початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2150022

ВУЗОЛ високо оборотного шестерні редуктора Ветродвігатель вітряків

Ім'я винахідника: Голубков Сергій Віталійович; Глазов Сергій Михайлович; Коржов Микола Петрович; Кочергін Віктор Васильович; Кряж Юрій Володимирович; Саліхов Валерій Васильович
Ім'я патентовласника: Голубков Сергій Віталійович; Глазов Сергій Михайлович; Коржов Микола Петрович; Кочергін Віктор Васильович; Кряж Юрій Володимирович; Саліхов Валерій Васильович
Адреса для листування: 123480, Москва, вул. Героїв Панфіловців, 17 корп.4, кв.75, Коржова Н.П.
Дата початку дії патенту: 1999.01.21

Винахід відноситься до вітроенергетики, зокрема до конструктивних елементів вітродвигуна, призначеним для передачі механічної енергії від вітроколеса до споживача. Технічний результат, що полягає в підвищенні експлуатаційної надійності та ремонтопридатності, забезпечується тим, що вузол розміщений в двох співвісних циліндричних опорних отворах корпусу редуктора і містить циліндричну гільзу, що закінчується з одного кінця плоским дном з осьовим отвором, а з іншого кінця - кільцевих виступом прямокутного профілю, і циліндричний фланець, що має кільцевої центрирующий буртик і центральний отвір. Фланець приєднаний стикувальний поверхнею до торцевої поверхні кільцевого виступу гільзи. У внутрішній порожнині гільзи коаксіально встановлений на підшипниках кочення двухопорний вал з шестернею, жорстко закріпленої між опорами. Наявність гільзи визначає модульну конструкцію вузла. Висока експлуатаційна надійність і ремонтопридатність вузла, який більше за інших вузлів агрегату схильний до зносу, обумовлена ​​його модульною конструкцією, що дозволяє провести демонтаж і монтаж вузла на місці знаходження вітродвигуна без порушення цілісності інших вузлів і деталей агрегату, а ремонтні операції проводити в заводських умовах, що забезпечують високу якість ремонту. Крім того, модульна конструкція вузла і осьова система збирання збільшує жорсткість всього агрегату і, отже, підвищує його надійність.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до вітроенергетики, зокрема до конструктивних елементів вітродвигуна, призначеним для передачі потужності (механічної енергії) від вітроколеса до споживача.

Відомий редуктор вітроенергетичної установки, що передає крутний момент від вітроколеса до споживача механічної енергії і розміщений на поворотній платформі, розташованій на вежі вітроустановки, який містить корпус, підшипникові опори, низькообертовий і високооборотний вали з шестернями, встановлені в підшипниках (DE 4104454 C1, М. кл . 6 - F 03 D 11/00, 30.07.92).

Проте відома конструкція не забезпечує високої надійності і технологічності збірки і ремонту, оскільки не передбачена можливість ремонту і заміни вузлів і частин редуктора на платформі без зняття їх з вежі.

Відомий привід вітродвигуна (повітряної турбіни), передає механічну енергію від повітряної турбіни до електрогенератори і гідронасосу, що містить редуктор і розміщені в його корпусі вузли шестерні, встановлені на валах в підшипникових опорах (GB 2225812 A, М. кл. 6 - F 03 D 11 / 02, 13.06.90).

У цій конструкції для заміни вузла високооборотній шестерні, вал якої пов'язаний з валом гидронасоса, необхідно здійснити розбирання деталей всього вузла, що не забезпечує високої точності монтажу, а отже, і експлуатаційної надійності, так як в даному випадку в процесі складання на місці потрібно виконати підганяльні роботи з регулюванням деталей і вузлів приводу.

Відома вітроенергетична установка, що включає в себе привід для передачі потужності від вітроколеса до електрогенератори і гідронасосу. Привід містить вузол високооборотній шестерні, розміщений в роз'ємному корпусі редуктора і складається з переднього і заднього підшипників кочення, двухопорного вала з хвостовиком і цапфою і шестерні із зовнішнім зачепленням, жорстко закріпленої на валу між опорами і взаємодіє із зубчастим колесом (GB 2176542 A, М. кл. 6 - F 03 D 11/00, 31.12.86, фіг. 3, 4).

Недоліком такої конструкції є те, що при ремонтних операціях для демонтажу вузла високооборотній шестерні, який схильний до більш частого виходу з ладу, ніж інші вузли, необхідно провести розстикування кришок корпусу редуктора, що має роз'єм по вертикальній площині. При цьому порушується центровка інших вузлів і деталей приводу. Внаслідок цього при складанні елементи вузлів вимагають установки деталей по місцю і трудомістких регулювальних робіт, що проводяться на місці розміщення вітродвигуна, що знижує експлуатаційну надійність і ремонтопридатність агрегату в цілому.

Мета винаходу - підвищення експлуатаційної надійності і ремонтопридатності.

Зазначений технічний результат досягається тим, що вузол високооборотній шестерні редуктора вітродвигуна, який міститься в двох співвісних циліндричних опорних отворах корпусу редуктора і містить передній і задній підшипники кочення, двухопорний вал з хвостовиком і цапфою, хвостовик якого встановлено в передньому підшипнику, а цапфа - в задньому, і шестерню, жорстко закріплену на валу між опорами, відповідно до винаходу, забезпечений циліндричної гільзою, що закінчується з одного кінця плоским дном, а з іншого кінця - кільцевих виступом прямокутного профілю, у внутрішній порожнині якої коаксіально розташований орієнтований хвостовиком в сторону кільцевого виступу двухопорний вал, циліндричним фланцем з стикувальній поверхнею, що має кільцевої центрирующий буртик і центральний отвір і приєднаним стикувальній поверхнею до торцевої поверхні кільцевого виступу гільзи, кришкою, приєднаної до зовнішньої поверхні дна гільзи. Вузол і забезпечений двома проміжними кільцями, кожне з яких встановлено на валу між шестернею і відповідним підшипником, двома втулками з внутрішньої циліндричної поверхнею, одна з яких прикріплена торцевою поверхнею до внутрішньої торцевої поверхні фланця, а інша - торцевою поверхнею до внутрішньої поверхні дна гільзи, і кільцевої гайкою з внутрішньої циліндричної різьбленням. При цьому зовнішня поверхня кільцевого виступу гільзи взаємодіє з поверхнею опорного отвори, розташованого з боку хвостовики вала, а внутрішня циліндрична поверхня кільцевого виступу контактує із зовнішньою циліндричною поверхнею кільцевого центрує буртика фланця. На зовнішній бічній поверхні дна гільзи виконана вибірка з утворенням торцевої наполегливої ​​поверхні і бічної циліндричної поверхні. На кінцевій частині циліндричної поверхні вибірки виконана різьба, що взаємодіє з різьбленням кільцевої гайки, а на решті частини виконаний центрирующий поясок, який взаємодіє з поверхнею опорного отвори, розташованого з боку цапфи вала. Торцева наполеглива поверхню вибірки пов'язана з внутрішньою бічною поверхнею корпусу редуктора, розташованої у опорного отвори. В боковій стінці гільзи виконано щонайменше один отвір. Для установки зовнішньої обойми заднього підшипника в дні гільзи виконано осьове циліндричний отвір з кільцевим наполегливим буртиком. Для установки зовнішньої обойми переднього підшипника на внутрішній торцевій поверхні фланця виконана центрирующая виточення. Внутрішня циліндрична поверхня кожної втулки охоплює зовнішню циліндричну поверхню відповідного проміжного кільця з утворенням радіального зазору між ними.

Крім того, передбачено, що на валу можуть бути виконані заплечики, розташовані по обидва боки від шестерні, причому проміжні втулки встановлені на валу на відповідних заплічок.

У корпусі редуктора і дні гільзи може бути виконаний наскрізний радіальний маслоподводящие канал заднього підшипника, а у фланці - радіальний маслоподводящие канал переднього підшипника, при цьому вихід кожного каналу забезпечений канавкою, розташованої в порожнині відповідного підшипника, а вхід - різьбовий пробкою-витіснювачем.

Передбачено, що вузол може бути забезпечений опорним кільцем з прямокутним поперечним перерізом, жорстко закріпленим в опорному отворі корпусу редуктора, розташованого з боку хвостовика вала, причому зовнішня поверхня кільцевого виступу гільзи взаємодіє з поверхнею опорного отвори через опорне кільце.

і передбачено, що вузол може бути забезпечений другим опорним кільцем з прямокутним поперечним перерізом, жорстко закріпленим в опорному отворі корпусу редуктора, розташованого з боку цапфи вала, причому центрирующий поясок гільзи взаємодіє з поверхнею опорного отвори через згадане друге опорне кільце.

Крім того, шестерня може бути виконана насадкою на вал або як одне ціле з валом.

Рекомендується на внутрішньої циліндричної поверхні кожної втулки виконати кільцеві канавки.

Кільцеві канавки і можуть бути виконані на зовнішній циліндричній поверхні кожного проміжного кільця.

Рекомендується в кільцеві канавки кожного проміжного кільця встановити розрізні металеві пружинні кільця.

Залежно від конструктивних особливостей приводу вітродвигуна шестерні може бути виконана циліндричної з прямими зубами або з шевронними зубами, або з косими зубами.

Шестерня може бути виконана і конічної.

Залежно від характеру і величини навантаження, що діє на опори, вал може бути встановлений в радіальних кулькових підшипниках або в радіальних роликових підшипниках

Рекомендується для підвищення надійності встановити вал в конічних роликових підшипниках.

Переваги цього винаходу засновані на тому, що вузол високооборотній шестерні, який більше за інших вузлів агрегату схильний до зносу, являє собою модульну (блочну) конструкцію - це дозволяє спростити монтаж і демонтаж вузла безпосередньо на вітродвигунів, а ремонтні операції проводити в заводських умовах, забезпечивши, таким чином, висока якість ремонту. Крім того, модульна конструкція вузла і осьова система його складання збільшує жорсткість всього агрегату, а установка опорних кілець попереджає зминання і розбивання поверхонь опорних отворів корпусу редуктора в разі виготовлення останнього з легких сплавів.

На кресленні зображений загальний вид вузла високооборотній шестерні в розрізі.

Вузол високооборотній шестерні редуктора вітродвигуна розміщений в двох співвісних опорних циліндричних отворах корпусу 1 редуктора і містить передній і задній підшипники 2, 3 кочення, двухопорний вал 4 з хвостовиком і цапфою, хвостовик якого встановлено в передньому підшипнику 2, а цапфа встановлена ​​в задньому підшипнику 3, і шестерню 5 із зовнішнім зачепленням, жорстко закріплену на валу 4 між опорами і взаємодіє із зубчастим механізмом. Вузол і забезпечений циліндричної гільзою 6, що закінчується з одного кінця плоским дном 7, а з іншого кінця - кільцевих виступом 8 прямокутного профілю. У внутрішній порожнині гільзи 6 коаксіально розташований орієнтований хвостовиком в сторону кільцевого виступу 8 двухопорний вал 4. Крім зазначених деталей вузол забезпечений циліндричним фланцем 9 з стикувальній поверхнею, який має кільцевої центрирующий буртик 10 і центральний отвір і приєднаний стикувальний поверхнею до торцевої поверхні кільцевого виступу 8 гільзи 6, кришкою 11, приєднаної до зовнішньої поверхні дна 7 гільзи, двома проміжними кільцями 12, кожне з яких встановлено на валу 4 між шестернею 5 і відповідним підшипником, двома втулками 13 з внутрішньої циліндричної поверхнею, одна з яких прикріплена торцевою поверхнею до внутрішньої торцевої поверхні фланця 9, а інша втулка прикріплена торцевою поверхнею до внутрішньої поверхні дна 7 гільзи 6, і кільцевої гайкою 14 з внутрішньої циліндричної різьбленням.

При цьому зовнішня циліндрична поверхня кільцевого виступу 8 гільзи взаємодіє з циліндричною поверхнею опорного отвори корпусу редуктора, розташованого з боку хвостовика вала 4, а внутрішня циліндрична поверхня кільцевого виступу 8 контактує із зовнішньою циліндричною поверхнею кільцевого центрує буртика 10 фланця 9. На зовнішній бічній поверхні дна 7 гільзи виконана вибірка з утворенням торцевої наполегливої ​​поверхні 15 і бічний циліндричної поверхні. На кінцевій частині циліндричної поверхні вибірки виконана різьба, що взаємодіє з різьбленням кільцевої гайки 14, а на решті частини виконаний центрирующий поясок 16, взаємодіє з циліндричною поверхнею опорного отвори корпусу 1 редуктора, розташованого з боку цапфи вала 4. Торцева наполеглива поверхню 15 вибірки пов'язана з внутрішньою бічною поверхнею корпусу редуктора, розташованої у опорного отвори. Для забезпечення працездатності зубчастого зачеплення в боковій стінці гільзи 6 виконано щонайменше один отвір 17. Для установки зовнішньої обойми заднього підшипника 3 в дні 7 гільзи виконано осьове циліндричний отвір з кільцевим наполегливим буртиком 18, бічна зовнішня поверхня якого пов'язана із зовнішньою поверхнею дна гільзи. Для установки зовнішньої обойми переднього підшипника 2 на внутрішній торцевій поверхні фланця 9 виконана центрирующая виточення. Внутрішня циліндрична поверхня кожної втулки 13 охоплює зовнішню циліндричну поверхню відповідного проміжного кільця 12 з утворенням радіального зазору між ними.

Для підвищення жорсткості на валу 4 виконані заплечики 19, розташовані по обидва боки від шестерні 5. При цьому проміжні втулки 12 встановлені на валу на заплічок.

Для поліпшення мастила підшипників в корпусі 1 редуктора і дні 7 гільзи 6 може бути виконаний наскрізний радіальний маслоподводящие канал заднього підшипника 3, а у фланці - радіальний маслоподводящие канал переднього підшипника 2. Вихід кожного каналу забезпечений канавкою, розташованої в порожнині підшипника, а вхід - різьбовий пробкою-витіснювачем.

Щоб виключити зминання і деформацію контактних поверхонь опорних отворів при виготовленні корпусу редуктора з м'яких металів, передбачена установка опорного кільця 20 в опорному отворі, розташованого з боку хвостовика вала 4, а і установка другого опорного кільця в опорному отворі, розташованого з боку цапфи вала.

Залежно від величини переданої потужності, крутного моменту і технології виробництва шестерня 5 може бути виконана як насадной на вал, так і заодно з валом.

Для герметизації порожнини підшипників на внутрішньої циліндричної поверхні кожної втулки 13 виконані кільцеві канавки.

Для підвищення ефективності герметизації внутрішньої порожнини підшипників, замість виконання канавок на внутрішній поверхні втулок 13, кільцеві канавки можуть бути виконані на зовнішній циліндричній поверхні проміжних кілець 12. Причому в канавці встановлюються розрізні металеві пружинні кільця.

Залежно від потужності і типу вітродвигуна і конструктивних особливостей трансмісії шестерня може бути виконана конічної або циліндричної прямозубой, шевронною або косозубой.

Залежно від величини і напряму дії сил, що виникають в зубчастому зачепленні, вал 4 може бути встановлений в радіальних кулькових або роликових підшипниках, або, для підвищення надійності, в конічних роликових підшипниках.

Осьова фіксація гільзи 6 в корпусі і фіксація її від проворота здійснюється затягуванням кільцевої гайки 14. Для додаткової фіксації гільзи від проворота щодо корпусу в опорному отворі корпусу радіально встановлений штифт 21. Для стопоріння кільцевої гайки 14 між гайкою і корпусом 1 встановлено шайба 22 з отгібнимі лапками .

Вузол високооборотній шестерні редуктора вітродвигуна працює наступним чином.

Крутний момент від низкооборотного вала вітроколеса (повітряної турбіни) передається через суміжні зубчасті колеса (зубчастий механізм) редуктора високооборотній шестірні 5, закріпленої на валу 4 вузли, а потім за допомогою вала 4 споживачеві механічної енергії, наприклад, електрогенератори, гідронасосу, компресора, транспортному засобу і т.д.

Окружні, радіальні і осьові зусилля, що виникають при взаємодії високооборотній шестерні 5 із суміжними зубчастими колесами, передаються через підшипники вузла на гільзу 6 і сприймаються корпусом 1 редуктора.

При монтажі вузол в зборі вводиться в осьовому напрямку в опорні отвори корпусу 1 редуктора до упору. При цьому посадка і центрування вузла відбувається з боку переднього підшипника 2 по зовнішній поверхні кільцевого виступу 8 гільзи 6, а з боку заднього підшипника 3 по центрує паску 16 вибірки дна 7 гільзи. Виробляється затягування гільзи 6 кільцевої гайкою 14 до упору торцевої поверхні 15 вибірки у внутрішню бічну поверхню корпусу, розташовану у опорного отвори. Потім проводиться стопоріння кільцевої гайки 14 відгинанням лапок пелюсткової шайби 22.

Слід і відзначити, що запропонована конструкція виключає можливість неправильної зборки вузла і його монтажу на агрегаті.

Висока експлуатаційна надійність і ремонтопридатність вузла обумовлена ​​його модульною конструкцією, що дозволяє провести демонтаж і монтаж вузла в зборі на місці знаходження вітродвигуна без порушення цілісності інших вузлів і деталей агрегату, а розбирання, ремонт, складання і регулювання вузла провести в заводських умовах, що забезпечують високу якість ремонту.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Вузол високооборотній шестерні редуктора вітродвигуна, який міститься в двох співвісних циліндричних опорних отворах корпусу редуктора і містить передній і задній підшипники кочення, двухопорний вал з хвостовиком і цапфою, хвостовик якого встановлено в передньому підшипнику, а цапфа - в задньому, і шестерню, жорстко закріплену на валу між опорами, що відрізняється тим, що вузол забезпечений циліндричної гільзою, що закінчується з одного кінця плоским дном, а з іншого кінця - кільцевих виступом прямокутного профілю, у внутрішній порожнині якої коаксіально розташований орієнтований хвостовиком в сторону кільцевого виступу двухопорний вал, циліндричним фланцем з стикувальній поверхнею, що має кільцевої центрирующий буртик і центральний отвір і приєднаним стикувальній поверхнею до торцевої поверхні кільцевого виступу гільзи, кришкою, приєднаної до зовнішньої поверхні дна гільзи, двома проміжними кільцями, кожне з яких встановлено на валу між шестернею і відповідним підшипником, двома втулками з внутрішньої циліндричної поверхнею, одна з яких прикріплена торцевою поверхнею до внутрішньої торцевої поверхні фланця, а інша - торцевою поверхнею до внутрішньої поверхні дна гільзи, і кільцевої гайкою з внутрішньої циліндричної різьбленням, при цьому зовнішня поверхня кільцевого виступу гільзи взаємодіє з поверхнею опорного отвори, розташованого з боку хвостовика вала, а внутрішня циліндрична поверхня кільцевого виступу контактує із зовнішньою циліндричною поверхнею кільцевого центрує буртика фланця, на зовнішній бічній поверхні дна гільзи виконана вибірка з утворенням торцевої наполегливої ​​поверхні і бічної циліндричної поверхні, на кінцевій частині останньої виконана різьба, що взаємодіє з різьбленням кільцевої гайки, а на решті частини виконаний центрирующий поясок, який взаємодіє з поверхнею опорного отвори, розташованого з боку цапфи вала, торцева наполеглива поверхню вибірки пов'язана з внутрішньою бічною поверхнею корпусу редуктора, розташованої у опорного отвори, в боковій стінці гільзи виконано щонайменше один отвір, для установки зовнішньої обойми заднього підшипника в дні гільзи виконано осьове циліндричний отвір з кільцевим наполегливим буртиком, для установки зовнішньої обойми переднього підшипника на внутрішній торцевій поверхні фланця виконана центрирующая виточення, внутрішня циліндрична поверхня кожної втулки охоплює зовнішню циліндричну поверхню відповідного проміжного кільця з утворенням радіального зазору між ними.

2. Вузол по п. 1, який відрізняється тим, що на валу виконані заплечики, розташовані по обидва боки від шестерні, причому проміжні втулки встановлені на валу на відповідних заплічок.

3. Вузол по п.1 або 2, який відрізняється тим, що в корпусі редуктора і дні гільзи виконаний наскрізний радіальний маслоподводящие канал заднього підшипника, а у фланці - радіальний маслоподводящие канал переднього підшипника, при цьому вихід кожного каналу забезпечений канавкою, розташованої в порожнині відповідного підшипника, а вхід - різьбовий пробкою-витіснювачем.

4. Вузол по п.1, або 2, або 3, який відрізняється тим, що він забезпечений опорним кільцем з прямокутним поперечним перерізом, жорстко закріпленим в опорному отворі корпусу редуктора, розташованого з боку хвостовика вала, причому зовнішня поверхня кільцевого виступу гільзи взаємодіє з поверхнею опорного отвори через опорне кільце.

5. Вузол по п.4, що відрізняється тим, що він забезпечений другим опорним кільцем з прямокутним поперечним перерізом, жорстко закріпленим в опорному отворі корпусу редуктора, розташованого з боку цапфи вала, причому центрирующий поясок гільзи взаємодіє з поверхнею опорного отвори через згадане друге опорне кільце .

6. Вузол по п.1, або 2, або 3, або 4, або 5, що відрізняється тим, що шестерня виконана насадной на вал.

7. Вузол по п.1, або 2, або 3, або 4, або 5, що відрізняється тим, що шестерня виконана як одне ціле з валом.

8. Вузол по п.6 або 7, який відрізняється тим, що на внутрішній циліндричній поверхні кожної втулки виконані кільцеві канавки.

9. Вузол по п.6 або 7, який відрізняється тим, що на зовнішній циліндричній поверхні кожного проміжного кільця виконані кільцеві канавки.

10. Вузол по п.9, що відрізняється тим, що в кільцеві канавки встановлені розрізні металеві пружинні кільця.

11. Вузол по п.6, або 7, або 8, або 9, або 10, який відрізняється тим, що шестерня виконана циліндричної з прямими зубами.

12. Вузол по п.6, або 7, або 8, або 9, або 10, який відрізняється тим, що шестерня виконана циліндричної з шевронними зубами.

13. Вузол по п.6, або 7, або 8, або 9, або 10, який відрізняється тим, що шестерня виконана циліндричної з косими зубами.

14. Вузол по п.6, або 7, або 8, або 9, або 10, який відрізняється тим, що шестерня виконана конічної.

15. Вузол по п.11 або 12, який відрізняється тим, що вал встановлений в радіальних кулькових підшипниках.

16. Вузол по п.11 або 12, який відрізняється тим, що вал встановлений в радіальних роликових підшипниках.

17. Вузол по п.11, або 12, або 13, або 14, який відрізняється тим, що вал встановлений в конічних роликових підшипниках.

Версія для друку
Дата публікації 31.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів