Узел соединения валов

 

Использование в авиадвигателестроении, в стартерах для запуска газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 пог.умуфт с торцево1ми кулачками 3 одинакового профиля . Тормозное устройство состоит из жестко закрепленного на корпусе тормозного барабана 13 и тормозных элементов, выполненных Р виде центробежных грузиков 15 подпружиненных к барабану 13. Грузики 15 установлены на осях 16 в гнездах сепаратора 17, установленного на ведущей полумуфте 1, Второй тормозной барабан 19 жестко закреплен на ведомой полумуфте 2 с возможностью взаимодействия с центробежными грузиками 15 При включении пслумуфгы 1 грузики 15 поджаты к тормозному барабану 13, что при перемещении ведущей полумуфты 1 в сторону ведомой полумуфты 2 обеспечивает зацепление кулачков 3 обеих полумуфт и препятствует из разьединению до набора заданной частоты вращения ВРДОМОЙ попумуфт1/ 2. После нзборэ заданной частоты вращения грузики 15 за счет центообежной силы отходят от тормозного барабана что позволяет ведущей полумуфте 2 беспрепятственно выходить из зацепления с полумуфтсй 2 При включении ведущей попумуфты 1 пои вращающейся попумуфте 2 сиепление купачковЗ не произойдет до тех пор пока их скорости вращения не вь озвняются. Пои этом грузики 15 поджимаются к наружному тормозному барабану 19. Происходит выравнивание угловых скоростей ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт и происходит безударное сцепление кулачкос 3 обеих полумуфг. 1 з п ф- ЛУ, 4 ил и рвпча V| О W о

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

lS!>s F 16 Б 41/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837544/27

{22) 24.04.90 (46) 15.09,92, Бюл. ¹ 34 (71) Моторостроительное конструкторское бюро (72) В,Г,Блинов и А,П.Пекав (56) Стартер воздушный СтВ-ЗТ (чертеж

СтВЗ-40-9000). Моторостроительное конструкторское бюро, 1974, {54) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛОВ (57) Использование: в авиадвигателестраении, в стартерах для запуска газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: муфта состоит из ведушей 1 и ведомой 2 полумуфт с торцевыми кулачками 3 одинакового профиля. Тормозное устройство состоит из жестко закрепленного на корпусе тормозного барабана ",3 и тормозных элементов, выполненных я виде центробежных грузиков 15. подпружиненных к барабану 13. Грузики 15 установлены на осях 16 в гнездах сепаратора 17, установленного на ведущей полумуфте 1. Второй тормозной барабан 19 жестко закреплен на ведомой полумуфте 2 с возИзобретение относится к машиностроению, преимущественно к авиационным газотурбинным двигателям (ГТД).

Известен угол соединения валов, например ротора воздушно-турбинного стартера с ротором авиационного ГТД, содержащий обгонную кулачковую муфту в виде соосно установленных в корпусе на соединяемых валах ведущей и ведомой полумуфт с торцевыми кулачками. Ведущая полумуфта выполнена составной иэ втулки и охватывающей ее обоймы. Обойма связа„, О„„1762О25 А1 мажность а взаимодействия с центробежными грузиками 15. При включении пслу" муфты 1 грузики 15 поджаты к тормозному барабану 13, что при перемещении ведущей палумуфты 1 в сторону ведомой полумуфты

2 обеспечивает зацепление кулачков 3 обеих палумуфт и препятствует из разьединени а до набора заданной частоты вращения ведомой полумуфть.: 2. После H".áoðà заданной частоты вращения грузики 15 эа счет центрабе>кнай силы отходят ат тормоэнога барабана, чта позволяет ведущей палумуфте 2 беспрепятственна выходить из эацепл"-.ÿl,я с полумуфтай 2. При включении ведущей палумуфты 1 при вращающейся полу луфте 2 сцепление кулачков 3 не произойдет до тех пар. пака их скорости вращения не выравняются. При этом грузики 15 паджимаются к наружному тормозному барабану 19. Происходит выравнивание угловых скоростей ведущей 1 l\ ведомой 2 палумуфт и происходит безударное сцепление кулачков 3 обеих палумуфт, 1 з.п.флы, 4 ил, на с валом посредством шлицев с воэможностью ограниченного относительного QKружнаго перемещения. Втулка связана с валом посредством шлицев, а с обоймой—

1 посредствам винтового соединения и падпружинена относительна вала тарельчатыми пружинами.

Узел содержит также тормозное устройство ведущей полумуфты, выполненное в виде тормозного барабана, жестко установленного на обойме, и подпружиненных тормозных элемен; ав в виде сухарей.

1762025 радиально расположенных снаружи барабана в отверстиях неподвижного сепаратора, с воэможностью взаимодействия с наружной поверхностью тормозного барабана, Ведущая полумуфта постоянно подтооможена тормозным устройством. Поэтому она не может перемещаться в продольном направлении при неработающем стартере, что исключает контакт кулачков полумуфт на работающем двигателе.

При запуске ГТД, после включения стартера и поворота его ротора, подторможенная ведущая полумуфта. отставая от вала стартера, перемещается винтовым соединением в продольном направлении и сцепляется с ведомой полумуфтой. после чего начинает вращать ротор двигателя..

После выключения стартера кулачки обгоняющей ведомой полумуфты скошенной тыльной стороной давят, на скошенную тыльную сторону кулачков ведущей полумуфты и выталкивают их из зацепления. При этом ударные нагрузки снижаются за счет возможности осевого смещения ведущей полумуфты при сжатии тарельчатых пружин. Поскольку ведущая полумуфта всегда подторможена, то она, "отставая" от выбегающего ротора стартера, перемещается винтовым соединением н сторону вращающейся с большей частотой полумуфты. В результате происходит удар кулачков полумуфт и ведущая полумуфта снова выталкивается ведомой полумуфтой. Такие соударения кулачков полумуфты происходят до полной остановки ротора стартера.

Это вызывает износ кулачков полумуфт и соответствующее уменьшение долговечности муфты.

Другой недостаток такой муфты — ударное сцепление кулачков полумуфт при стартерном запуске двигателя с вращающимся ротором авторотирующего двигателя (" встречный" запуск двигателя).

Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения износа кулачков на малой частоте вращения, Еще одна цель изобретения — уменьшение ударных нагрузок на кулачки при вращающейся ведомой полумуфте.

Это достигается тем, что обгонная кулачковая муфта в виде соосно установленных в корпусе на соединяемых валах ведущей и ведомой полумуфт с торцевыми кулачками, причем ведущая полумуфта выполнена составной иэ втулки и охватывающей ее обоймы, обойма связана с валом посредством шлицев с возможностью ограниченного относительного окружного перемещения, втулка связана с налом

25 посредстном шлицен. н с обоймой — посредством нин тоното соединения и подпружинена относительно вала, а также тормозное устройство ведущей полумуфты, выполненное н виде тормозного барабана и подпружиненных тормозных элементов, установленных с возможностью нзаимодейстния с наружной поверхностью тормозного барабана, снабжена сепаратором, жестко закрепленным на обойме, тормозной барабан закреплен на корпусе, а тормозные элементы выполнены в виде центробежных грузиков и закреплены н сепараторе с возможностью поворота.

Узел соединения валов может бы1ь снабжен дополнительным тормозным барабаном. закрепленным на ведомой полумуфте концентрично первому барабану, с возможностью взаимодействия центробекны" грузиков с его внутренней поверхностью.

На фиг.1 изображен продольный ра-..рез угла соединения валов авиационного Г ГД; на фиг.2 — частичный поперечный разрез

А-Л на фиг.1; на фиг,3 — продольный разрез с дополнительным тормозным барабаном на фиг,4 — частичный поперечныи разрез по шлицевому соединению обоймы недущеи полумуфты с ведущим взлом.

Узел соединения налон содержит обгонную кула чконую муфту н виде соосно установленных н корпусе 1 на соединяемых валах ведущей 2 и ведомой. " полумуфт с торцевыми, кулачками 4 одинакового профиля. Ведущая полумуфта 2 выполнена составной из втулки 5 и охватывающей ее обоймы

6, Обойма 6 связана с ведущим валом 7 посредством шлицев 8 - возможностью ограниченного относительного окружного пе40 ремещения, например. с помощью срезанных через одну шлиц 8 (см. фиг.4).

Втулка 5 связана с валом 7 посредством шлицев 9, выполненных в хностовике 10, жестко закрепленном внутри нала 7. С обоймой 6 втулка 5 связана посредством винтового соединения 11 и подпружинена относительно вала 7, например тарельчатыми пружинами 12. Винтовое соединение 11 продольного перемещения ведущей полумуфты.2 содержит три винтовые канавки прямоугольного поперечного сечения и входящие в них три ответных винтовых выступа втулки 5.

Тормозное устройство ведущей полумуфты 2 выполнено в виде тормозного барабана 13 и подпружиненных пружинами 14 тормозных элементов в виде центробежных грузиков 15, закрепленных в сепараторе 16 с воэможностью поворота на осях 17 и взаимодействия с наружной поверхность а тор1762025 ные грузики 15. Кроме того, ее удерживает 25

30 мозного барабана 13. Сепаратор 16 жестко закреплен на обойме 6, а тормозной барабан 13 закреплен на корпусе 1.

Узел соединения валов может быть снабжен дополнительным тормозным барабаном 18, закрепленным на ведомой полумуфте 3 концентрично барабану 13, с возможностью взаимодействия центробеж,ных грузиков 15 с внутренней поверхностью барабана 18, Узел соединения валов работает следующим образом.

Для запуска ГТД подается сжатый воздух на воздушную турбину стартера, ротор которой начинает поворачиваться. Вращение от ротора турбины передается на вал 7, хвостовик 10 и втулку 5. Выступы соединения 11 на втулке 5, перемещаясь по винтовым канавкам обоймы 6, перемещают ее в сторону неподвижной ведомой полумуфты

3, так как ведущая полумуфта 2 в начальный момент не поворачивается ввиду того, что она подторможена через тормозной барабан 13, к которому прижаты подпружиненот поворота в начальный момент собственный момент инерции, При продольном перемещении ведущей полумуфты 2 ее кулачки 4 входят в зацепление с кулачками неподвижной ведомой полумуфты 3, Такое выдвижение полумуфты 2 продолжается до упора рабочих сторон силовых шлиц 8 вала 7 и ведущей полумуфты 2. После этого крутящий момент передается от вала 7 на ведущую полумуфту

2, затем через торцовые кулачки 4 на ведомую полумуфту 3, кинематически соединенную с ротором ГТД, который начинает вращаться, При достижении заданной частоты вращения ведущей полумуфты (например, 300 об/мин) центробежная сила грузиков 15 сжимает пружины 14 и грузики "отрываются" от тормозного барабана 13, поворачиваясь на осях 17. Расторможенная ведущая полумуфта 2 остается в сцеплении с ведомой полумуфтой 3 эа счет трения в шлицах

8 и кулачках 4 полумуфт.

При разгоне стартера момент инерции полумуфты 2 также продолжает отжимать ее в сторону ведомой полумуфты 3.

После запуска двигателя выключается подача сжатого воздуха на турбину стартера и его ротор замедляет вращение, вращаясь по инерции. Ведущая полумуфта 2 начинает "отставать" от ведомой полумуфты

3, При этом кулачки 4 ведомой полумуфты 3 скошенной тыльной стороной давят на скошенную сторону соответствующих кулачков ведущей полумуфты 2 и выталкивают по5

55 следнюю в продольном направлении иэ зацепления с ведомой полумуфтой 3.

Так как грузики 15 отжаты от тормозного барабана 13 центробежной силой, то ведущая полумуфта 2, стремясь под действием момента инерции обогнать останавливающийся ротор стартера, винтовыми канавками обойма 6 поворачивается на выступах втулки 5. При этом она смещается от ведомой полумуфты 3. Такое смещение продолжается до момента упора нерабочих сторон шлиц 8 полумуфты и вала 7. После этого ведущая полумуфта 2 "выбегает" вместе с ротором стартера. Кулачки 4 полумуфт не контактируют между собой.

В конце "выбега" ротора стартера пружины 14, преодолевая уменьшающуюся центробежную силу грузиков 15, прижимают последние к поверхности тормозного барабана 13, Подторможенная ведущая полумуфта 2 перемещается в сторону ведомой полумуфты 2 до контакта кулачков 4 полумуфт. Но такие соударения неопасны, так как сила ударов на малой скорости вращения незначительна. Кроме того, сила ударов кулачков ограничена силой затяжки тарельчатых пружин 12, позволяющих ведущей полумуфте 2 смещаться по шлицам 9 хвостовика 10, амортизируя тем самым силу ударов кулачков полумуфт.

При неподвижной ведущей полумуфте 2 сила трения подпружиненных грузиков 15 о поверхность тормозного барабана 13 удерживает ее от продольного смещения, предотвращая тем самым контакт ее кулачков с кулачками постоянно вращающейся при работе двигателя ведомой полумуфты 3.

При стартерном запуске авторотирующего ротора ГТД, после включения стартера ведущая полумуфта 2, как описано выше, выдвигается винтовым соединением 11 в сторону ведомой полумуфты 3, Поскольку скорость ведомой полумуфты 3 больше скорости ведущей полумуфты 2, то ведомая полумуфта 3 скошенной тыльной стороной кулачков 4 выталкивает ведущую полумуфту

2. не давая ей войти в зацепление. При этом ведущая полумуфта 2 под действием распрямляющихся тарельчатых пружин 12 и за счет работы винтового соединения 11. при подтормаживании ведущей полумуфты (а после срабатывания грузиков 15 и эа счет момента инерции), вновь стремится в сторону ведомой полумуфты 3.

Такие перемещения ведущей полумуфты 2 с соударениями кулачков 4 полумуфт продолжаются до тех пор, пока скорость ведущей полумуфты 2 в момент очередного контакта кулачков 4 не сравняется со скоростью ведомой полумуфты 3 или не превысит

1762025

N f7 ее, Мгновенное выравнивание скоростей при сцеплении полумуфт 2 и 3 может вызвать значительный ударный момент, воспринимаемый трансмиссией.

При наличии второго, наружного. тормозного барабана 18 соударения кулачков 4 будут продолжаться только до скорости, при которой грузики 15 под действием центробежной силы отойдут от барабана 13 и прижмутся к барабану 18, вращающемуся вместе с ведомой полумуфтой 3. При скорости вращения ведомой полумуфты 3, превышающей скорость вала 4, ведущая полумуфта 2, увлекаемая барабаном 18, стремится обогнать вал 7 и смещается при этом с помощью винтового соединения 11 в сторону от ведомой полумуфты 3 до упора нерабочих сторон шлиц 8, после чего вращается со скоростью вала 7, проскальзывая по барабану 18 грузиками 15. Кулачки 4 полумуфт 2 и 3 уже не соударя ются друг с другом.

В момент начала обгона валом 7 ведомой полумуфты 3 и связанной с ней, посредством барабана 18 и грузиков 15, ведущей полумуфты 2, последняя с помощью винтового соединения 11 перемещается в сторону ведомой полумуфты 3 и входит с ней в зацепление, Поскольку при этом скорости полумуфт отличаются незначительно, зацепление происходит практически безударно, Формула изобретения

1. Узел соединения валов, содержащий обгонную кулачковую муфту s виде соосно установленных в корпусе на соединяемых валах ведущей и ведомой полумуфт с торцевыми кулачками, ведущая полумуфта выполнена составной из втулки и охватывающей

5 ее обоймы, обойма связана с валом посредством шлицев с возможностью сграниченного относительного окружного перемещения, втулка связана с валом посредством шлицев, а с обоймой — посредст10 вом винтового соединения и подпружинена относительно вала, а также тормозное устройство ведущей полумуфты, выполненное в виде тормозного барабана и подпружиненных тормозных элементов, установлен15 ных с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью тормозного барабана, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности за счет снижения износа кулачков на малой частоте враще20 ния, она снабжена сепаратором, жестко закрепленным на обойме, тормозной барабан закреплен на корпусе, а тормозные элементы BbllloJIHBHbl в виде центробежных грузиков и закреплены в сепараторе с воз25 можностью поворота.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ударных нагрузок на кулачки при вращающейся ведомой полумуфте, он снабжен дополнительным тор30 мозным барабаном, закрепленным на ведомой полумуфте концентричнс первому, с возможностью взаимодействия центробежных грузиков с его внутренней поверхностью.

17б .035

Составитель В,Блинов

Редактор H.Ñèëüíÿãèíà Техред М.Моргентал Корректор ".кисина

Заказ 324б Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитега по изобретениям и открытиям при ГKHT СССР

113035. москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент",г, ужгород, ул.Гагарина, 101

Узел соединения валов Узел соединения валов Узел соединения валов Узел соединения валов Узел соединения валов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в комплексных гидротрансформаторах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах транспортных машин

Изобретение относится к машиностроению и может применяться для преобразования возвратно-вращательного движения в периодически вращательное

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и может быть использовано в устройствах, где требуется отключение передачи вращения при достижении определенного крутящего момента

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к авиационным газотурбинным двигателям (ГТД)

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания. Привод стартера включает шестерню и устанавливаемый на валу стартера шкив. Шестерня перемещается вдоль вала стартера с возможностью зацепления в крайнем положении с зубчатым колесом на маховике привода. На шкиве установлено разрезное кольцо, по обе стороны от разреза снабженное отверстиями под пальцы, соединяющие кольцо с рычагом. Отношение расстояния между пальцами, соединяющими кольцо с рычагом, к расстоянию от центра вращения шкива до оси ближайшего к нему пальца удовлетворяет условию работы дифференциальной обгонной муфты. В рычаг встроена пружина сжатия, опирающаяся на разрезное кольцо с возможностью поворота его по часовой стрелке и прижатия к шкиву. В рычаге выполнено отверстие, в которое вставлен палец, приводящий во вращение шестерню, установленную на валу стартера. По первому варианту - пальцы, соединяющие кольцо с рычагом, и палец, приводящий во вращение шестерню, расположены на одной прямой, проходящей через центр шкива. По второму варианту - пальцы, соединяющие кольцо с рычагом, и палец, приводящий во вращение шестерню, расположены на одной прямой, проходящей через центр шкива, при этом центр тяжести рычага смещен по линии действия пружины с возможностью возникновения центробежной силы, действующей при вращении рычага против силы сжатия пружины. Достигается повышение технологичности механизма при работе в режиме обгонной муфты привода стартера двигателя внутреннего сгорания при повышении несущей способности и долговечности и упрощении конструкции. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к изолирующим устройствам отсоединения. Устройство содержит вал (10), установленные на нем шкив (30) и водило муфты (50), установленное посредством односторонней муфты (60), торсионную пружину (40), зацепленную между шкивом и водилом муфты. Торсионная пружина нагружена в направлении раскручивания. Торсионная пружина и шкив имеют предварительно заданный зазор между поверхностью наружного диаметра торсионной пружины и поверхностью внутреннего диаметра шкива, в результате чего поверхность наружного диаметра торсионной пружины и поверхность внутреннего диаметра шкива входят в постепенное фрикционное зацепление за счет радиального расширения торсионной пружины в зависимости от нагрузки крутящим моментом. Достигается повышение надежности за счет постепенного фрикционного зацепления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к сцепным муфтам кинематических механизмов. Двухрежимная муфта содержит частотно-зависимое устройство (ЧЗУ) коммутации и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения. Внутренняя обойма (1) снабжена пазами (12), каждый из которых содержит тангенциально расположенную поверхность и сформированную на этой поверхности канавку (13). Внешняя обойма (2) содержит расточку (1). Тела качения (4) расположены по одному в каждой из канавок (13). Сепаратор (3) выполнен с выступанием тел качения (4) в сторону радиальной периферии внутренней обоймы (1). Внутренняя обойма (1) может быть выполнена неподвижно соединенной с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма (2) соединенной с ведомым звеном коммутируемого механизма. ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, сепаратором 3, а также телами 4 качения, которые размещены в интервале между канавками 13 пазов 12 и радиальной поверхностью расточки 10 внешней обоймы 2. Предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения обоймой муфты. Достигается возможность передачи повышенных крутящих моментов. 4 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх