 и исключающего вращение гайки 13 относительно корпуса 5; электродвигатель 16, соединенный с редуктором 17 привода винта 9, при этом во внутренней осевой полости 12 винта 9 установлены электродвигатель 16 с ротором 18, на одном из концов вала 19 которого размещен волнообразователь 20 первой ступени 21 двухступенчатого волнового редуктора 17; охватывающий волнообразователь 20 сепаратор 22 первой ступени 21 волнового редуктора 17, соединенный с корпусом 23 электродвигателя 16, имеющий первые промежуточные тела вращения 24, взаимодействующие с охватывающим сепаратор 22 жестким колесом 25 с внутренней волновой поверхностью 26; при этом жесткое колесо 25 имеет установленный соосно с ротором 18 электродвигателя 16 вал 27 с волнообразователем 28 второй ступени 29 волнового редуктора 17 с соединенным с корпусом 23 электродвигателя 16 сепаратором 30, имеющим вторые промежуточные тела вращения 31, а часть поверхности винта 9, охватывающая волнообразователь 28 второй ступени 29, имеет внутреннюю волновую поверхность 32. Электродвигатель 16 является бесколлекторным, постоянного тока, с регулируемой частотой вращения ротора 18.
-1
Для уменьшения габаритов электромеханического привода и повышения его КПД максимальная частота вращения ротора 18 электродвигателя 16 находится в интервале 7000…20000 мин.
При осуществлении торможения включается электродвигатель 16, вращается ротор 18 с валом 19 (фиг.3), нагрузка от вала 19 через волнообразователь 20 первой ступени 21 и сепаратор 22, соединенный с корпусом электродвигателя 16, через промежуточные тела вращения 24 первой ступени 21 передается на жесткое колесо 25 первой ступени 21 волновой передачи, и через вал 27, волнообразователь 28 второй ступени 29 волновой передачи, и винт 9 преобразуется в силу, действующую на гайку 13, нажимной плунжер 6 и диск 7 тормоза 1. Осевая сила, действующая на винт 9 винтового механизма 8 в направлении, противоположном движению нажимного плунжера 6, воспринимается упорным подшипником 11. Информация о положении ротора 18, необходимая для управления электродвигателем 16, формируется в системе управления (не показана) по сигналам датчика 33 положения ротора. Для осуществления обратного хода выполняется реверсирование электродвигателя 16.