RU2540226C1

RU2540226C1 - Gear reverse reducer

Info

Publication number: RU2540226C1
Application number: RU2013149157/11A
Authority: RU
Inventors: Валентин Изосимович Паюсов; Герман Михайлович Попов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-02-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: gear reverse reducer includes oil system with control pump and connecting couplings (4, 13) at output ends of the drive (2) and output (11) shafts. Couplings (14, 15, 16) with hydraulic control are build in the gear wheel (6) of the forward motion intermediate shaft (5), and in gear wheel (9) and pinion (10) of rear motion intermediate shaft (8). The rear motion intermediate shaft (8) is additionally equipped with brake friction coupling (17).

EFFECT: improved reliability of operation of gear reversing reducer with hydraulically controlled friction couplings in it, used to transfer the torque from high-speed, for example, gas turbine engine to fixed pitch propeller by reducing the relative rotation speed of the frictions in the friction couplings with hydraulic control installed in gear wheels and pinions of the reducer.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области редукторостроения, в частности к судовым зубчатым реверсивным редукторам с зубчатыми колесами и шестернями и фрикционными муфтами с гидравлическим управлением.The present invention relates to the field of gear construction, in particular to marine gear reversing gearboxes with gears and gears and hydraulic friction clutches.

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).Known marine gear reducers with gear chevron gears and wheels, where friction clutches with hydraulic control are integrated in the driven wheels of the first gear stage (see, for example, the book: “Nikolaev gas turbine engines and installations. History of creation. Publishing house. Yug-Inform” , Nikolaev, 2005, p. 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).Hydraulic multi-plate friction clutches are known that are used to connect shafts when transmitting torque from the drive shaft to the follower, where the clutch is switched on (hard-circuit friction disks) by supplying control oil to the corresponding cavity of the clutch (see, for example, book: C.N Kozhevnikov et al. “Mechanisms.” Moscow, publishing house “Engineering”, 1976, p. 405, Fig. 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.Gear reversible gearboxes are known (reverse gear reducers - RRS) for changing the direction of rotation of the propeller without reversing the engine, where the reversal of the driven (output) shaft in the RRS with external cylindrical gears is achieved by using two gear busts: one for forward gear and the other for rear, included in the work by means of disk friction clutches (see, for example, the book: V.K. Rumb et al. “Ship power plants.” St. Petersburg State Technical University, St. Petersburg, 2007, p. 151 ... 160, Fig.3.32, 3.40) - prototype.

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.The present invention solves the problem of improving the reliability of a gear reversible gear with friction clutches with hydraulic control in it, used to transmit torque from a high-speed, for example, gas turbine engine to a fixed-pitch screw, by reducing the relative rotational speeds of the friction clutches in hydraulic clutch, located in the gears and gears of the gearbox.

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.The specified technical result in a gear reversible gearbox containing a housing with an oil sump in it, bearings, a drive shaft with a gear wheel on it, an intermediate forward shaft with a gear gear installed on it and a gear wheel engaged with the gear wheel of the drive shaft with a built-in hydraulically controlled friction clutch, reverse gear intermediate shaft with gear gear mounted on it and meshed with gear wheel of front axle intermediate shaft yes with a gear wheel with a hydraulic friction clutch integrated in it, an output shaft with a gear wheel on it, which is simultaneously engaged with gears of the intermediate forward and reverse shafts, an oil system with a control pump in it and couplings at the output ends of the driving and output shafts, according to the invention is achieved by the fact that in the gear gear mounted on the intermediate reverse shaft, a friction clutch with hydraulic control is also integrated, and this shaft itself is additionally equipped with a hydraulic clutch brake clutch.

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.A distinctive feature of the present invention is that the gear wheel mounted on the intermediate reverse shaft also has a hydraulic clutch, and this shaft is additionally equipped with a hydraulic brake clutch.

Предлагаемый зубчатый реверсивный редуктор схематично представлен на фиг.1, на фиг.2 - его кинематическая схема.The proposed gear reversible gearbox is schematically presented in figure 1, figure 2 - its kinematic diagram.

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.In the housing 1 of the gearbox in the bearings (positions are not indicated in Fig. 1), a drive shaft 2 with a gear gear 3 on it and with an output end with a coupling 4 on it, an intermediate forward gear shaft 5 with a gear wheel 6 mounted on it, are located meshed with the gear 3 and the gear gear 7, the reverse reverse shaft 8 with the gear 9 mounted therein engaged with the wheel 6, and the gear 10, the output shaft 11 with the gear 12 therein engaged at the same time with gear 7 pr interstitial shaft 5 and the gear 10 of the intermediate shaft 8 and the output end to a coupling 13 thereon. In the gear wheel 6 of the intermediate shaft 5 forward, in the gear wheel 9 and the gear wheel 10 of the intermediate shaft 8 reverse gear friction clutches, respectively, 14, 15 and 16 are hydraulically controlled. The reverse reverse intermediate shaft 8 is additionally equipped with a hydraulic brake clutch 17. The oil system (lubrication) of the gearbox, including, but not limited to, a friction clutch control pump and an oil sump, is not shown in FIG.

Работает предлагаемый зубчатый реверсивный редуктор следующим образом (см. фиг.1, 2).The proposed gear reversible gearbox operates as follows (see figure 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.If necessary, the movement of the vessel, on which the proposed reversible gearbox is used, to transfer torque from a non-reversible high-speed, for example, gas turbine engine to a fixed-pitch propeller (VFS), forward (forward) is switched off (using a control pump located, for example, on gear case 1) friction clutches 15, 16 with hydraulic control (if they were included), then include a friction clutch 14 with hydraulic control integrated in the gear 6 and brake friction m Federal Customs Administration 17 with hydraulic control, mounted on the intermediate shaft 8 reverse. The torque from the power output shaft of the running engine is transmitted to the fixed-pitch propeller shaft by means of a coupling 4, a drive shaft 2, a gear wheel 3, a gear wheel 6, an intermediate forward shaft 5, a gear wheel 7, a gear wheel 12, an output shaft 11 and a coupling 13. In this case, the gear 9 meshed with the gear 6 and the gear 10 meshed with the gear 12 rotate idle in opposite directions. Their friction clutches with hydraulic control 15 and 16, respectively, are turned off, the brake friction clutch 17 with hydraulic control is turned on and the intermediate reverse shaft 8 is stationary. Therefore, the relative angular velocities of the friction clutches (the positions in Fig. 1 are not indicated) in the friction clutches 15 and 16 with hydraulic control connecting the gear 9 and the gear gear 10 with the reverse reverse intermediate shaft 8 when they are turned on, do not increase, and are equal to the angular speeds of rotation wheels 9 and gears 10, respectively. The brake friction clutch 17 on the reverse shaft 8 is necessary to prevent (when forward) its rotation (indefinite) from the impact of friction clutches rotating in opposite directions in the friction clutches 15 and 16. If the gear gear 10 were made without the friction clutch 16 in it (and, accordingly, shaft 8 is not equipped with a brake clutch 17), then the relative angular velocity of the frictions in the friction clutch 15 would be increased - equal to the sum of the angular speeds of rotation of the wheel 9 and gear 10 (rotating in the opposite other parties). Limiting the speed of rotation of the clutches relative to each other is necessary in order to avoid an excessive increase in their temperature and thereby eliminate their warping and increased wear.

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.If it is necessary to reverse the vessel, the hydraulically controlled friction clutches 14 and brake 17 are turned off, then the hydraulically controlled friction clutches 15 and 16 are integrated in the wheel 9 and gear 10 to enable the latter to be connected to the reverse reverse intermediate shaft 8. The torque from the engine power shaft is transmitted to the fixed-pitch propeller shaft by means of a coupling 4, a drive shaft 2, gear 3, a wheel 6, a wheel 9, a reverse reverse shaft 8, a gear 10, a wheel 12, an output shaft 11 and a coupling 13. In this case, the gear 7 with the intermediate forward shaft 5 on which it is mounted rotates “idle”. The relative angular velocity of the friction clutches in the hydraulic clutch 14 is equal to the sum of the angular speeds of rotation of the wheel 6 and gear 7 (rotating in opposite directions), but since the speed of rotation of the fixed-pitch propeller in reverse is approximately two times lower (engine is the reverse gear operates in a reduced mode), than the rotational speed of the fixed-pitch propeller in the forward gear, the relative speed of the friction clutches in the hydraulic friction clutch 14 in reverse gear will be invertible within.

Claims

Reversible gear reducer, comprising a housing with an oil sump in it, bearings, a drive shaft with a gear wheel on it, an intermediate forward shaft with a gear gear mounted on it and a gear wheel meshing with the gear wheel of the drive shaft with a friction clutch integrated in it hydraulically operated, reverse gear shaft with a gear mounted on it and meshed with a gear wheel of a forward gear intermediate shaft gear with built-in we have a friction clutch with hydraulic control, an output shaft with a gear wheel, which is simultaneously engaged with gears of the intermediate forward and reverse shafts, an oil system with a control pump in it and couplings at the output ends of the drive and output shafts, characterized in that a gear wheel mounted on the intermediate reverse shaft also has a hydraulic friction clutch, and this shaft is additionally equipped with a hydraulic brake friction clutch cal control.