Редуктор газотурбинного двигателя Советский патент 1987 года по МПК F02C7/36 F16H1/22 

Изобретение относится к двигателестрое- нию, в частности к турбостроению.

Целью изобретения является повышение надежности и нагрузочной способности за счет кинематической связи турбокомпрессора с наименее нагруженным валом редуктора и повышения качества при сборке.

На фиг. 1 изображен предлагаемый редуктор, разрез; на фиг. 2 - кинематическая схема редуктора; на фиг. 3 - узел редуктора, предварительно собранный для совместной обработки крепежных отверстий.

Редуктор газотурбинного двигателя содержит корпус 1, в котором расположены ведущая шестерня 2, соединенная с валом 3 тяговой турбины 4 торсионом 5, зубчатое колесо 6. закрепленное на выходном валу 7, расположепном соосно валу 3, муфту 8 связи вала 3 тяговой турбины 4 и вала 9 турбокомпрессора 10 и расположенный на ведомой по отно1пению привода тяговой турбины полумуфте 11 муфты 8 зубчатый венец 12, зацепленый с шестерней 13, кинемати- чсч ки связанной с валом 9 турбоко.мпрес- сора 10 торсионом 14. Редуктор снабжен допо. шительным зубчатым венцом 15, расположенным на ведущей со стороны тяговой Турбины полумуфте 16 муфты 8, и двумя парами зубчатых колес 17-20. Первая пара зубчатых колес 17 и 18 зацеплена с ведущей н естерней 2, а вторая пара колес 19 и 20 -- с зубчатым колесом 6, закренлен- на выходном валу 7. Зубчатые колеса 17 и 18 первой пары соединены торсио- нами 21 с зубчатыми колесами 19 и 20 второй пары (их валы не обозначены) и кинематически связаны с дополнительным зубчатым венцо.м 15, расположенным на ведущей полумуфте 16 муфты 8. В приведенном примере конкретного выполнения редуктора кинематическая связь первой пары зубчатых колес 17 и 18с зубчатым венцом 15 вы.пол- нена через дополнительную третью пару зубчатых колес 22 и 23, закрепленных на одних валах 24 с зубчатыми колесами 17 и 18 первой 1ары и входящих в зацепление с зубчатым венцом 15. При сборке редуктора для обеспечения требуемых боковых зазоров в зацеплениях осуществляют предварительную установку относительного положения зубчатых колес 22, 23 и 17, 18, при этом дополнительные зубчатые колеса 22 и 23 имеют возможность углового перемещения относительно зубчатых колес 17 и 18. При предварительной сборке зубчатые колеса удерживаются друг относительно друга под определенным усилием посредством пружин 25, устанавливаемых в гнездах пажим- ных втулок 26, которые удерживаются от осевого перемещения упорными кольцами 27 (фиг. 3). Перед окончательной сборкой данный узел устанавливают в корпус редуктора, валы проворачивают под некоторым усилием, че.ад обеспечивается выборка боковых зазоров как по линии силового зацепления, так и по линии Привода .муфты. После этого узел без разборки выни.мают из корпуса редуктора и обрабатывают кре- пежные отверстия в зубчатых колесах. После обработки крепежпых отверстий пружины 25, нажимные втулки 26 и упорные кольца 27 удаляют и производят окончательную сборку редуктора. Возможность углового перемещения при сборке зубчатых колес 22 и 23 0 относительно зубчатых колес 17 и 18 можно также обеспечить введением эллипсных крепежных отверстий в зубчатых колесах.

Управление муфтий 8 осуществляется гид- ро.механическим или другим известным уст- с ройством системы управления газотурбинным двигателем (не показано).

Редуктор работает следующим образом.

На тяговых режимах крутящий момент

с вала 3 тяговой турбины 4 передается

через торсион 5 па ведущую шестерню 2,

0 затем на зубчатые колеса 17 и 18, торсионы

2 К зубчатые колеса 19 и 20 и зубчатое

колесо 6, закреплепное на выходном валу 7.

Ведущая 16 и ведомая 1 1 полумуфты муфты

8 разомкнуты, и зубчатые вепцы 15 и 12 вра(. щаются вхолостую.

На режимах подкрутки тяговой турбины турбокомпрессором ведущая и ведо.мая полу- муфты муфты замкнуты между собой, часть мощности передается на выходной вал аналогично описанному, а часть ее - от Q вала 9 турбокомпрессо ра И) через кинематически связанную с ним шестерню 13, зубчатый венец 12 на зубчатый венец 15, зубчатые колеса 22 и 23, 17 и 18, на ведущую шестерню 2 и через торсион 5 на вал 3 тяговой турбины.

с В режимах торможения выходного вала турбокомпрессором муфта замкнута, крутящий момепт передается от выходного вала 7 через зубчатое колесо 6, зубчатые колеса 19 и 20, торсионы 21 па валы 24. Далее крутящий момент передается по двум направ- 0 лениям. Через зубчатые колеса 17 и 18 и ведущую шестерню -2 крутящий момент передается на тореион 5 и тяговую турбины 4, а через дополнительные зубчатые колеса 22 и 23 и зубчатый венец 15 - па .муфту 8, торсион 14 и далее на вал 9 турбокомпрессора 10.

На режиме торможения вала тяговой турбины турбокомпрессором при отключенной полезной нагрузке крутящий момент с вала 3 тяговой турбины передается через тор- Q СИОН 5, ведущую шестерню 2, зубчатые колеса 17, 18 и 22, 23 на зубчатый венец 15, далее на муфту 8 и вал 9 турбокомпрессора.

Наличие в редукторе пары зубчатых колес 17 и 18, одновременно зацепленных 5 с ведущей щестерней 2 и кинематически связанных с дополнительным зубчатым венцом 15, расположеннь м на ведущей полумуфте муфты, а также наличие пары

зубчатых колес 19 и 20, одновременно закрепленных с зубчатым колесом б, расположенным на выходном валу 7, позволяет уменьшить передаточное отношение ступеней и в результате сократить габариты редуктора, уменьшить нагрузку на зацепления и на подшипники, что повышает несущую способность редуктора. Торсионное соединение зубчатых колес 17, 18 и 19, 20 позволяет уменьшить динамические нагрузки в зацеплениях и подшипниках. Одновременное зацепление зубчатого венца 15 с дополнительными зубчатыми колесами 22 и 23 уменьшает нагрузку на соответствующие зацепления и подшипники по линии привода муфты связи валов. Кроме этего, повышению несушей способности редуктора способствует возможность углового перемещения при сборке зубчатых колес 17 и 22, 18 и 23 друг относительно друга, что позволяет установить требуемые боковые зазоры в зацеплениях. Уменьшение радиальных габаритов редуктора и повышение его несушей способности обуславливают в итоге умень0

0

шение материалое.мкости и повышение ресурса и надежности работы редуктора.

Формула изобретения

Редуктор газотурбинного двигателя, содержащий корпус, расположенные R нем ведущую шестерню, связываемую с валом тяговой турбины, зубчатое колесо, закрепленное на выходно.м валу, и муфту, имеющую зубчатый венец на ведомой полумуфте для кинематической связи с турбокомпрессором, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности и нагрузочной способности, он снабжен двумя парами зубчатых колес с валами, связанными торсионами, первая пара зубчатых колес связана с ведущей щес- терней, вторая - с зубчатым колесом выходного вала, третьей парой зубчатых колес, размещенной на валах первой пары, первая и третья пары соединены с валами с возможностью окружного перемещения и фиксации, а ведущая полумуфта кинематически связана с третьей парой зубчатых колес.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к турбостроению. Целью изобретения является ао- вышение надежности и нагрузочной способности путем одновременного зацепления первой пары зубчатых колес с ведущей шестерней 2, связанной с валом 3 тяговой турбины 4, одновременного зацепления второй пары зубчатых колес с зубчатым колесом 6, закрепленным на выходном валу 7, а также соединения зубчатых колес первой и второй пар торсионом 21 и одновременного зацепления третьей пары зубчатых колес, закрепленных на одних валах 24 с первой парой зубчатых колес, с зубчатым венцом 15 .муфты 8 связи валов тяговой турбины и турбокомпрессора, причем зубчатые колеса третьей пары установлены с возможностью углового перемещения и фиксации при сборке относительно зубчатых колес первой пары. Муфта связи валов тяговой турбины и турбокомпрессора, управляе.мая известными устройствами системы управления газотурбинными двигателями, включает также ведомый зубчатый венец 12, зацепленный с щестерней 13, кинематически связанной с вало.м турбокомпрессора, и работает на всех режимах двигателя, кроме тягового,когда крутящий момент с вала 3 тяговой турбины 4 передается через торсион 5 на ведущую щестерню 2, затем на первую пару зубчатых колес, торсионы 21, вторую пару зубчатых колес и на зубчатое колесо 6. 3 ил. 6 (С (Л со О1 ю о со S %г./

Фиг. 2

27

Фиг.З