Комплект совмещенных муфт Российский патент 2023 года по МПК F16D47/02 F16D13/42 B64C27/14 

Использование: для управляемой передачи крутящего момента от двигателя к главному редуктору вертолёта.

Сущность: Предлагаемый комплект совмещённых муфт позволяет постоянно управлять усилием сжатия пластин муфты сцепления, лишен необходимости контроля, обслуживания и замены выжимного подшипника и обеспечивает компенсацию не только угловых, но и поступательных поперечных смещений двигателя относительно главного редуктора вертолёта.

Изобретение относится к области авиастроения и может быть использовано в трансмиссиях сверхлёгких пилотируемых и беспилотных вертолётов.

Известна установка, патент РФ №2559676, опубликован 10.08.2015 г., вал двигателя соединен с полумуфтой, имеющей пазы, выполненные с криволинейными стенками и расположенные параллельно ее оси, в которых расположены пакеты, составленные из плоских пружин, связанные с ведомой полумуфтой, соединенной с возможностью свободного относительного вращения с ведущим валом редуктора, жестко соединенным с барабаном, храповым колесом, выполненным на его внутреннем торце, зубья которого расположены с возможностью зацепления с аналогичными зубьями, выполненными на буксе, связанной с ведомой полумуфтой цилиндрическим шлицевым соединением и имеющей проточку, причем на внешней цилиндрической поверхности размещено водило с осевыми пазами, в которых расположены соответствующие зубья буксы в виде шпонок, в упомянутом водиле выполнен внутренний пустотелый цилиндрический выступ, наружная поверхность которого оснащена кольцевым гребнем, кроме того, на наружной поверхности расположены колодки с проточками для гребня, снабженные на наружной поверхности осевыми пазами, имеющие возможность контакта с зубьями вилки, связанными жестко с водилом, а между названными зубьями вилки и пазами колодок установлены пружины дугообразной формы, кроме того, между водилом и буксой установлены пружины, имеющие возможность опоры на соответствующие торцы водила и буксы. Использование храпового зацепления для реализации муфты свободного хода делает устройство очень шумным при малейшем падении оборотов двигателя и значительным ударным нагрузкам на детали агрегата, кроме того конструкция механизма отвечающая за компенсацию взаимных перемещений двигателя и главного редуктора не снижает значительных нагрузок на опорные подшипники входного вала главного редуктора, что приведет к снижению их ресурса или потребует их переразмеривания, а значит увеличения массы.

Известна установка, патент RU 2636449 C1, 23.11.2017 г., трансмиссия вертолета, включающая вал двигателя, соединенный с ведущим валом редуктора несущего винта посредством управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты, где управляемая муфта сцепления выполнена в виде ведущего фланца, закрепляемого на валу двигателя ступицей, соединенного направляющими элементами с упорным диском, фланец в сторону упорного диска имеет опорную втулку, на которой коаксиально установлена ведомая втулка, фиксированная в осевом направлении и проворачивающаяся в свободном состоянии относительно ведущей втулки, снаружи ведомой втулки с одного конца выполнены пазы, а с другой установлена обгонная муфта, между ведущим фланцем и упорным диском размещены с возможностью свободного осевого перемещения по направляющим элементам ведущие металлические диски и подпружиненный в сторону упорного диска нажимной диск, соединенный с управляемым приводом, между ведущими металлическими дисками размещены ведомые фрикционные диски с возможностью их свободного осевого перемещения по пазам на наружной поверхности ведомой втулки, закрепляемая на валу редуктора своей ступицей компенсационная муфта имеет фланец, соединенный упругими элементами с фланцем своей ведущей полумуфты, на внутреннем диаметре которой закреплена по своему наружному диаметру обгонная муфта. Конструкция муфты предполагает обеспечение постоянного сцепления. Только на момент запуска двигателя муфта выводится из сцепления, освобождая стартер силовой установки от необходимости раскручивать еще главный редуктор с несущей системой. Преимущество такого решения в обеспечении большего ресурса выжимного подшипника, так как он нагружен только в короткие периоды запуска и прогрева двигателя. Недостатки такой конструкции в невозможности обеспечить сжатие дисков сцепления во время полёта в случае ослабления предлагаемых пакетов пружинных шайб и в потребности разбирать все устройство для замены выжимного подшипника, а это работы по полному демонтажу, а затем монтажу с настройкой взаимного положения агрегатов трансмиссии и силовой установки. Кроме того, идентична предыдущему примеру проблема с воздействием поперечных перемещений поршневого двигателя на главный редуктор. Также, реализация муфты свободного хода на кассетной основе без дополнительных опорных подшипников маловероятна. Рассмотренное проектировочное решение аналогично конструкции предлагаемого изобретения и по совокупности существенных признаков и технической сущности наиболее близко к нему и выбрано поэтому в качестве прототипа.

Предлагаемое изобретение позволяет постоянно управлять усилием сжатия пластин муфты сцепления, обеспечивает простоту контроля состояния и замены выжимного подшипника и обеспечивает компенсацию не только угловых, но и поступательных поперечных смещений двигателя относительно главного редуктора, с одновременным снижением веса и габаритов агрегатов трансмиссии вертолёта.

Такой результат обеспечивается тем, что исполнительный механизм (не является предметом настоящего изобретения) при помощи тяги, проходящей внутри полого вала редуктора двигателя, постоянно сжимает пакет дисков муфты сцепления после запуска и прогрева двигателя, а в случае поступления сигнала о превышении скорости вращения вала двигателя над скоростью вращения входного вала главного редуктора имеет возможность увеличить усилие сжатия пакета дисков в любом режиме полёта, выжимной подшипник (не является предметом настоящего изобретения) муфты сцепления вынесен за её пределы для облегчения регламентных и ремонтных работ, а компенсационная муфта состоит из двух разнесённых идентичных необслуживаемых устройств на основе упругих элементов надетых на пальцы вкрученные во фланцы муфты. Такая конструкция позволяет компенсировать не только угловые, но и поступательные смещение двигателя относительно главного редуктора. Муфта свободного хода оборудована опорными подшипниками, обеспечивающими работу кулачковой кассеты.

Таким образом, по сравнению с ближайшим аналогом данное изобретение обладает новизной, причем совокупность отличительных признаков не следует явным для специалиста образом из источников, соответствующих уровню современной техники. Что касается промышленной применимости, то она доказывается приведенным ниже описанием и перспективой применения предлагаемого изобретения в одном из проектов. Следовательно, данное изобретение соответствует условиям патентоспособности.

На фиг.1 показан общий вид совмещенного комплекта муфт.

На фиг.2 показано сечение совмещенного комплекта муфт

На фиг.3 показано сечение муфты сцепления.

На фиг.4 показан общий вид сборной цапфы муфты сцепления.

На фиг.5 показан сборный шток.

На фиг.6 показан внешний вид ведущего диска муфты сцепления с антифрикционными накладками от муфты сцепления автомобиля Ока.

На фиг.7 показан внешний вид ведомого диска муфты сцепления.

На фиг.8 показан внешний вид вала компенсационной муфты с пальцами и упругими элементами на его фланцах.

На фиг.9 показано сечение муфты свободного хода.

На фиг. 10 показан внешний вид кассеты муфты свободного хода стороннего поставщика и конфигурация базового кулачка.

Обозначение комплектующих на иллюстрациях:

1- Фланец;

2- ось;

3- стержень - направляющая;

4- кольцо;

5- распределяющий диск;

6- диск ведущий;

7- диск ведомый;

8- распределяющий диск;

9- ступица;

10- направляющий аппарат - водило;

11- подшипник;

12- подшипник;

13- тяга;

14- паук;

15- толкатель;

16- упругий элемент;

17- палец;

18- вал;

19- приемный фланец;

20- цапфа;

21- кассета кулачковая;

22- подшипник;

23- подшипник;

24- втулка шлицевая;

Комплект совмещенных муфт имеет следующую последовательность агрегатов - управляемая муфты сцепления, компенсационная муфта и муфта свободного хода. Управляемая муфта фрикционного сцепления выполнена в виде закрепляемой на фланце двигателя сборной цапфы соединительные стержни (3) которой выполняют функцию направляющих для свободного перемещения ведущих дисков сцепления(6), а также ведомых дисков сцепления (7) свободно перемещающихся вдоль пазов свободно вращающейся ступицы(9), составного штока обеспечивающего сжатие пакета ведущих и ведомых дисков. Направляющий аппарат (10) толкателей (15) паука (14) является водилом компенсационной муфты. Основной частью компенсационной муфты является вал (18) с закреплёнными на его фланцах пальцами (17) и надетыми на пальцы упругими элементами. Другая сторона компенсационной муфты передаёт крутящий момент на приёмный фланец (19) муфты свободного хода и если ее угловая скорость вращения не меньше угловой скорости шлицевой втулки (24) муфты свободного хода передает крутящий момент главному редуктору.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Комплект совмещённых муфт состоит из дисковой муфты сцепления сухого типа с управляющей тягой, пропущенной через полый вал редуктора двигателя, компенсационной муфты с закреплёнными на фланцах пальцами с надетыми на них упругими элементами и муфты свободного хода. Муфта сцепления выполнена с возможностью кинематического взаимодействия с выжимным подшипником, находящимся за пределами муфты сцепления. Тяга обеспечивает постоянное сжатие пакета дисков муфты сцепления после запуска и прогрева двигателя. Компенсационная муфта является двусторонней и имеет возможность компенсировать и угловые, и поступательные поперечные смещения двигателя. Достигается компенсация смещения двигателя. 10 ил.

Комплект совмещённых муфт, состоящий из дисковой муфты сцепления сухого типа с управляющей тягой, пропущенной через полый вал редуктора двигателя, компенсационной муфты с закреплёнными на фланцах пальцами с надетыми на них упругими элементами и муфты свободного хода, отличающийся тем, что муфта сцепления выполнена с возможностью кинематического взаимодействия с выжимным подшипником, находящимся за пределами муфты сцепления, благодаря тяге, обеспечивающей постоянное сжатие пакета дисков муфты сцепления после запуска и прогрева двигателя, а компенсационная муфта является двусторонней, поэтому имеющей возможность компенсировать и угловые, и поступательные поперечные смещения двигателя.