RU2623784C1

RU2623784C1 - Torque loading mechanism

Info

Publication number: RU2623784C1
Application number: RU2016122343A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Дмитриевич Загрышев; Сергей Анатольевич Жериков; Андрей Владиславович Казаков; Алексей Сергеевич Назаров
Original assignee: Акционерное общество "АВИАЦИОННЫЕ РЕДУКТОРА И ТРАНСМИССИИ - ПЕРМСКИЕ МОТОРЫ" (АО "РЕДУКТОР - ПМ")
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-06-29

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: torque loading mechanism (1) includes a gear transmission assembly (2) and an actuator assembly (3). The gear transmission assembly (2) comprises an inner part (4) and outer parts (5) and (6). The inner part (4) contains an eccentric shaft (7) with balancing weights (11) and (13) with oil counterweights (40) and (41) fixed thereto, which are automatically filled with the estimated oil volume during its operation. The unbalance is eliminated due to uneven oil distribution inside the mechanism.

EFFECT: reducing vibration.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в испытательной технике, а именно в стендах для испытания машин, механизмов, валов, агрегатов, приводов и т.п.The invention relates to mechanical engineering and can find application in testing equipment, namely in stands for testing machines, mechanisms, shafts, units, drives, etc.

Известна автоматическая бесступенчатая механическая передача, включающая механизм загрузки крутящим моментом с узлом исполнительного механизма (Патент RU №22277657, F16H 33/14, 2006.01).Known automatic stepless mechanical transmission, including a torque loading mechanism with an actuator assembly (Patent RU No. 22277657, F16H 33/14, 2006.01).

Недостатком этого устройства является то, что указанная передача создает небольшой крутящий момент (20-30 кг⋅см), это не позволяет использовать ее в испытательной технике, например, для испытания тяжелонагруженных валов, агрегатов, машин и приводов на прочность.The disadvantage of this device is that the specified transmission creates a small torque (20-30 kg⋅cm), this does not allow its use in test equipment, for example, for testing heavily loaded shafts, aggregates, machines and drives for strength.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство передачи крутящего момента, которое включает в себя механизм загрузки крутящим моментом (Патент RU №2550585, F16H 33/14, G01M 15/00, 2014.01).Closest to the claimed device is a torque transmission device that includes a torque loading mechanism (Patent RU No. 2550585, F16H 33/14, G01M 15/00, 2014.01).

Недостатками известного устройства, принятого за прототип, является имеющийся дополнительный дисбаланс от масла, подаваемого на смазку деталей и узлов и находящегося внутри частично замкнутой полости вращающейся части механизма загрузки крутящим моментом при его работе, влияющий на вибрации при работе механизма загрузки на рабочих оборотах от 3000 до 5000 об/мин.The disadvantages of the known device adopted for the prototype is the additional imbalance from the oil supplied to the lubrication of parts and assemblies and located inside the partially closed cavity of the rotating part of the loading mechanism by the torque during operation, which affects the vibration during operation of the loading mechanism at operating speeds from 3000 to 5000 rpm

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в устранении высокого уровня вибрации, возникающего в механизме загрузки крутящим моментом до 20000 Н⋅м при рабочих оборотах от 3000 до 5000 об/мин путем введения в его конструкцию масляных противовесов.The technical problem solved by the invention is to eliminate the high level of vibration that occurs in the loading mechanism with a torque of up to 20,000 N⋅m at operating speeds from 3,000 to 5,000 rpm by introducing oil balances in its design.

Сущность изобретения заключается в том, что узел зубчатой передачи механизма загрузки крутящим моментом в отличие от прототипа содержит два соединенных между собой шлицами, гайкой и штифтами зубчатых колеса с наружными зубчатыми венцами, которые размещены на подшипниковых опорах, установленных на оси эксцентриковой детали вместе с диаметрально противоположно закрепленными на основной оси балансировочными грузами в сборе с масляными противовесами.The essence of the invention lies in the fact that the gear assembly of the loading mechanism of the torque, in contrast to the prototype, contains two gear wheels with external gear crowns, interconnected by splines, a nut and pins, which are placed on bearing bearings mounted on the axis of the eccentric part together with diametrically opposite fixed on the main axis balancing weights assembled with oil counterweights.

Наличие масляных противовесов, закрепленных на балансировочных грузах, позволяет получать полости, заполняемые маслом при вращении узла зубчатой передачи расчетным объемом масла, соответствующим расчетному объему масла, находящегося при работе внутри зубчатой передачи на диаметрально противоположной стороне от зацепления зубчатых венцов.The presence of oil balances mounted on balancing weights allows you to get cavities filled with oil during rotation of the gear assembly with a design oil volume corresponding to the design volume of oil that is working inside the gear transmission on the diametrically opposite side from the engagement of the gear rings.

Заявляемая конструкция механизма позволяет компенсировать дисбаланс от масла, находящегося внутри зубчатой передачи посредством установки масляных противовесов для обеспечения работоспособности узла в заданных условиях (по числу оборотов и крутящему моменту).The claimed design of the mechanism allows you to compensate for the imbalance from the oil inside the gear by installing oil balances to ensure the health of the node in the given conditions (in terms of speed and torque).

Изобретение проиллюстрировано чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен механизм загрузки крутящим моментом.In FIG. 1 illustrates a torque loading mechanism.

На фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1.In FIG. 2 shows a section AA in FIG. one.

Заявляемый механизм загрузки крутящим моментом 1 имеет узел зубчатой передачи 2 и узел исполнительного механизма 3. Узел зубчатой передачи 2 включает в себя внутреннюю часть 4 и наружные части 5 и 6.The inventive torque loading mechanism 1 has a gear assembly 2 and an actuator assembly 3. The gear assembly 2 includes an inner part 4 and an outer part 5 and 6.

Внутренняя часть 4 имеет эксцентриковый вал 7 с заглушками 8 и 9, на котором находится штифт 10 для фиксации первого балансировочного груза 11 и штифт 12 для фиксации второго балансировочного груза 13. Между балансировочными грузами 11 и 13 на опорах качения 14 и 15 через распорную втулку 16 закреплены зубчатые колеса с наружными зубчатыми венцами 17 и 18, закрепленные между собой через шлицы 19 гайкой 20, которая стопорится штифтами 21. Вал 7 имеет опоры качения 22 и 23, на которых он закреплен гайками 24 и 25 с контровкой замятием чашечных замков 26 и 27 в пазы гаек 24 и 25. Опора 22 расположена в диафрагме 28 зубчатого колеса с внутренним зубчатым венцом 29. Опора 23 расположена в первой диафрагме 30 зубчатого колеса с внутренним зубчатым венцом 31.The inner part 4 has an eccentric shaft 7 with plugs 8 and 9, on which there is a pin 10 for fixing the first balancing weight 11 and a pin 12 for fixing the second balancing weight 13. Between the balancing weights 11 and 13 on the rolling bearings 14 and 15 through the spacer sleeve 16 gears with external gear crowns 17 and 18 are fixed, fixed to each other through the slots 19 by a nut 20, which is locked by pins 21. The shaft 7 has rolling bearings 22 and 23, on which it is secured by nuts 24 and 25 with jam locking of cup locks 26 and 27 in the grooves gae 24 and 25. The support 22 is located in the diaphragm 28, the toothed wheel with internal toothing 29. The support 23 is located in the first aperture 30 of a gear wheel with internal toothing 31.

Несмотря на возможность выполнения раздельной динамической балансировки внутренней части 4 и наружных частей 5 и 6 (Патент RU №2550585, F16H 33/14, G01M 15/00, 2014.01) при вращении механизма загрузки на высоких оборотах (от 3000 до 5000 об/мин) может возникать дополнительный уровень вибрации вследствие дисбаланса, вызванного неравномерным распределением масла между деталями внутренней части 4 и наружных частей 5 и 6.Despite the possibility of separate dynamic balancing of the inner part 4 and the outer parts 5 and 6 (Patent RU No. 2550585, F16H 33/14, G01M 15/00, 2014.01) when the loading mechanism is rotated at high speeds (from 3000 to 5000 rpm) an additional level of vibration may occur due to an imbalance caused by the uneven distribution of oil between the parts of the inner part 4 and the outer parts 5 and 6.

При работе механизма загрузки крутящим моментом 1 в его в полость Б подается под давлением масло (для смазки опор качения, шлицевых соединений и зубчатых зацеплений) через жиклер (не показан), имеющий отверстие нормированного диаметра для обеспечения требуемого расхода масла.When the loading mechanism is operated by a torque of 1, oil (for lubricating the rolling bearings, spline joints and gears) is supplied into its cavity B through a nozzle (not shown) having an opening of a normalized diameter to ensure the required oil flow.

Масло, попадая в полость Б, распределяется между заглушками 8 и 9, откуда центробежными силами через отверстия 32 и 33, полость В, опоры качения 14 и 15 подается во внутреннюю полость Г, ограниченную деталями внутренней части 4 и наружных частей 5 и 6, постепенно создавая определенный уровень масла, ограниченный технологическими отверстиями 34, 35, 36, 37, 38 и 39. За счет имеющегося эксцентриситета вала 7 при работе механизма загрузки крутящим моментом 1 масло во внутренней полости Г распределяется неравномерно - из полости Д масло из зубчатых зацеплений колес 17, 31 и 18, 29 выдавливается в свободную полость Е, распределяясь до технологических отверстий 34, 35 и 36.The oil falling into the cavity B is distributed between the plugs 8 and 9, from where the centrifugal forces through the holes 32 and 33, the cavity B, the rolling bearings 14 and 15 are fed into the inner cavity G, limited by the parts of the inner part 4 and the outer parts 5 and 6, gradually creating a certain level of oil, limited by technological openings 34, 35, 36, 37, 38 and 39. Due to the existing eccentricity of the shaft 7 during operation of the loading mechanism with a torque of 1, the oil is distributed unevenly in the internal cavity D - from the cavity D the gear oil is oles 17, 31 and 18, 29 are extruded into the free cavity E, distributed to the technological holes 34, 35 and 36.

Для устранения дисбаланса, вызванного неравномерным распределением масла внутри полости Г на балансировочных грузах 11 и 13, закреплены масляные противовесы 40 и 41.To eliminate the imbalance caused by the uneven distribution of oil inside the cavity G on the balancing weights 11 and 13, oil balances 40 and 41 are fixed.

При работе механизма загрузки крутящим моментом 1 масло из полости В через опоры качения 14 и 15 попадает в масляные противовесы 40 и 41, постепенно заполняя их до определенного уровня, соответствующего максимально возможному расчетному объему масла, находящегося в полости Е, тем самым уравновешивая его. Внутри масляных противовесов 40 и 41 масло удерживается при помощи центробежных сил. По результатам пуско-наладочных работ, при необходимости уменьшения объема масла, находящегося при работе в масляных противовесах 40 и 41, могут быть выполнены дополнительные отверстия в стенках противовесов, ограничивающих уровень их заполнения.During the operation of the loading mechanism with a torque of 1, oil from the cavity B passes through the rolling bearings 14 and 15 into the oil counterweights 40 and 41, gradually filling them to a certain level corresponding to the maximum possible calculated volume of oil in the cavity E, thereby balancing it. Inside the oil balances 40 and 41, the oil is held by centrifugal forces. According to the results of commissioning, if necessary, to reduce the amount of oil that is when working in oil balances 40 and 41, additional holes can be made in the walls of the balances, limiting the level of their filling.

За счет введения масляных противовесов 40 и 41, закрепленных на балансировочных грузах 11 и 13, установленных на эксцентриковом валу 7, устраняется дисбаланс от неравномерного распределения масла в полости Г (между внутренней частью 4 и наружными частями 5 и 6), тем самым обеспечивается низкий уровень вибрации на рабочих оборотах механизма загрузки от 3000 до 5000 об/мин в пределах установленной нормативной величины.The introduction of oil counterweights 40 and 41, mounted on balancing weights 11 and 13, mounted on the eccentric shaft 7, eliminates the imbalance from the uneven distribution of oil in the cavity G (between the inner part 4 and the outer parts 5 and 6), thereby ensuring a low level vibration at the working speed of the loading mechanism from 3000 to 5000 rpm within the specified standard value.

Claims

A torque loading mechanism comprising an input shaft, an actuator assembly and a gear assembly, consisting of two gears connected to each other with external gear rims, differing by at least one number of teeth and mating with two corresponding gear wheels with internal gear rims, while the gears of the gear assembly with the outer gear rims are placed on the bearings mounted on the eccentric part, while the axis of the eccentric part offset relative to the axis of the shaft of the gear assembly by a predetermined distance, balancing weights are fixed on the shaft of the gear assembly opposite to the axis of the eccentric part, characterized in that oil balances are fixed on the balancing weights, which make it possible to compensate for the imbalance from the uneven distribution of oil inside the loading mechanism by the torque during operation .