РОТОРНО-ЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД С САТЕЛЛИТНЫМИ РОЛИКАМИ Российский патент 2012 года по МПК F16H57/04 F16H25/20 

Изобретение относится к роторно-линейным приводам, содержащим центральный шток с наружной резьбой, наружную втулку с внутренней резьбой, по существу коаксиально охватывающую центральный шток, и множество резьбовых сателлитных роликов, распределенных по окружности между наружной резьбой центрального штока и внутренней резьбой втулки и входящих в зацепление с резьбами центрального штока и втулки, при этом либо центральный шток, либо втулка установлены с возможностью вращения и заблокированы в осевом направлении, а, соответственно, либо втулка, либо центральный шток установлены с возможностью перемещения в осевом направлении и заблокированы от вращения.

Такой привод с сателлитными роликами описан, в частности, в документе FR 1577532.

В области шариковых или роликовых винтов, для улучшения характеристик по трению, как известно, осуществляют введение смазки (жидкое масло, консистентная смазка, твердая смазка). Смазку вводят или снаружи (в частности, масло и консистентную смазку) или наносят (в частности, на винт) покрытие, которое по мере износа постепенно высвобождает твердые смазывающие частицы. Известно также решение, в котором применяют самосмазывающиеся вкладыши, располагаемые между шариками или роликами.

Что касается роторно-линейных приводов с сателлитными роликами, на которые решение с вкладышами технически распространить невозможно, то для них остается возможность внешнего смазывания. Известно также решение, согласно которому на роликовые винты наносят твердое смазочное покрытие.

Однако эти применяемые в настоящее время различные решения требуют регулярной замены смазочного материала или смазочного устройства через интервалы времени, которые не могут покрыть расчетный срок службы привода, причем эта замена смазки требует наличия доступа к приводу.

В некоторых областях применения приводов эти условия не всегда могут быть соблюдены, в частности, это касается электрических приводов управления полетом летательных аппаратов, срок службы которых без технического обслуживания должен превышать срок службы самого летательного аппарата.

Что касается применения в электрических приводах управления полетом летательного аппарата, то для таких приводов выдвигаются требования незначительного соотношения вращение/поступательное движение, использования твердых и жестких материалов по причине повышенных значений контактного давления, минимально возможного трения и долговременной смазки (то есть на несколько десятков лет). Кроме того, исходя из требований безопасности, привод должен быть реверсивным. Эти требования предполагают выбор в пользу роторно-линейных приводов с винтами со смазываемыми сателлитными роликами, учитывая, что нанесение сухой смазки на винты и технологии, связанные с постепенным износом рабочих деталей, в данном случае применять нельзя по причине образования остаточных частиц, что может привести к заклиниванию привода. Смазывание разбрызгиванием является нежелательным и непрактичным в применении и не может обеспечить такой длительный срок службы.

Задачей изобретения является создание технического решения, отвечающего требованиям долговременной и однородной смазки.

Поставленная задача решена в роторно-линейном приводе с сателлитными роликами, согласно п.1 формулы изобретения.

Благодаря техническому решению в соответствии с настоящим изобретением, смазочный материал экономично подается из резерва капиллярно в минимально достаточном количестве и точно в места контакта взаимодействующих элементов таким образом, чтобы этого резерва, даже несмотря на его очень небольшой объем, хватило на срок службы привода, даже если этот срок службы является очень продолжительным (например, несколько десятков лет).

Преимуществом такого технического решения является возможность адаптации к потребности привода в смазочном материале, зависящей от задачи, которую он будет выполнять. Действительно, потребности в смазочном материале и способ его нанесения на детали во многом зависят от режима работы привода с более или менее большой амплитудой хода. Кроме того, режим работы одного и того же привода может сильно меняться за некоторый промежуток времени: например, приводы подвижных закрылков крыльев самолета работают с большими значениями хода во время взлета и посадки, когда закрылки перемещаются с большой амплитудой. Когда же эти приводы не работают или работают лишь в незначительной степени с очень коротким ходом, соответствующим очень малым угловыми перемещениям (несколько градусов) на крейсерском режиме полета, закрылки остаются неподвижными или почти неподвижными.

Благодаря изобретению, можно легко адаптировать привод к заданным условиям работы.

Так, можно предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала подавали смазочный материал только в одну зону контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика с центральным штоком и с наружной втулкой, при этом указанная зона предпочтительно находится в центре, когда привод должен в основном совершать перемещения с большими амплитудами, что обеспечивает полное и равномерное смазывание входящих в контакт деталей.

Вместе с тем, в варианте осуществления изобретения, который должен удовлетворять большому числу условий эксплуатации, можно предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала распределяли жидкий смазочный материал в по меньшей мере двух зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика с центральным штоком и с наружной втулкой, при этом указанные зоны находятся, соответственно, вблизи двух концов указанного сателлитного ролика. В частности, если потребности в смазочном материале являются небольшими, можно предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала могли подавать смазочный материал в несколько зон контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика с центральным штоком и с наружной втулкой, при этом эти несколько зон контакта предпочтительно распределены по существу равномерно по существу по всей длине указанного сателлитного ролика. Если потребности в смазочном материале являются значительными, можно предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала могли распределять смазочный материал во всех зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика с центральным штоком и с наружной втулкой.

Разумеется, можно предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала были функционально связаны только с одним сателлитным роликом, если получаемые условия смазки согласуются с условиями работы привода. Вместе с тем, для большого числа вариантов применения следует предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала были функционально связаны с несколькими сателлитными роликами, в частности, распределенными симметрично, и даже когда потребности в смазочном материале являются высокими, чтобы указанные средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала были функционально связаны со всеми сателлитными роликами.

Практическое применение настоящего изобретения приводит к нескольким возможным вариантам осуществления.

Так, в первом варианте осуществления средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала включены в по меньшей мере один сателлитный ролик. Разумеется, в приводе с большими амплитудами хода при нормальной работе указанными средствами капиллярного распределения жидкого смазочного материала будет оборудован только один сателлитный ролик. Однако для большинства вариантов применения указанных приводов необходимо включить указанные средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала в несколько сателлитных роликов, в частности, распределенных симметрично, если потребности в смазочном материале являются небольшими. Может также возникнуть необходимость во включении средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала во все сателлитные ролики, если потребности в смазочном материале являются большими.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала включены в по меньшей мере один вспомогательный ролик, контактирующий с по меньшей мере одним сателлитным роликом и расположенный радиально снаружи от него. При этом имеются упругие средства удержания, выполненные с возможностью возврата указанного вспомогательного ролика по существу радиально внутрь в сторону контакта с указанным сателлитным роликом. Вместе с тем, наиболее простым в применении и наиболее эффективным с точки зрения результата является решение, согласно которому по меньшей мере один вспомогательный ролик контактирует с двумя смежными сателлитными роликами, располагаясь радиально снаружи от них, и имеются упругие средства удержания для возврата указанного вспомогательного ролика радиально внутрь в положение контакта с двумя сателлитными роликами. Независимо от выбранной компоновки, можно, разумеется, установить только один вспомогательный ролик, удерживаемый в контакте только с одним сателлитным роликом, если получаемые условия смазки соответствуют требованиям, связанным с режимами работы привода. Вместе с тем, в большинстве вариантов применения необходимо устанавливать несколько вспомогательных роликов, в частности, распределенных симметрично, и если потребность в смазочном материале является большой и если количество сателлитных роликов является четным, устанавливают по одному вспомогательному ролику на каждую пару сателлитных роликов. Можно также предусмотреть, чтобы число сателлитных роликов было равным числу вспомогательных роликов, при этом каждый из вспомогательных роликов функционально связан с парой сателлитных роликов, что позволяет хранить максимальное количество смазочного материала.

Для конкретной реализации этих вариантов осуществления изобретения можно предусмотреть несколько технических решений, которые предполагают специальное выполнение роликов и которые исключают использование внешнего по отношению к роликам резервуара смазочного материала.

Согласно первому возможному примеру выполнения, средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала содержат макроскопический резервуар, расположенный внутри сателлитного и/или вспомогательного ролика, при этом указанный резервуар представляет собой по меньшей мере одну внутреннюю полость, в частности, удлиненной формы, в частности, коаксиальной с осью указанного ролика, и по меньшей мере один капиллярный канал, начинающийся от указанной полости и открытый в по меньшей мере одну боковую поверхность резьбы указанного ролика. В этом примере сателлитный и/или вспомогательный ролик, предназначенный для распределения смазки, механически обрабатывают таким образом, чтобы он содержал указанную или указанные полость или полости и канал или каналы.

Согласно второму возможному примеру выполнения, сателлитный и/или вспомогательный ролик выполнен из очень пористого материала, а средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала представляют собой капиллярный резервуар, образованный порами указанного пористого материала ролика. В этом случае структура резервуара смазочного материала неразрывно связана с конструкцией самого ролика.

Независимо от выбранного примера выполнения, конструкция всего узла остается компактной с учетом интеграции резерва смазочного материала в соответствующий ролик.

Выбор масла зависит от области применения винтов с сателлитными роликами и не связан с объектом настоящего изобретения, хотя следует упомянуть, что его вязкость должна соответствовать размеру полости (полостей) и канала или каналов, чтобы расход масла был оптимальным. Предпочтительно, если функциональная потребность предполагает применение присадки к смазочному материалу, этот материал является маслом с растворенной присадкой, позволяющей избежать недостатков, связанных с присадками в виде суспензии в жидкости и с частицами, высвобождаемыми твердыми смазками (риски заклинивания), а также позволяет хранить и распределять смазочный материал капиллярным путем, избегая его денатурации. Кроме того, смазочный материал с растворенной присадкой можно, в частности, очень точечно доставлять в точно требуемое место, в данном случае - на боковые поверхности резьбы на границах взаимодействия между винтом или винтами сателлитного ролика или сателлитных роликов и винтом центрального штока, с одной стороны, и между винтом (винтами) сателлитного ролика или сателлитных роликов и винтом наружной втулки, с другой стороны. Однако в контексте настоящего изобретения, не исключено применение смазочных материалов с присадками в виде суспензии, если это окажется необходимым или полезным. В этом случае частицы присадки в виде суспензии должны иметь намного меньший размер, чем полости или капиллярные каналы.

Смазка капельным путем позволяет добиться исключительно точного распределения, при этом преимуществом в данном случае является также то, что смазочный материал расходуется только по мере необходимости, что позволяет добиться экономичного распределения и смазывания на очень длительный срок.

Все эти особенности приводят к варианту выполнения роторно-линейного привода, в частности реверсивного, с сателлитными роликами, который смазывается в течение очень длительного срока, достигающего в отдельных случаях несколько десятков лет.

Настоящее изобретение будет более понятно из дальнейшего описания некоторых неограничивающих вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1А-1С показаны три различных примера компоновки роторно-линейного привода с сателлитными роликами согласно изобретению, вид в перспективе с частичным вырезом;

на фиг.2А-2С схематично показаны три различных примера компоновки привода, изображенного на фиг.1А-1С, соответственно, согласно первому варианту осуществления изобретения, вид в поперечном разрезе;

на фиг.3А-3Е схематично показаны различные примеры компоновки привода согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг.4А-4С схематично показаны различные варианты удержания вспомогательных роликов в случае компоновки привода, изображенной на фиг.3Е, при этом на фиг.4В и 4С показаны два поперечных разреза (наружная втулка не показана), соответственно, по линиям В-В и С-С на фиг.7;

на фиг.5А-5С схематично показаны три различных примера выполнения ролика согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг.6А-6В схематично показаны два различных примера выполнения ролика согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг.7 - вид в продольном разрезе, объединяющий два примера (соответственно, в правой и в левой части фигуры) выполнения роторно-линейного привода (наружная втулка не показана) в соответствии с настоящим изобретением с комбинацией признаков, показанных на фиг.3Е, 5А, 4В (в правой части) и 4С (в левой части).

На фиг.1А в перспективе и с частичным вырезом показан роторно-линейный привод, в частности, реверсивный, являющийся объектом настоящего изобретения.

Этот привод содержит:

- центральный шток 1 с наружной резьбой 2;

- наружную втулку 4, по существу коаксиально охватывающую центральный шток 1 и имеющую внутреннюю резьбу 6;

- множество резьбовых сателлитных роликов 7, распределенных по окружности между наружной резьбой 2 центрального штока 1 и внутренней резьбой 6 наружной втулки 4. Сателлитные ролики 7 входят в зацепление с резьбами 2 и 6 центрального штока 1 и наружного кольца 4, соответственно, при этом резьбы 2, 6 и роликов выполнены с одинаковым шагом и с одинаковым наклоном.

Сателлитные ролики 7 удерживаются в обойме, образованной двумя кольцевыми фланцами 8, охватывающими центральный шток 1 и отстоящими друг от друга в осевом направлении. В этих фланцах выполнены отверстия, распределенные в окружном направлении, образуя опоры, в которых с возможностью вращения установлены соответствующие концы сателлитных роликов 7.

В зоне по меньшей мере одного из фланцев 8 расположен прилегающий к нему кольцевой зубчатый венец 9а с внутренними зубьями, с которыми входят в зацепление шестерни 9b, выполненные на соответствующих концах сателлитных роликов 7. В представленном примере имеются два зубчатых венца 9а, с которыми зацепляются две шестерни 9b, расположенные на двух концах каждого из сателлитных роликов 7.

В примере, показанном на фиг.1А, представлен привод, выполненный классически с центральным штоком 1, заблокированным в осевом направлении, но приводимым во вращение (стрелка 3) при помощи не показанных на чертеже средств, и с наружной втулкой 4, заблокированной от вращения, но имеющей возможность перемещения в осевом направлении (стрелка 5) под действием вращающегося штока 1. Поскольку привод является реверсивным, усилие, действующее на втулку 4, приблизительно параллельно оси привода, приводит к вращению центрального штока 1. Вместе с тем, возможно обратное выполнение привода: кольцо 4 приводится во вращение, а центральный шток 1 перемещается в осевом направлении.

Привод содержит средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала, которые функционально связаны с по меньшей мере одним сателлитным роликом 7 для капиллярного распределения жидкого смазочного материала L в по меньшей мере одной зоне контакта указанного по меньшей мере одного сателлитного ролика 7 с центральным штоком 1 (на фиг.1А эта зона не видна) и с наружной втулкой 4, что схематично показано на фиг.1А двумя стрелками L.

Капиллярно распределяемый жидкий смазочный материал расходуется в минимально достаточном и точном количестве только в местах контакта взаимодействующих деталей: сателлитного ролика 7 и центрального штока 1, с одной стороны, и сателлитного ролика 7 и наружного кольца 4, с другой стороны. Такое распределение является экономичным, и резерва жидкого смазочного материала даже небольшого объема достаточно, чтобы обеспечивать необходимую смазку в течение очень длительного периода, охватывающего срок службы привода (например, несколько десятков лет для приводов управления полетом летательного аппарата).

В приводах с большим ходом, в частности максимальным или почти максимальным, можно выполнять капиллярное распределение жидкого смазочного материала только в одной зоне контакта сателлитного ролика 7, соответственно, с центральным штоком 1 и с наружной втулкой 4, что относится к примеру, схематично показанному на фиг.1А. При этом смазочный материал распределяется практически однородно по всей длине взаимодействующих поверхностей во время перемещения деталей друг относительно друга.

Если же привод регулярно не осуществляет больших перемещений, в частности максимального хода, желательно распределять смазочный материал практически однородно по всей длине взаимодействующих поверхностей, увеличив число точек распределения. В этом случае можно расположить средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала в по меньшей мере двух зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика 7, соответственно, с центральным штоком 1 и с наружной втулкой 4. При этом указанные зоны находятся вблизи двух концов сателлитного ролика 7, что схематично показано на фиг.1 В двумя стрелками L (в остальном фиг.1В идентична фиг.1А).

Если требуется еще более равномерное распределение, например, чтобы компенсировать недостаточный захват смазочного материала из-за небольшой амплитуды перемещений привода и/или по причине повышенных нагрузок, предпочтительно расположить средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала с возможностью распределения его в нескольких зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика 7, соответственно, с центральным штоком 1 и с наружной втулкой 4. Предпочтительно эти несколько зон контакта равномерно распределены по существу по всей длине сателлитного ролика 7, что схематично показано на фиг.1C несколькими стрелками L (в остальном фиг.1C идентична фиг.1А). Разумеется, при необходимости можно предусмотреть, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала распределяли этот смазочный материал во всех зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика 7, соответственно, с центральным штоком 1 и с наружным кольцом 4.

Далее будут описаны конкретные примеры выполнения упомянутых средств распределения в различных указанных выше компоновках.

Проблема достаточной и однородной смазки возникает не только в отношении длины контакта сателлитных роликов 7 с центральным штоком 1 и с наружным кольцом 4, но также и в отношении распределения в окружном направлении вдоль наружной поверхности центрального штока 1 и внутренней поверхности наружной втулки, учитывая, что в некоторых условиях перемещения привода могут происходить не за полный оборот и даже могут не превышать несколько градусов угловой амплитуды.

Как схематично показано на фиг.2А, средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала могут быть функционально связаны только с одним сателлитным роликом 7 (показан серым цветом), если возможность захвата смазочного материала во время работы является достаточной (например, регулярные максимальные перемещения).

Если этого оказывается недостаточно, то для обеспечения правильного смазывания средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала функционально связаны с несколькими сателлитными роликами 7 (показаны серым цветом), в частности распределены равномерно, что схематично показано на фиг.2В для компоновки с четырьмя сателлитными роликами, попарно противоположными в наборе из восьми сателлитных роликов 7.

При необходимости средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала могут быть функционально связаны со всеми сателлитными роликами 7 (показаны серым цветом), что схематично показано на фиг.2С.

В контексте описанной выше конструкции можно предусмотреть различные примеры осуществления.

Первый пример осуществления может состоять в том, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала включены в по меньшей мере один сателлитный ролик 7. Другими словами, сателлитный ролик или сателлитные ролики 7 выполнены с возможностью распределения жидкого смазочного материала. Примеры такого выполнения будут представлены ниже. В некоторых условиях работы привода достаточно, чтобы только один сателлитный ролик 7 был выполнен с возможностью распределения жидкого смазочного материала (фиг.2А можно считать иллюстрацией этого примера осуществления). Если же требуется более значительное и лучше распределенное смазывание, то средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала включены в несколько симметрично расположенных сателлитных роликов 7 (иллюстрацией такого примера выполнения можно считать фиг.2В), и даже при необходимости средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала могут быть включены во все сателлитные ролики 7 (иллюстрацией этого примера выполнения можно считать фиг.2С).

Во втором примере осуществления, схематично показанном на фиг.3А, средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала включены в по меньшей мере один вспомогательный ролик 10, входящий в контакт с по меньшей мере одним сателлитным роликом 7. Вспомогательный ролик 10 расположен радиально снаружи от этого ролика 7. При этом имеются упругие средства 11 удержания (схематично показаны в виде стрелки, направленной радиально к центру) для возврата указанного вспомогательного ролика 10 по существу радиально внутрь в сторону контакта с указанным сателлитным роликом 7. Необходимо подчеркнуть, что создаваемое средствами 11 возвратное усилие должно быть минимально достаточным, чтобы вспомогательный ролик 10 оставался в контакте с сателлитным роликом или с сателлитными роликами, с которым (которыми) он взаимодействует, и чтобы вспомогательный ролик 10 не прижимался с усилием к соответствующему (соответствующим) сателлитному ролику или сателлитным роликам, чтобы не повышать трение или создавать дополнительное сопротивление. Такое выполнение обеспечивает автоматическую выборку зазора и позволяет удерживать вспомогательный ролик в контакте с взаимодействующим (взаимодействующими) сателлитным роликом или сателлитными роликами, независимо от степени их износа.

По тем же соображениям можно применять только один вспомогательный ролик 10, если такое выполнение достаточно для получения требуемого результата, как показано на фиг.3А, где вспомогательный ролик 10 входит в контакт только с одним сателлитным роликом 7.

Вместе с тем, предпочтительна конструкция, являющаяся простой в осуществлении и наиболее сбалансированной с точки зрения распределения усилий. В этой конструкции, схематично показанной на фиг.3В, вспомогательный ролик или каждый вспомогательный ролик 10 входит в контакт одновременно с двумя соседними сателлитными роликами 7. Ролик 10 расположен радиально снаружи от этих сателлитных роликов 7, а упругие средства 11 удержания выполнены с возможностью возврата указанного вспомогательного ролика 10 по существу радиально внутрь в сторону контакта с двумя соседними сателлитными роликами 7.

Если смазывание, обеспечиваемое только одним вспомогательным роликом, оказывается недостаточным, устанавливают несколько вспомогательных роликов 10, в частности распределенных симметрично. Конструкция, в которой каждый вспомогательный ролик 10 входит в контакт с двумя смежными по существу диаметрально противоположными сателлитными роликами 7, схематично показана на фиг.3С, а для компоновки с четырьмя сателлитными роликами 7, расположенными парами диаметрально противоположно - на фиг.3D.

В предпочтительном примере осуществления изобретения установлено четное количество сателлитных роликов 7, а вспомогательные ролики 10 функционально связаны с каждой парой сателлитных роликов 7. Так, согласно первому решению, каждый сателлитный ролик 7 входит в контакт только с одним вспомогательным роликом 10 (иными словами, вспомогательный ролик 10 расположен только в одном промежутке между двумя сателлитными роликами 7), что показано на фиг.3D. Таким образом, количество вспомогательных роликов 10 вдвое меньше количества сателлитных роликов 7. При необходимости получить более интенсивное смазывание вспомогательные ролики 10 располагают в каждом интервале между двумя смежными сателлитными роликами 7. При этом каждый сателлитный ролик 7 смазывается двумя находящимися по бокам от него вспомогательными роликами 10 (иными словами, количество сателлитных роликов 7 равно количеству вспомогательных роликов 10), что показано на фиг.3Е. В этом случае количество запасенного смазочного материала является максимальным.

Для ясности на фиг.4А показан возможный пример выполнения вышеупомянутых упругих средств 11 удержания, применяемых в компоновке, показанной на фиг.3Е. В данном случае средства 11 расположены на двух концах вспомогательных роликов 10 и представляют собой набор изогнутых скоб из упруго деформирующегося материала, соединяющих фланцы 20 с отверстиями, в которых вращаются концы осей вспомогательных роликов 10. Таким образом, набор выглядит в виде упруго деформирующейся гирлянды G, которая стремится вернуть каждый вспомогательный ролик 10 в контакт с двумя сателлитными роликами 7, с которыми он взаимодействует.

На фиг.4В и на фиг.7 (правая часть) показана недорогая и простая в выполнении и применении конструкция, в которой упругие средства 11 удержания содержат по меньшей мере одно кольцо 23' (на практике два кольца 23', расположенные на двух концах привода) по существу круглой формы, которое может упруго деформироваться, в частности, в радиальном направлении и которое охватывает все концы вспомогательных роликов 10, упруго прижимаясь к ним. Для удержания кольца 23' концы 24 вспомогательных роликов 10 содержат кольцевой паз 25, в который заходит кольцо 23'. Упругие свойства кольца 23' могут быть связаны с природной упругостью его материала и/или со специальной формой, облегчающей деформацию, в частности радиальную деформацию кольца. Например, кольцо 23', показанное на фиг.4В и 7 (правая часть), оборудовано выгибами 26 с выпуклостью, обращенной радиально внутрь, при этом число указанных выгибов 26 равно числу вспомогательных роликов 10, и каждый выгиб 26 опирается своей выпуклой стороной на дно паза 25 конца 24 вспомогательного ролика 10.

На фиг.4С и на фиг.7 (левая часть) показана конструкция, близкая к конструкции, описанной со ссылками на фиг.4В и 7 (правая часть), в которой тоже используется кольцо (на практике два кольца, расположенные на двух концах привода), которое охватывает все концы 24 вспомогательных роликов 10, упруго к ним прижимаясь, но в данном случае кольцо 23", которое может иметь по существу круглую форму, является разрезным. Этот разрез 27 показан на фиг.4С.

Из всего вышеизложенного следует, что функция хранения и распределения жидкого смазочного материала может быть придана одному или нескольким сателлитным роликам 7 и/или одному или нескольким вспомогательным роликам 10, при этом можно выполнить комбинацию специально адаптированных сателлитных роликов и специально адаптированных вспомогательных роликов.

Для обеспечения этих функций ролик, сателлитный и/или вспомогательный, можно выполнить в соответствии с одним из двух следующих вариантов.

Согласно первому варианту, ролик 7 и/или 10 выполняют таким образом, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала содержали макроскопический резервуар 12 внутри указанного ролика, что схематично показано на фиг.5А-5С. Так, резервуар 12 содержит по меньшей мере одну внутреннюю полость 13, в частности, удлиненной формы, параллельную оси 16 ролика и предпочтительно по существу коаксиальную с осью 16 указанного ролика 7, 10. Кроме того, резервуар 12 содержит по меньшей мере один капиллярный канал 14, выполненный, в частности, почти поперечно к оси 16, начиная от указанной полости 13, и выходящий на по меньшей мере одну боковую поверхность 15 резьбы ролика. На практике полость 13 получают путем выполнения центрального отверстия в ролике 7, 10 по всей его длине и предпочтительно коаксиально с его осью 16, затем закрывают один или оба конца пробками 17, как показано на фиг.5А-5С.

Число и расположение капиллярных каналов определяют в зависимости от выбранных условий распределения жидкого смазочного материала. Если шаг резьбы предполагает наличие нескольких витков, предпочтительно выполняют столько же каналов, сколько и витков.

Для распределения смазочного материала в центральной зоне ролика, как было указано выше со ссылками на фиг.1А, выполнен один или несколько капиллярных каналов 14 в направлении центра ролика, как схематично показано на фиг.5А. В этом примере предусмотрены два капиллярных канала 14, направленные таким образом, чтобы выходить на две боковые поверхности 15, противоположные друг другу, чтобы смазывать две противоположные друг другу боковые поверхности витка центрального штока 1 и две противоположные друг другу боковые поверхности витка наружной втулки 4.

На фиг.7 в продольном разрезе показан привод, выполненный согласно решению, показанному на фиг.5А, с комбинацией отличительных признаков, описанных со ссылками на фиг.3Е, 4В (правая часть) и 4С (левая часть). При этом следует подчеркнуть, что показаны только центральный шток 1, сателлитные ролики 7, вспомогательные ролики 10 и два упругих кольца 23' (в правой части) и 23" (в левой части), тогда как наружная втулка не показана, чтобы можно было видеть находящиеся под ней детали. Как показано на фиг.7, каждый вспомогательный ролик 10 образован металлической частью 28 с центральным отверстием в виде коаксиальной полости 13, высверленной с конца (правый конец на чертеже), при этом другой конец является глухим. Два капиллярных канала 14 расположены приблизительно в центральной зоне. Глухой конец 24 (слева на чертеже) оборудован вышеупомянутым кольцевым пазом 25, в который заходит упругое кольцо (в этом примере - разрезное кольцо 23"). Противоположный конец, от которого выполнена полость 13, закрыт пробкой 29, которая образует другой конец 24 и которая выполнена (либо отдельно, либо в сочетании с концом части 28) таким образом, что образует указанный паз 25, в который заходит упругое кольцо (в этом примере выполнения - кольцо 23').

В примере, показанном на фиг.5В, на каждом конце ролика 7, 10 выполнен один или несколько капиллярных каналов 14 (в данном случае - два капиллярных канала 14, выходящие на противоположные друг другу боковые поверхности витка) так, чтобы обеспечить смазывание с двух концов указанного ролика, как было предложено выше со ссылками на фиг.1В. Для интенсивного и равномерного распределения смазочного материала по всей длине ролика 7, 10, как было указано выше со ссылками на фиг.1C, можно выполнить множество капиллярных каналов 14, распределенных вдоль ролика 7, 10 и предпочтительно расположенных таким образом, чтобы выходить на несколько противоположных друг другу боковых поверхностей 15 резьбы, как показано на фиг.5С, и даже выходить на все боковые поверхности резьбы ролика.

Разумеется, можно предусмотреть, чтобы не все капиллярные каналы 14 были расположены только в одной диаметральной плоскости, как это показано на фиг.5А-5С, а чтобы они были взаимно смещены в угловом направлении, выходя на боковые поверхности 15 резьбы во всех поперечных направлениях вокруг оси 16.

Согласно второму варианту выполнения, ролик 7 и/или 10 выполнен таким образом, чтобы средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала содержали капиллярный резервуар 22 внутри ролика, образованный совокупностью пор очень пористого материала 21 с открытыми порами, который используют для выполнения указанного ролика, или по меньшей мере поверхностной части указанного ролика. Другими словами, сам ролик 7, 10, благодаря пористой природе своего материала 21, образует резервуар 22 жидкого смазочного материала; что очень схематично показано на фиг.6А, и смазочный материал в этом случае подается из открытых на поверхности микрополостей. Такое выполнение предпочтительно для непрерывной и равномерной подачи жидкого смазочного материала по всей длине ролика.

Вместе с тем, следует отметить, что, если передаваемые приводом усилия являются большими, выполнение одного или нескольких сателлитных роликов из такого пористого материала маловероятно из-за относительно низкой механической прочности пористых материалов, следовательно, такое выполнение больше подходит для вспомогательных роликов 10, которые не передают усилий.

Соответствующие пористые материалы для такого применения известны, например, они используются при выполнении пористых обойм для шариков в шариковых подшипниках.

При необходимости, если объем резерва жидкого смазочного материала, создаваемый всеми порами, является недостаточным, можно предусмотреть, как показано на фиг.6В, выполнение внутренней полости 18, которая служит главным резервуаром, из которого жидкий смазочный материал может перетекать по порам до боковых поверхностей 15 резьбы.

Для легкого и надежного применения настоящего изобретения используемый смазочный материал должен обладать вязкостью, совместимой с размерами полостей или распределительных капиллярных каналов, чтобы можно было производить распределение смазочного материала капиллярным путем в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительно в этом случае смазочным материалом может быть масло с растворенной присадкой (например, но неограничительно, дитиокарбамат молибдена), которое может распределяться капиллярным путем таким образом, чтобы смазочный материал не содержал никаких твердых частиц, способных закупорить капилляры или распределительные поры. Однако при необходимости можно также применять смазочный материал, содержащий твердую присадку в виде частиц, при условии, что размер этих частиц намного меньше размера полостей или капиллярных каналов, чтобы не допустить их закупоривания.

Изобретение относится к роторно-линейным приводам и может быть использовано в приводах управления полетом летательных аппаратов. Роторно-линейный привод содержит центральный шток (1) с наружной резьбой (2), охватывающую его наружную втулку (4) с внутренней резьбой (6) и резьбовые сателлитные ролики (7), распределенные между центральным штоком и наружной втулкой и входящие в зацепление с их резьбами. Привод содержит средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) в по меньшей мере одной зоне контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика (7) с центральным штоком (1) и с наружным кольцом (4). В результате смазочный материал (L) экономно распределяется по капиллярному принципу в минимально достаточном количестве и точно в местах контакта взаимодействующих деталей из резерва, которого может хватить на весь срок службы привода. Изобретение позволяет обеспечить долговременную и однородную смазку. 25 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Роторно-линейный привод, содержащий центральный шток (1) с наружной резьбой (2), наружную втулку (4) с внутренней резьбой (6), по существу коаксиально охватывающую центральный шток (1), и множество резьбовых сателлитных роликов (7), распределенных по окружности между наружной резьбой (2) центрального штока (1) и внутренней резьбой (6) втулки (4) и входящих в зацепление с резьбами центрального штока (1) и наружной втулки (4), при этом либо центральный шток (1), либо наружная втулка (4) установлены с возможностью вращения и заблокированы в осевом направлении, а, соответственно, либо втулка (4), либо центральный шток (1) установлены с возможностью перемещения в осевом направлении и заблокированы от вращения, отличающийся тем, что содержит средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L), функционально связанные с по меньшей мере одним сателлитным роликом (7) для капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) в по меньшей мере одной зоне контакта указанного по меньшей мере одного сателлитного ролика (7) с центральным штоком (1) и с наружной втулкой (4), так что смазочный материал (L) экономично распределяется капиллярным путем в минимально достаточном количестве и точно в местах контакта взаимодействующих деталей из резерва, которого может хватить на срок службы привода.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) расположены только в одной, по существу, центральной зоне контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика (7) с центральным штоком (1) и с наружной втулкой (4), благодаря чему в приводе при совершении им перемещения с большими амплитудами происходит полное и равномерное смазывание взаимодействующих деталей.

3. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) расположены в по меньшей мере двух зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика (7) с центральным штоком (1) и с наружной втулкой (4), при этом указанные зоны расположены вблизи двух концов указанного сателлитного ролика (7).

4. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) установлены с возможностью распределения смазочного материала (L) в нескольких зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика (7) с центральным штоком (1) и с наружной втулкой (4), при этом эти несколько зон контакта распределены, по существу, по всей длине указанного сателлитного ролика (7).

5. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) выполнены с возможностью распределения смазочного материала (L) во всех зонах контакта по меньшей мере одного сателлитного ролика (7) с центральным штоком (1) и с наружной втулкой (4).

6. Привод по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) функционально связаны только с одним сателлитным роликом (7).

7. Привод по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) функционально связаны с несколькими сателлитными роликами (7), в частности, расположенными симметрично.

8. Привод по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) функционально связаны со всеми сателлитными роликами (7).

9. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) включены в по меньшей мере один сателлитный ролик (7).

10. Привод по п.9, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) включены только в один сателлитный ролик (7).

11. Привод по п.9, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) включены в несколько сателлитных роликов (7), в частности, расположенных симметрично.

12. Привод по п.9, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) включены во все сателлитные ролики (7).

13. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) включены в по меньшей мере один вспомогательный ролик (10), контактирующий с по меньшей мере одним сателлитным роликом (7), причем указанный вспомогательный ролик (10) расположен радиально снаружи от сателлитного ролика (7), при этом привод содержит упругие средства (11) удержания, выполненные с возможностью возврата указанного вспомогательного ролика (10) по существу радиально внутрь в сторону контакта с указанным сателлитным роликом (7).

14. Привод по п.13, отличающийся тем, что по меньшей мере один вспомогательный ролик (10) контактирует с двумя смежными сателлитными роликами (7) и расположен радиально снаружи от сателлитных роликов (7), при этом привод содержит упругие средства (11) удержания, выполненные с возможностью возврата указанного вспомогательного ролика (10) по существу радиально внутрь в сторону контакта с двумя сателлитными роликами (7).

15. Привод по любому из пп.13 или 14, отличающийся тем, что содержит только один вспомогательный ролик (10).

16. Привод по любому из пп.13 или 14, отличающийся тем, что содержит несколько вспомогательных роликов (10), в частности, расположенных симметрично.

17. Привод по п.14, отличающийся тем, что содержит четное количество сателлитных роликов (7) и один вспомогательный ролик (10), функционально связанный с парой сателлитных роликов (7).

18. Привод по п.14, отличающийся тем, что число сателлитных роликов (7) равно числу вспомогательных роликов (10), при этом каждый вспомогательный ролик функционально связан с парой сателлитных роликов (7).

19. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) содержат макроскопический резервуар (12), образованный внутри сателлитного (7) и/или вспомогательного (10) ролика и включающий в себя по меньшей мере одну внутреннюю полость (13), в частности, продольной формы, расположенную, по существу, коаксиально с осью указанного ролика (7, 10), и по меньшей мере один капиллярный канал (14), начинающийся от указанной полости (13) и открытый со стороны по меньшей мере одной боковой поверхности (15) резьбы указанного ролика (7, 10).

20. Привод по п.1, отличающийся тем, что сателлитный (7) и/или вспомогательный (10) ролик выполнен из очень пористого материала (21), а средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) представляют собой капиллярный резервуар (22), образованный порами указанного очень пористого материала (21) указанного ролика (7, 10).

21. Привод по п.20, отличающийся тем, что средства капиллярного распределения жидкого смазочного материала (L) дополнительно содержат по меньшей мере одну внутреннюю полость (18), в частности, удлиненной формы, расположенную, по существу, коаксиально с осью указанного ролика (7, 10).

22. Привод по п.16, отличающийся тем, что упругие средства (11) удержания, выполненные с возможностью возврата указанных вспомогательных роликов (10), по существу, радиально внутрь в сторону контакта с указанными сателлитными роликами (7), содержат по меньшей мере одно упругое кольцо, охватывающее все концы вспомогательных роликов (10) и упруго опирающееся на эти концы.

23. Привод по п.16, отличающийся тем, что упругие средства (11) удержания, выполненные с возможностью возврата указанных вспомогательных роликов (10), по существу, радиально внутрь в сторону контакта с указанными сателлитными роликами (7), содержат по меньшей мере одно разрезное упругое кольцо, в частности, круглой формы, охватывающее все концы вспомогательных роликов (10) и упруго опирающееся на эти концы.

24. Привод по п.1, отличающийся тем, что смазочный материал (L) является маслом с растворенной присадкой, которое может распределяться капиллярным путем.

25. Привод по п.1, отличающийся тем, что центральный шток (1) выполнен с возможностью вращения и заблокирован в осевом направлении, а наружная втулка (4) выполнена с возможностью осевого перемещения и заблокирована от вращения.

26. Привод по п.1, отличающийся тем, что наружная втулка (4) выполнена с возможностью вращения и заблокирована в осевом направлении, а центральный шток (1) выполнен с возможностью осевого перемещения и заблокирован от вращения.