ЗУБЧАТЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ РЕДУКТОР Российский патент 2015 года по МПК F16H3/93 B63H23/06 

Предлагаемое изобретение относится к области редукторостроения, в частности к судовым зубчатым реверсивным редукторам с зубчатыми колесами и шестернями и фрикционными муфтами с гидравлическим управлением.

Известны судовые зубчатые редукторы с зубчатыми шевронными шестернями и колесами, где в ведомых колесах первой ступени передачи встроены фрикционные муфты с гидравлическим управлением (см., например, книгу: «Николаевские газотурбинные двигатели и установки». История создания. Изд. «Юг-Информ», г. Николаев, 2005 г., стр.193).

Известны фрикционные многодисковые муфты с гидравлическим управлением, используемые для соединения валов при передаче крутящего момента с ведущего вала на ведомый, где включение муфты (жесткое замыкание фрикционных дисков) осуществляют подачей в соответствующие полости муфты управляющего масла (см., например, книгу: С.Н. Кожевников и др. «Механизмы». Москва, изд. «Машиностроение», 1976 г., стр.405, рис.6.55).

Известны зубчатые реверсивные редукторы (реверс-редукторные передачи - РРП) для изменения направления вращения гребного винта без реверсирования двигателя, где реверсирование ведомого (выходного) вала в РРП с внешними цилиндрическими зацеплениями достигается применением двух переборов шестерен: одного - для переднего хода, другого - для заднего, включаемых в работу посредством дисковых фрикционных муфт (см., например, книгу: В.К. Румб и др. «Судовые энергетические установки». С.-Петербургский ГМТУ, С.-Пб, 2007 г., стр.151…160, рис.3.32, 3.40) - прототип.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности работы зубчатого реверсивного редуктора с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением в нем, используемого для передачи крутящего момента от высокооборотного, например, газотурбинного, двигателя на винт фиксированного шага, путем снижения относительных скоростей вращения фрикционов в фрикционных муфтах с гидравлическим управлением, размещенных в зубчатых колесах и шестернях редуктора.

Указанный технический результат в зубчатом реверсивном редукторе, содержащем корпус с масляным картером в нем, подшипники, ведущий вал с зубчатой шестерней на нем, промежуточный вал переднего хода с установленными на нем зубчатой шестерней и находящимся в зацеплении с зубчатой шестерней ведущего вала зубчатым колесом с встроенной в нем фрикционной муфтой с гидравлическим управлением, промежуточный вал заднего хода с установленными на нем зубчатой шестерней и находящимся в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала переднего хода зубчатым колесом с встроенной в нем фрикционной муфтой с гидравлическим управлением, выходной вал с зубчатым колесом на нем, находящимся одновременно в зацеплении с зубчатыми шестернями промежуточных валов переднего хода и заднего хода, маслосистему с насосом управления в ней и соединительные муфты на выходных концах ведущего и выходного валов, согласно изобретению достигается тем, что в зубчатой шестерне, установленной на промежуточном вале заднего хода, также встроена фрикционная муфта с гидравлическим управлением, а сам этот вал дополнительно оснащен тормозной фрикционной муфтой с гидравлическим управлением.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что в зубчатой шестерне, установленной на промежуточном вале заднего хода, также встроена фрикционная муфта с гидравлическим управлением, а сам этот вал дополнительно оснащен тормозной фрикционной муфтой с гидравлическим управлением.

Предлагаемый зубчатый реверсивный редуктор схематично представлен на фиг.1, на фиг.2 - его кинематическая схема.

В корпусе 1 редуктора в подшипниках (на фиг.1 позиции не обозначены) размещены ведущий вал 2 с зубчатой шестерней 3 на нем и с выходным концом с соединительной муфтой 4 на нем, промежуточный вал 5 переднего хода с установленными на нем зубчатым колесом 6, находящимся в зацеплении с шестерней 3, и зубчатой шестерней 7, промежуточный вал 8 заднего хода с установленными на нем зубчатым колесом 9, находящимся в зацеплении с колесом 6, и зубчатой шестерней 10, выходной вал 11 с зубчатым колесом 12 на нем, находящимся одновременно в зацеплении с шестерней 7 промежуточного вала 5 и шестерней 10 промежуточного вала 8, и с выходным концом с соединительной муфтой 13 на нем. В зубчатом колесе 6 промежуточного вала 5 переднего хода, в зубчатом колесе 9 и зубчатой шестерне 10 промежуточного вала 8 заднего хода встроены фрикционные муфты, соответственно, 14, 15 и 16 с гидравлическим управлением. Промежуточный вал 8 заднего хода дополнительно оснащен тормозной фрикционной муфтой 17 с гидравлическим управлением. Маслосистема (смазки) редуктора, включающая в себя, помимо прочего, насос управления фрикционными муфтами и масляный картер, на фиг.1 не показана.

Работает предлагаемый зубчатый реверсивный редуктор следующим образом (см. фиг.1, 2).

При необходимости движения судна, на котором для передачи крутящего момента от нереверсивного высокооборотного, например, газотурбинного, двигателя к гребному винту фиксированного шага (ВФШ) применен предлагаемый реверсивный редуктор, вперед (передний ход) выключают (с помощью насоса управления, размещенного, например, на корпусе 1 редуктора) фрикционные муфты 15, 16 с гидравлическим управлением (если они были включены), затем включают встроенную в зубчатое колесо 6 фрикционную муфту 14 с гидравлическим управлением и тормозную фрикционную муфту 17 с гидравлическим управлением, установленную на промежуточном вале 8 заднего хода. Крутящий момент от силового выходного вала работающего двигателя при этом передается на вал гребного винта фиксированного шага посредством муфты 4, ведущего вала 2, зубчатой шестерни 3, зубчатого колеса 6, промежуточного вала 5 переднего хода, зубчатой шестерни 7, зубчатого колеса 12, выходного вала 11 и соединительной муфты 13. При этом зубчатое колесо 9, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом 6, и зубчатая шестерня 10, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 12, вращаются «вхолостую» в противоположных направлениях. Их фрикционные муфты с гидравлическим управлением 15 и 16, соответственно, выключены, тормозная фрикционная муфта 17 с гидравлическим управлением включена и промежуточный вал 8 заднего хода неподвижен. Поэтому относительные угловые скорости фрикционов (позиции на фиг.1 не обозначены) в фрикционных муфтах 15 и 16 с гидравлическим управлением, соединяющих при их включении зубчатое колесо 9 и зубчатую шестерню 10 с промежуточным валом 8 заднего хода, не увеличиваются, и равны угловым скоростям вращения колеса 9 и шестерни 10, соответственно. Тормозная фрикционная муфта 17 на вале 8 заднего хода необходима, чтобы исключить (при переднем ходе) его вращение (неопределенное) от воздействия на него вращающихся в противоположные стороны фрикционов в фрикционных муфтах 15 и 16. Если бы зубчатая шестерня 10 была выполнена без фрикционной муфты 16 в ней (и, соответственно, вал 8 не оснащен тормозной муфтой 17), то относительная угловая скорость фрикционов в фрикционной муфте 15 была бы увеличенной - равной сумме угловых скоростей вращения колеса 9 и шестерни 10 (вращающихся при этом в противоположные стороны). Ограничение скорости вращения фрикционов относительно друг друга необходимо для того, чтобы избежать чрезмерного повышения их температуры и тем самым исключить их коробление и повышенный износ.

При необходимости заднего хода судна выключают фрикционные муфты с гидравлическим управлением 14 и тормозную 17, затем включают фрикционные муфты 15 и 16 с гидравлическим управлением, встроенные в колесо 9 и в шестерню 10 для возможности соединения последних с промежуточным валом 8 заднего хода. Крутящий момент от силового вала двигателя при этом передается на вал гребного винта фиксированного шага посредством муфты 4, ведущего вала 2, шестерни 3, колеса 6, колеса 9, промежуточного вала 8 заднего хода, шестерни 10, колеса 12, выходного вала 11 и соединительной муфты 13. При этом шестерня 7 с промежуточным валом 5 переднего хода, на котором она установлена, вращаются «вхолостую». Относительная угловая скорость фрикционов в фрикционной муфте 14 с гидравлическим управлением при этом равна сумме угловых скоростей вращения колеса 6 и шестерни 7 (вращающихся в противоположные стороны), но так как частота вращения винта фиксированного шага на заднем ходе судна примерно в два раза ниже (двигатель на заднем ходе работает в пониженном режиме), чем частота вращения винта фиксированного шага на переднем ходе, то и относительная скорость фрикционов в фрикционной муфте 14 с гидравлическим управлением на заднем ходе будет в допустимых пределах.

Изобретение относится к судовым редукторным установкам. Зубчатый реверсивный редуктор содержит маслосистему с насосом управления в ней и соединительные муфты (4, 13) на выходных концах ведущего (2) и выходного (11) валов. В зубчатом колесе (6) промежуточного вала (5) переднего хода, в зубчатом колесе (9) и зубчатой шестерне (10) промежуточного вала (8) заднего хода встроены муфты (14, 15, 16) с гидравлическим управлением. Промежуточный вал (8) заднего хода дополнительно оснащен тормозной фрикционной муфтой (17). Изобретение направлено на повышение надежности работы зубчатого реверсивного редуктора с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением в нем, используемого для передачи крутящего момента от высокооборотного, например газотурбинного двигателя, на винт фиксированного шага, путем снижения относительных скоростей вращения фрикционов в фрикционных муфтах с гидравлическим управлением, размещенных в зубчатых колесах и шестернях редуктора. 2 ил.

Зубчатый реверсивный редуктор, содержащий корпус с масляным картером в нем, подшипники, ведущий вал с зубчатой шестерней на нем, промежуточный вал переднего хода с установленными на нем зубчатой шестерней и находящимся в зацеплении с зубчатой шестерней ведущего вала зубчатым колесом с встроенной в нем фрикционной муфтой с гидравлическим управлением, промежуточный вал заднего хода с установленными на нем зубчатой шестерней и находящимся в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала переднего хода зубчатым колесом с встроенной в нем фрикционной муфтой с гидравлическим управлением, выходной вал с зубчатым колесом, находящимся одновременно в зацеплении с зубчатыми шестернями промежуточных валов переднего хода и заднего хода, маслосистему с насосом управления в ней и соединительные муфты на выходных концах ведущего и выходного валов, отличающийся тем, что в зубчатой шестерне, установленной на промежуточном вале заднего хода, также встроена фрикционная муфта с гидравлическим управлением, а сам этот вал дополнительно оснащен тормозной фрикционной муфтой с гидравлическим управлением.