Особенности размещения зубчатых передач и агрегатов на корпусе двигателя.

Основным устройством для передачи крутящего момента от центра вала двигателя к коническим колесам являются коническая передача и коробка приводов. В коробках приводов расположены зубчатые колеса различного типа: цилиндрического, наружного или внутреннего закрепления, с прямыми или спиральными зубьями. Кроме этого, при передачи крутящего момента используются муфты, рессоры для соединения валов агрегатов, подшипники, которые являются опорами зубчатых соединений. Агрегаты двигателя необходимо располагать вблизи коробки приводов, это дает возможность группировать их и размещать в пределах габаритов двигателя. Агрегаты двигателя необходимо располагать на достаточном расстоянии от горячих зон двигателя. Это необходимо для удобства работы при осмотрах, регулировки или замены агрегатов. При этом необходимо предусмотреть, чтобы протяженность трубопроводов и коммуникаций была минимальна. Для надежной работы редукторов и зубчатых передач организуется надежная смазка. Смазка деталей служит для снижения потерь на трение, уменьшения изнашивания сопрягаемых поверхностей, удаления продуктов износа, охлаждения деталей. Кроме этого, слой масла, разделяющий зубчатые колеса уменьшает колебания валов, колес и их динамические нагрузки. Авиационные редукторы замкнутые, циркуляционные системы смазки с принудительной подачей масла. В ТВД система подачи масла к наружным элементам двигателя и редуктора являются составной частью маслосистемы двигателя, поэтому прокачка масла осуществляется главным масляным насосом двигателя. В вертолетных двигателях маслосистемы редукторов самостоятельные и включают нагнетающий и откачивающий насосы, масляные каналы, трубопроводы, форсунки, которые подводят масло к места смазки. В масляную систему входят так же воздушно-масляный радиатор, фильтры, редукционные и перепускные клапаны и емкости для сбора масла. Давление масла в нагнетающей магистрали масляной системы редуктора составляет 350-600 кПа. Ориентировочно расход масла через редуктор ТВД или редуктор вертолетного двигателя оценивается величиной в пределах 0,6-0,45 кг/кВт в минуту. А потери масла за счет износа его через систему суфлирования и уплотнения составляет 0,3-1%. Количество масла, идущего на смазку подсчитывается следующей зависимостью:

 

 

Йqdd

Q – количество теплоты, уносимой маслом при смазывании.

N – мощность, передаваемая редуктором.

ηр – КПД редуктора, которая оценивает потери зацепления в опорах и гидравлические потери.

t₂ – t₁ – температура на входе и выходе из редуктора.

См – теплоемкость масла.

Для смазки редукторов используется масло нефтяного происхождения. Однако, они обладают недостаточно высокими эксплуатационными свойствами. Эти масла недостаточно термостабильны и не обеспечивают эффективной работы без подогрева масла в зимних условиях, т.к. температура застывания –20⁰С, а максимальная работоспособность при температуре 120⁰С. Поэтому в последнее время стали применяться синтетические масла, которые обладают гораздо лучшей термостабильностью и эксплуатационными свойствами, т.к. имеют температуру застывания –60⁰С, а максимальная при температуре 200⁰С, а вязкость масла не меняется в это интервале температур.

Требования, предъявляемые к редукторам:

1.Малая масса.

2.Малые габаритные размеры.

3.Отсутствие колебаний угловой скорости, т.к. эти колебания могут служить источниками опасных колебаний двигателя.

4.При проектировании редукторов необходимо назначать допустимое отклонение параметров зубчатого зацепления в соответствии с принятыми стандартами.

При эксплуатации зубчатых передач в авиационных двигателях происходят разрушения:

1. Поломка зуба – очень редко, основная причина – усталостные и механические трещины у основания зуба или недостаточная ударная вязкость материала, неправильная работа зубчатого зацепления, вызванное деформациями валов или его перекоса при несоосном изготовления отверстия под подшипники в корпусе.

2. Выкрашивание зубьев – характеризуется появлением на рабочих поверхностях мелких углублений, число которых с течение времени увеличивается. Выкрашивание обычно начинается у ножки зубы, которое зависит от усталостной прочности зуба, шероховатости поверхности зуба, вязкости масла, направлении скорости скольжения или скорости качения.

3. Отслаивание – характеризуется отделение частиц материала зуба по размерам большим, чем при выкрашивании. Причинами являются большие перегрузки, наличие внутренних напряжений, отсутствие прочной сердцевины зуба.

4. Заедание – явление прочного сцепления частиц материала зубьев одного зубчатого колеса с материалом зубьев другого зубчатого колеса. Эти частицы в дальнейшем образуют на поверхности зубьев бороздки. Заедание наблюдается при работе зубьев без смазки, при недостаточной вязкости масла, при выделении большего количества тепла в зацеплении. Это приводи к уменьшению вязкости масла. Заедание происходит при снятии масляной пленки острой кромкой зуба при входе в зацепление, при перегрузка. Заедание приводит к износу зубьев и деформации профиля.

Износ зуба по рабочей поверхности возникает из-за низкого качества рабочей поверхности и наличия абразивных частиц в масле. Для устранения износа необходимо хорошо промыть детали при сборке. Произвести притирку зубьев и установить в масляной системе фильтр тонкой очистки.