ПРИВОД ХОДОВОГО ВИНТА Российский патент 2014 года по МПК F16H25/20 

Настоящее изобретение относится к приводу ходового винта, в частности, для перемещения компонента, к примеру дверцы самолета.

Приводы ходовых винтов известны в различных вариантах выполнения. Они инициируют поступательное движение либо ходового винта, либо входящей в зацепление с ним гайки для осуществления линейного перемещения компонента.

В частности, при управлении элементами самолета важным является обеспечение того, чтобы в случае неисправности в работе детали привода ходового винта была гарантирована управляемость самолетом и чтобы дефектный исполнительный орган полностью или, по меньшей мере, частично оставался работоспособным в течение оставшегося времени полета.

В основе предложенного на рассмотрение изобретения лежит задача создания привода ходового винта, который выполняет эту задачу и который в случае неисправности в цепи нагрузки делает возможным управление с помощью другой цепи нагрузки, и посредством этого осуществляется предупреждение о том, что наступил такой случай неисправности.

Эта задача решена посредством привода ходового винта, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения.

Предусмотрено, что привод ходового винта содержит первую цепь нагрузки, имеющую первую гайку, которая входит в зацепление с резьбовым штоком, а также вторую цепь нагрузки, имеющую вторую гайку, которая также входит в зацепление с резьбовым штоком и которая расположена таким образом, что она, по меньшей мере, в одном положении привода ходового винта выполнена с возможностью перемещения в аксиальном направлении резьбового штока относительно первой гайки, причем привод ходового винта имеет сенсорное устройство, которое регистрирует относительное перемещение между первой гайкой и второй гайкой.

Если имеет место отказ первой гайки или же износ резьбы первой гайки или резьбового штока, то это может привести к относительному перемещению между первой гайкой и второй гайкой, которое регистрируется сенсорным устройством, причем сенсорное устройство в этом случае может выдавать сигнал или т.п., который сообщает пользователю о возникновении неисправности.

Вторая гайка, по меньшей мере, частично или полностью может быть расположена в окруженной первой гайкой зоне.

Вторая гайка может быть встроена в первую гайку.

Вторая гайка может быть выполнена в виде кольца, имеющего на своей внутренней стороне резьбу, которая предпочтительно соответствует внутренней резьбе первой гайки.

Резьба второй гайки в предпочтительном варианте выполнения расположена непосредственно рядом с резьбой первой гайки или на расстоянии от резьбы первой гайки.

В следующем предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрен, по меньшей мере, активирующий элемент, предпочтительно активирующее кольцо, которое за счет относительного перемещения обеих гаек, предпочтительно за счет аксиального перемещения второй гайки, перемещается в аксиальном направлении ходового винта.

Этот активирующий элемент может находиться вне окруженной первой гайкой зоны. Он может быть расположен таким образом, что располагается на обращенной от резьбового штока внешней стороне первой гайки с возможностью смещения.

В следующем предпочтительном варианте выполнения изобретения активирующий элемент проходит насквозь через углубление в первой гайке. Присоединение к активирующему элементу может быть получено посредством болта и т.п., который проходит насквозь через углубление и соединен с активирующим элементом.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения сенсорное устройство расположено стационарно. Оно может быть расположено, к примеру, на корпусе привода ходового винта.

Сенсорное устройство предназначено для регистрации перемещения поршня или т.п., причем поршень установлен с возможностью перемещения между первой гайкой и второй гайкой.

Возможно, чтобы поршень в нормальном рабочем состоянии располагался в пазу соединенного со второй гайкой элемента, предпочтительно в пазу указанного активирующего элемента или активирующего кольца, а в случае неисправности перемещался в радиальном направлении относительно второй гайки. Это перемещение поршня может быть зарегистрировано сенсорным устройством.

Первая гайка соединена со второй гайкой предпочтительно таким образом, что обе гайки зафиксированы от вращения относительно друг друга. Такое соединение без возможности вращения может быть предусмотрено, к примеру, за счет использования одного или нескольких штифтов или т.п., которые соединяют обе гайки друг с другом таким образом, что вращательное движение одной гайки передается на вращательное движение другой гайки.

Предпочтительным является то, что резьбовой шток имеет рабочую зону, в которой во время обычной работы привода ходового винта происходит относительное перемещение между резьбовым штоком и первой гайкой, и что вторая гайка расположена таким образом, что она, по меньшей мере, частично, находится вне рабочей зоны, если привод ходового винта находится в одном или в обоих своих конечных положениях. Возможно, чтобы вторая гайка покидала рабочую зону в одном или в обоих конечных положениях привода ходового винта, то есть находилась в не подвергающейся нагрузке резьбовой зоне резьбового штока.

Далее может быть предусмотрено, что привод ходового винта соединен с переменным в своем положении компонентом, к примеру дверцей, рулем и проч. летательного аппарата, в частности самолета.

Предложенное на рассмотрение изобретение относится также к летательному аппарату, в частности к самолету, по меньшей мере, с одним приводом ходового винта по любому из пунктов 1-14 формулы изобретения.

Понятия привод ходового винта, резьбовой шток и гайка могут быть широко истолкованы и подразумевают традиционный привод ходового винта, при котором гайка с резьбой находится в зацеплении с резьбовым штоком. Он содержит, однако, также любые другие приводы ходового винта, которые работают с роликами, вальцами и проч., а также и такие, в которых ролики, вальцы и проч. рециркулируют, как, к примеру, приводы шариковых винтов с циркуляцией шариков или роликовые резьбовые ходовые винты.

Настоящее изобретение поясняется более подробно на основании представленного на чертеже варианта выполнения изобретения.

Единственная фигура демонстрирует концевую часть резьбового ходового винта в соответствии с предложенным на рассмотрение изобретением. Резьбовой ходовой винт образует линейный исполнительный орган.

Позицией 30 обозначено сенсорное устройство, которое расположено снаружи первой гайки 20 и прочно установлено на стационарной части, к примеру на корпусе 200 привода 100 ходового винта. Сенсорное устройство содержит линейный датчик на основе дифференциального трансформатора (LVDT - Linear Variable Displacement Transducer), который активируется посредством поршня 60 и, соответственно, регистрирует его положение и который перемещается в зависимости от относительного положения первой гайки 20 и второй гайки 22.

Поршень 60 находится в пазу активирующего кольца 40. Активирующее кольцо 40 и, соответственно, его болт 42 проходит через отверстие или кольцевой паз в первой гайке 20, как представлено на чертеже.

Привод 100 ходового винта, который представлен на чертеже лишь в своей концевой зоне, расположен между структурой самолета и передвигающимся компонентом, к примеру дверцей, рулем и т.п.

Максимальный износ линейного исполнительного органа в соответствии с изобретением ограничен рабочей зоной 110, в которой имеет место относительное перемещение между гайкой 20 и резьбовым штоком 10. Если вторая гайка 22 расположена таким образом, что в конечном положении привода 100 ходового винта она находится вне этой, подвергающейся нагрузке, зоны 110, то это приводит к относительному перемещению между обеими гайками 20, 22, которое может быть зарегистрировано датчиком 30.

Так как первая гайка 20 для каждого элемента линейного перемещения осуществляет однократный поворот, то это приводит к тому, что первая гайка 20 осуществляет множество поворотов, в то время как привод ходового винта производит один ход и перекрывает при этом большое количество витков резьбы на резьбовом штоке 10. Поэтому в первой гайке 20 устанавливается большая величина износа, чем для резьбового штока 10.

Первая гайка 20 образует первую цепь нагрузки, а вторая гайка 22 - вторую цепь нагрузки. Первая гайка 20 и вторая гайка 22 выполнены с возможностью аксиального перемещения относительно друг друга. Этого аксиального перемещения достаточно для того, чтобы непосредственно или опосредованно быть зарегистрированным датчиком 30. Свободное аксиальное перемещение второй гайки 22 предотвращается, однако, за счет наличия у нее внутренней резьбы, посредством которой она находится в зацеплении с внешней резьбой резьбового штока 10.

Первая гайка 20 и вторая гайка 22 промаслены и совместно перемещаются по резьбовому штоку 10. Они герметизированы относительно окружающей среды, так что влажность, загрязнения и т.п. не имеют возможности для проникновения.

Если происходит отказ подвергающихся нагрузке витков резьбы первой гайки 20 и/или резьбового штока 10 в зоне ниже первой гайки 20, то имеет место аксиальное относительное перемещение между первой гайкой 20 и резьбовым штоком 10. Вторая гайка 22, которая находится, к примеру, в зоне 120 резьбового штока 10, которая не подвергается нагрузке или не относится к рабочей зоне резьбового штока 10, при указанном аксиальном смещении первой гайки 20 остается неподвижной. Таким образом, происходит относительное аксиальное перемещение между гайками 20, 22, а тем самым и между активирующим кольцом 40 и стационарным сенсорным устройством 30. Поршню 60 сообщается вследствие этого осуществляемое в направлении поршня аксиальное перемещение в направлении от оси паза активирующего кольца 40, и поршень, в зависимости от величины относительного перемещения между обеими гайками 20, 22, покидает находящийся в активирующем кольце 40 паз.

Это движение поршня 60 регистрируется сенсорным устройством 30.

Из-за отказа резьбового штока ниже первой гайки 20 нагрузка передается на неповрежденные витки резьбы в зоне второй гайки 22, а посредством соединительных штифтов 50 на первую гайку, в результате чего образуется вторая цепь нагрузки.

Если имеет место износ витков резьбы резьбового штока 10, то это может быть определено, если привод 100 ходового винта находится в конце своей рабочей зоны. При этом вторая гайка 22 покидает подвергаемую нагрузке зону, то есть рабочую зону 110, и находится в зоне 120 ненагруженных витков резьбы резьбового штока 10.

Возникающий между гайками 20, 22 зазор может быть зарегистрирован в виде аксиального относительного перемещения второй гайки 22.

Это относительное перемещение в аксиальном направлении между гайками 20, 22, а тем самым между активирующим кольцом 40 и сенсорным устройство 30 - как описано выше - приводит к перемещению поршня 60, которое регистрируется сенсорным устройством 30.

Если имеет место чрезмерный износ витков резьбы первой гайки 20, то это может быть зарегистрировано в любой зоне резьбового штока 10, так как износ витков резьбы первой гайки 20 относительно износа витков резьбы резьбового штока 10 приводит к перемещению гаек 20, 22 относительно друг друга, а тем самым и к перемещению активирующего кольца 40 относительно сенсорного устройства 30. Это приводит, как изложено выше, к перемещению поршня 60, которое регистрируется сенсорным устройством 30.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к приводу ходового винта. Привод содержит первую цепь нагрузки, включающую первую гайку, выполненную с возможностью введения в зацепление с резьбовым штоком, а также вторую цепь нагрузки, включающую вторую гайку, которая выполнена с возможностью введения в зацепление с резьбовым штоком и которая установлена с возможностью перемещения в аксиальном направлении резьбового штока относительно первой гайки в одном положении привода (100) ходового винта. Привод также имеет сенсорное устройство, предназначенное для регистрирования относительного перемещения между первой гайкой и второй гайкой. Технический результат заключается в повышении надежности работы ходового винта. 1 ил.

1. Привод (100) ходового винта, содержащий первую цепь нагрузки, включающую первую гайку (20), выполненную с возможностью введения в зацепление с резьбовым штоком (10), а также вторую цепь нагрузки, включающую вторую гайку (22), которая выполнена с возможностью введения в зацепление с резьбовым штоком (10) и которая установлена с возможностью перемещения в аксиальном направлении резьбового штока (10) относительно первой гайки (20) по меньшей мере в одном положении привода (100) ходового винта, причем привод (100) ходового винта имеет сенсорное устройство (30), предназначенное для регистрирования относительного перемещения между первой гайкой (20) и второй гайкой (22).

2. Привод (100) ходового винта по п.1, отличающийся тем, что вторая гайка (22), по меньшей мере, частично или полностью расположена в окруженной первой гайкой (20) зоне.

3. Привод (100) ходового винта по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, активирующий элемент, предпочтительно активирующее кольцо (40), выполненное с возможностью перемещения в аксиальном направлении ходового винта посредством аксиального перемещения второй гайки (22).

4. Привод (100) ходового винта по п.3, отличающийся тем, что активирующий элемент расположен вне окруженной первой гайкой (20) зоны.

5. Привод (100) ходового винта по п.3, отличающийся тем, что активирующий элемент установлен на обращенной от резьбового штока (10) внешней стороне первой гайки (20) с возможностью смещения.

6. Привод (100) ходового винта по п.3, отличающийся тем, что активирующий элемент посредством болта (42) проходит через выемку в первой гайке (20).

7. Привод (100) ходового винта по п.1 или 2, отличающийся тем, что сенсорное устройство (30) расположено стационарно.

8. Привод (100) ходового винта по п.1 или 2, отличающийся тем, что сенсорное устройство (30) предназначено для регистрирования перемещения поршня (60) или т.п., причем поршень (60) выполнен с возможностью перемещения между первой гайкой (20) и второй гайкой (22).

9. Привод (100) ходового винта по п.8, отличающийся тем, что поршень в нормальном режиме работы расположен в пазу соединенного со второй гайкой (22) элемента, а в случае неисправности перемещается в радиальном направлении относительно второй гайки (22).

10. Привод (100) ходового винта по п.9, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один элемент выполнен в виде активирующего элемента.

11. Привод (100) ходового винта по п.1 или 2, отличающийся тем, что первая гайка (20) соединена со второй гайкой (22), при этом обе гайки (20, 22) выполнены с фиксацией от поворотного движения относительно друг друга.

12. Привод (100) ходового винта по п.11, отличающийся тем, что содержит один или множество штифтов (50) или т.п., предназначенных для соединения обеих гаек (20, 22) друг с другом с фиксацией вращения.

13. Привод (100) ходового винта по п.1 или 2, отличающийся тем, что резьбовой шток (10) имеет рабочую зону (110), в которой во время обычной работы привода (100) ходового винта осуществляется относительное перемещение между резьбовым штоком (10) и первой гайкой (20), причем вторая гайка (22) расположена таким образом, что она, по меньшей мере, частично, находится вне рабочей зоны (110), если привод (100) ходового винта находится в своем конечном положении.

14. Привод (100) ходового винта по п.1 или 2, отличающийся тем, что он соединен с переменным в своем положении компонентом, к примеру дверцей, рулем и т.п. летательного аппарата, в частности самолета.

15. Летательный аппарат, по меньшей мере, с одним приводом (100) ходового винта по любому из пп.1-14.