Редуктор приводу генератора

Реферат: Редуктор приводу генератора містить безпосередньо редуктор, що включає корпус із поперечним розніманням, вхідний і вихідний вали, що є співвісними, багатопотокову двоступінчасту зубчату передачу з косозубими циліндричними колесами, а також коробку приводів, що виконана з можливістю відбору потужності для приводу агрегатів життєзабезпечення редуктора і додаткових агрегатів. Зубчата передача містить установлену на вхідному валу ведучу шестірню, що перебуває в зачепленні із проміжними зубчатими колесами першого та другого ступенів, нерухомо посаджених на жорстких проміжних валах, проміжні колеса другого ступеня знаходяться в зачепленні з веденим зубчатим колесом, встановленим на вихідному валу. На одному із проміжних валів закріплене ведуче колесо коробки приводів. Редуктор оснащений гідравлічною системою рівномірного розподілу потужності по потоках (ГСРП), що виконана у вигляді гідравлічних циліндрів, з'єднаних із проміжними валами за допомогою штовхачів і кулькових радіально-упорних підшипників, при цьому всі циліндри з'єднані маслопроводом і підключені до маслонасоса ГСРП, що зв'язаний з коробкою приводів, а в одному із циліндрів виконаний канал для скидання масла у внутрішню порожнину редуктора. Вхідний вал 3 установлений у корпусі редуктора на двох радіально-упорних підшипниках 11 і 12. Другий підшипник жорстко встановлений на валу, а перший підшипник установлений на плаваючій втулці 27. Між обоймами підшипників розташований корпус 25 з радіально встановленими в ньому гідроциліндрами 26, які упираються в плаваючу втулку 27. Плаваюча втулка зафіксована від прокручування, а гідроциліндри з'єднані з маслопроводами ГСРП. UA 92689 U (54) РЕДУКТОР ПРИВОДУ ГЕНЕРАТОРА UA 92689 U UA 92689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області двигунобудовання і може бути використана як редуктор силової установки, наприклад для пересувної електростанції. Редуктор призначений для приводу електрогенератора з максимальною потужністю 7200 кВт і високою частотою обертання (3000 об/хвил. і 1500 об/хв.). 6 Відомий редуктор газотурбінного двигуна [Патент РФ 2106508, МПК F02C 7/36, опубл. 10.03.1998р.], що містить корпус із поперечним розніманням, приводний і вихідний вали, двоступінчасту багатопотокову зубчасту передачу, виконану із циліндричних шевронних зубчастих коліс, перший і другий ступені редуктора, з'єднані між собою торсіонами. Торсіони зубчастих коліс виконані з різною кількістю шліц, що є простими числами, при цьому зубчасті колеса встановлені на підшипниках кочення, а приводний і вихідний вали - на кулькових радіально-упорних підшипниках. Радіально-упорні підшипники навантажені в осьовому напрямку пружинними механізмами. Недоліками відомого редуктора є те, що він не є автономним, а також те, що використання торсіонних валів не забезпечує в повному обсязі рівномірність розподілу потужності по потоках багатопотокового редуктора. Прототипом заявленого редуктора є редуктор приводу генератора [Конструкторська документація "Газотурбінна електростанція ЭГ-6000", складальне креслення і специфікація редуктора РС-6/3, ГП "Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро "Прогрес" ім. академіка О.Г. Івченко", Україна]. Кінематична схема редуктора являє собою простий двоступінчастий перебір з косозубими циліндричними зубчастими колесами, співвісним розташуванням вхідного та вихідного валів, передачею потужності чотирма потоками. Редуктор є автономним і оснащений індивідуальною коробкою приводів агрегатів життєзабезпечення редуктора з можливістю додаткового відбору потужності для приводу додаткових агрегатів. Редуктор обладнаний гідравлічною системою розподілу потужності для забезпечення рівномірного поділу переданої потужності по 4-х потоках і для контролю потужності. Редуктор призначений для передачі великої потужності і для роботи на високих обертах. Однак при передачі великої потужності виникає велике осьове зусилля в косозубому зачепленні та відповідно необхідне застосування великогабаритного радіально-упорного підшипника в конструкції опори вхідного вала. З іншого боку максимально можливі робочі оберти великогабаритних підшипників набагато менше, ніж частота обертання вхідного валу редуктора, що приводить до передчасного виходу їх з ладу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення редуктора приводу генератора, у якому шляхом модифікації конструкції підшипникової опори вхідного вала, забезпечується рівномірний розподіл осьової сили від косозубого зачеплення між двома підшипниками, у результаті чого забезпечується працездатність підшипників і в цілому підвищується надійність редуктора. Поставлена задача вирішується шляхом удосконалення редуктора приводу генератора, який містить безпосередньо редуктор, що включає корпус із поперечним розніманням, вхідний і вихідний вали, які є співвісними, багатопотокову двоступінчасту зубчасту передачу з косозубими циліндричними колесами, а також коробку приводів агрегатів життєзабезпечення редуктора, виконану з можливістю відбору потужності для приводу додаткових агрегатів. Зубчаста передача містить установлену на вхідному валу ведучу шестірню, що перебуває в зачепленні із проміжними зубчастими колесами першого і другого ступенів, нерухомо посаджених на жорстких проміжних валах, проміжні колеса другого ступеня знаходяться в зачепленні з веденим зубчастим колесом, встановленим на вихідному валу, при цьому на одному із проміжних валів закріплене ведуче колесо коробки приводів. Редуктор оснащений гідравлічною системою рівномірного розподілу потужності по потоках (далі по тексту ГСРП), що виконана у вигляді гідравлічних циліндрів, пов'язаних із проміжними валами за допомогою штовхачів і кулькових радіально-упорних підшипників, при цьому всі циліндри з'єднані маслопроводом і підключені до маслонасоса ГСРП, що встановлений на коробці приводів, а в одному із циліндрів виконаний канал для скидання масла у внутрішню порожнину редуктора. Відповідно до корисної моделі, вхідний вал 3 встановлений у корпусі редуктора на двох радіально-упорних підшипниках 11 і 12, при цьому другий підшипник жорстко встановлений на валу, а перший підшипник установлений на плаваючій втулці 27, між обоймами підшипників установлений корпус 25 з радіально встановленими в ньому гідроциліндрами 26, що упираються в плаваючу втулку 27, при цьому плаваюча втулка зафіксована від провертання, а гідроциліндри з'єднані з маслопроводами ГСРП. Плаваюча втулка з гідроциліндрами, що застосовані в опорі підшипника вхідного вала є пристроєм для рівномірного розподілу осьової сили від косозубого зачеплення між двома 1 UA 92689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підшипниками. Пристрій дозволив створити додаткове осьове зусилля залежно від крутного моменту переданого редуктором за допомогою переміщення гідравлічних циліндрів. Це забезпечує працездатність підшипників і в цілому підвищує надійність редуктора. У конкретному варіанті реалізації корисної моделі коробка приводів розташована в нижній частині редуктора і містить корпус із установленими в ньому на підшипниках зубчастими колесами приводу агрегатів. На корпусі за допомогою перехідників закріплені агрегати життєзабезпечення редуктора, що включають повітровіддільник системи змащення редуктора, маслонасос ГСРП, маслоагрегат. Також на корпусі розміщено масляний фільтр. Крім цього у конкретній формі реалізації корисної моделі запропоновано два з можливих варіантів виконання редуктора: редуктор для узгодження частоти обертання силової турбіни ГТП 8560 об/хв. і електрогенератора 3000 об/хв., у якому передатне відношення становить і = 2,855; редуктор для узгодження частоти обертання силової турбіни ГТП 8560 об/хв. і електрогенератора 1500 об/хв., у якому передатне відношення становить і = 5,71. Суть корисної моделі пояснюється наступними кресленнями. Фігура 1 - кінематична схема редуктора з коробкою приводів. Фігура 2 - поздовжній розріз редуктора по одному із проміжних валів. Фігура 3 - розріз по блоку другого ступеня із ГСРП. Заявлений редуктор приводу генератора (фіг. 1) являє собою редуктор 1, що передає потужність від ротора силової установки до ротора генератора, який оснащений індивідуальною коробкою приводів 2 і розміщеними на ній агрегатами життєзабезпечення редуктора та місцями додаткового відбору потужності. Схема редуктора 1 являє собою косозубу зубчасту передачу з передачею потужності чотирма потоками, що складається із вхідного та вихідного валів 3, 4, що є співвісними, ведучої шестірні 5, зубчастих коліс 6, 7 першого і другого ступеня, установлених на проміжних валах 8, веденого зубчастого колеса 9. Передатне відношення редуктора для узгодження частоти обертання силової турбіни ГТП 8560 об/хв. і електрогенератора 3000 об/хв. становить і = 2,855. Інший варіант реалізації корисної моделі відрізняється тим, що передатне відношення редуктора становить і = 5,71. Такий редуктор розраховано для узгодження частоти обертання силової турбіни ГТП 8560 об/хв. і електрогенератора 1500 об/хв. Редуктор 1 містить корпус 10 (фіг. 2) з поперечним розніманням. Вхідний вал 3 установлений у корпусі редуктора на двох радіально-упорних кулькових підшипниках 11 і 12. Ведуча шестірня 5 установлена на шліцах з гарантованим натягом по цапфі вхідного вала 3. Вона, у свою чергу, перебуває в зачепленні із чотирма проміжними зубчастими колесами 6. Кожне із зубчастих коліс 6 закріплено на проміжних валах 8 болтами із центруванням штифтами. Вали 8 установлені в гніздах корпуса на роликових підшипниках 13, що сприймають радіальне навантаження. Внутрішні обойми підшипників проміжних валів (фіг. 3) стягнуті гайками 14, зовнішні обойми підтиснуті в корпусі пластинчастими пружинами 15. На одному із проміжних валів 8, установленому в нижньому лівому гнізді корпуса 10 (при вигляді з боку вихідного вала редуктора), гвинтами із центруванням штифтами закріплене ведуче зубчасте колесо 16 приводу коробки приводів, що входить у зачеплення із двома зубчастими колесами коробки приводів і служить для передачі потужності до приводних агрегатів. Зубчасті колеса 7 (фіг. 2) знаходяться у зачепленні з веденим зубчастим колесом 9. Зубчасте колесо 9 встановлене на вихідному валу 4. Вихідний вал 4 установлений у корпусі редуктора на роликопідшипнику 17 і шарикопідшипнику 18. Вихідний вал 4 для передачі крутного моменту від редуктора до електрогенератора з'єднаний за допомогою шліц із маточиною 19 і обертається проти годинникової стрілки. З боку вхідного вала на чотирьох блоках другого ступеня (фіг. 3) встановлені елементи ГСРП, що включають установлені в кришках 20 гідравлічні циліндри 21 з поршнями 22, які пов'язані із проміжними валами 8 за допомогою штовхачів 23 і кулькових радіально-упорних підшипників 24. Всі циліндри з'єднані маслопроводом і підключені до маслонасоса ГСРП, що має привід від коробки приводів. В одному з поршнів 22 виконаний канал Б, через який відбувається скидання масла з порожнини А у внутрішню порожнину редуктора. Між обоймами радіально-упорних підшипників 11 і 12 (фіг. 2) вхідного вала 2 установлений пристрій для рівномірного розподілу осьової сили від косозубого зачеплення між двома підшипниками. Пристрій складається з корпуса 25 з радіально встановленими в ньому гідроциліндрами 26, що впираються в плаваючу втулку 27 із установленим на ній підшипником 11, при цьому плаваюча втулка 27 зафіксована від прокручування, а гідроциліндри 26 з'єднані маслопроводами з ГСРП. 2 UA 92689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Коробка приводів 2 (фіг. 1) містить корпус, встановлені в середині корпусу на підшипниках зубчасті колеса приводу агрегатів, та розміщені на корпусі перехідники кріплення агрегатів та масляний фільтр (на кресленнях не показані). На коробці приводів розміщені агрегати життєзабезпечення редуктора - повітровіддільник 28, маслонасос 29 ГСРП, маслоагрегат 30. На коробці приводів передбачені місця під установку додаткових агрегатів 31 (додатковий відбір потужності). Робота редуктора здійснюється таким чином. Привід від ротора силової турбіни ГТП до редуктора здійснюється через фланець 32 (фіг. 2). Фланець установлений на валу 3 і передає обертання на останній за допомогою шліц. Вхідний вал 3 обертається проти годинникової стрілки (при вигляді з боку вихідного вала редуктора) з обертами ротора силової турбіни ГТП - 8560 об/хвил. Для забезпечення працездатності радіально-упорних кулькових підшипників 11 і 12 на різних режимах вхідного вала 3 між обоймами підшипників установлений пристрій для рівномірного розподілу осьової сили від косозубого зачеплення. У порожнини циліндрів 26 через штуцер 33, подається масло із системи ГСРП, при цьому тиск масла, що подається, пропорційний потужності, що передається через редуктор. Сумарна площа гідроциліндрів 26 підібрана таким чином, щоб осьова сила, що ними розвивається, дорівнювала половині від осьового зусилля, що розвивається при передачі потужності в косозубому зачепленні першого ступеня та була спрямована в протилежну сторону від дії осьового зусилля в косозубому зачепленні. Осьове зусилля від гідроциліндрів 26 через плаваючу втулку 27 діє на зовнішню обойму радіальноупорного підшипника 11 і через тіла кочення передаються на його внутрішню обойму, зафіксовану на ведучому валу, що з огляду на взаємно протилежний напрямок осьових сил у зачепленні і циліндрах 27 приводить до компенсації (розвантаженню) частини осьової сили від косозубого зачеплення на підшипнику 12. Установлена на вхідному валу 3 ведуча шестірня 5 передає рух чотирьом парам зубчастих коліс 6, 7. З метою забезпечення плавної роботи зубчастих коліс 6, 7, а також для зниження віброактивності редуктора, зубчасті колеса виконані косозубими. Осьові сили, що виникають на зубчастих колесах 6, 7 при зачепленні, підсумовуються і сумарна сила сприймається шарикопідшипниками 24 (фіг.3). ГСРП працює за принципом гідравлічної проточної месдози. Гідравлічну порожнину ГСРП утворюють циліндри 21, що знаходяться в кришці 20 і з'єднуються масляними каналами між собою та з маслонасосом ГСРП. У порожнину А циліндрів 21 постійно здійснюється підведення масла від насоса. При передачі крутного моменту, на блоках проміжних зубчастих коліс 6 виникають осьові сили, які через підшипники 24 і штовхачі 23 передаються на поршні 22. Маслоскидальний канал Б є тільки в одному із чотирьох поршнів 22 і при виникненні осьових сил часткове переміщення поршня 22 щодо циліндра 21 викликає зменшення прохідного перерізу каналу Б між поршнем і циліндром, що призводить до росту тиску масла в системі ГСРП. Ріст тиску буде відбуватися доти, поки осьова сила зачеплення не зрівноважиться силою тиску масла в порожнинах А на поршні 22, тобто, завдяки властивості нестисливості рідини відбувається регулювання тиску масла в ГСРП залежно від величини переданого крутного моменту. Оскільки тиск у порожнинах А у всіх чотирьох циліндрах 21 однаковий, то, відповідно, будуть вирівняні сили зачеплення, і всі чотири блоки проміжних зубчастих коліс 6 будуть перебувати в одночасному зачепленні і завантажені рівними крутними моментами. З чотирьох зубчастих коліс 7 рух передається на ведений вал через ведене зубчасте колесо 9. Вихідний вал 4 для передачі крутного моменту від редуктора до електрогенератора з'єднаний за допомогою шліц із маточиною 19 і обертається проти годинникової стрілки. Далі відбувається передача крутного моменту до генератора. Редуктор приводу генератора спроектований для наземного застосування, у нього максимально закладені переваги авіаційного редукторобудування і максимально врахована специфіка наземного застосування. Заявлений редуктор генератора має високу автономність. Агрегати життєзабезпечення редуктора, що мають привід від коробки приводів повітровідділювач, маслонасос ГСРП, маслоагрегат, мають великий запас по продуктивності. Наприклад, маслоагрегат може використовуватися для потреб маслосистеми генератора, зокрема електростанції. 3 UA 92689 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 1. Редуктор приводу генератора, який містить безпосередньо редуктор, що включає корпус із поперечним розніманням, вхідний і вихідний вали, що є співвісними, багатопотокову двоступінчасту зубчату передачу з косозубими циліндричними колесами, а також коробку приводів, що виконана з можливістю відбору потужності для приводу агрегатів життєзабезпечення редуктора і додаткових агрегатів, при цьому зубчата передача містить установлену на вхідному валу ведучу шестірню, що перебуває в зачепленні із проміжними зубчатими колесами першого та другого ступенів, нерухомо посаджених на жорстких проміжних валах, проміжні колеса другого ступеня знаходяться в зачепленні з веденим зубчатим колесом, встановленим на вихідному валу, при цьому на одному із проміжних валів закріплене ведуче колесо коробки приводів, крім того редуктор оснащений гідравлічною системою рівномірного розподілу потужності по потоках (ГСРП), що виконана у вигляді гідравлічних циліндрів, з'єднаних із проміжними валами за допомогою штовхачів і кулькових радіально-упорних підшипників, при цьому всі циліндри з'єднані маслопроводом і підключені до маслонасоса ГСРП, що зв'язаний з коробкою приводів, а в одному із циліндрів виконаний канал для скидання масла у внутрішню порожнину редуктора, який відрізняється тим, що вхідний вал 3 установлений у корпусі редуктора на двох радіально-упорних підшипниках 11 і 12, при цьому другий підшипник жорстко встановлений на валу, а перший підшипник установлений на плаваючій втулці 27, між обоймами підшипників розташований корпус 25 з радіально встановленими в ньому гідроциліндрами 26, які упираються в плаваючу втулку 27, при цьому плаваюча втулка зафіксована від прокручування, а гідроциліндри з'єднані з маслопроводами ГСРП. 2. Редуктор за п. 1, який відрізняється тим, що передатне відношення редуктора становить і = 2,855. 3. Редуктор за п. 1, який відрізняється тим, що передатне відношення редуктора становить і = 5,71. 4. Редуктор за п. 1, який відрізняється тим, що коробка приводів містить корпус, установлені в корпусі на підшипниках зубчаті колеса приводу агрегатів, розміщені на корпусі перехідники кріплення агрегатів та масляний фільтр, при цьому коробка приводів розташована в нижній частині редуктора. 5. Редуктор за п. 1, який відрізняється тим, що агрегати життєзабезпечення редуктора включають повітровіддільник системи змащення редуктора, маслонасос ГСРП, маслоагрегат. 4 UA 92689 U 5 UA 92689 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6