直升机减速器
直升飞机通常采用齿轮传动的主减速器(如下图所示),其动力输入端为发动机,动力输出端与旋翼、尾桨附件传动轴相连,是直升飞机的主要动力元件之一,也是驱动装置中最复杂、最大和最重的部件。
减速机的工作特点和要求。
主减速机工作特点为减速,转向,并车。把高转速小扭短的发动机功率转化为低转速大扭短传递给旋翼轴,并按转速、扭矩要求向直升机的尾桨、附件等传递功率,也可作为中枢受力部件,直接承受由旋翼产生的所有作用力和力矩,并传递到机体。针对主减速器的工作特点,提出了以下性能要求:
传送力大,重量轻。伴随着直升飞机技术的不断发展,要求主减速机传递的动力越来越大,齿轮啮合处的载荷也越来越大。一个具有3000kW传递功率限制的直升机主减速器,其中一对啮合齿轮承受的力高达10000kg,为了保证齿轮轴的强度,必须对减速器的重量进行相当大的补偿。例如,直升机的主减速机重一般占直升机总体结构重量的l/7~l/9。
减速率大,运输效率高;主减速机的减速比即为传动比,即发动机输出功率的轴速与旋翼转速的比值;传递效率即传递过程中的功率损失。因为旋翼的旋转速度和发动机输出轴的转速有很大的差别,一些直升机的减速比高达120。速度差异越大,旋翼轴转矩也越大,齿轮负荷也越大。因此,在实际应用中,应采用多级传动、复合齿轮传动等多种卸载措施,以降低载荷,降低传动效率。普通现代直升机减速机的传动效率维持在大约0.985。
耐用且可靠。现代直升飞机的大多数主要减速器部件,包括齿轮、轴和机匣,在设计时都是以无限寿命设计的,但实际上是以有限寿命来使用的。为此,需要在实际使用中每工作一段时间后,将主减速器从直升机上卸下,送到工厂进行整修;更换耗尽的部件,检查合格后,将其装上直升机,重新投入使用。这种翻修可以进行几次,每两次送料装置翻修间隔时间称为翻修间隔期,也就是主减速机的翻修寿命。对主减速器的可靠性而言,一般用平均故障间隔时间(MTBF)来表示,即在实际使用中,主减速器的故障次数等于其平均工作时间(或每两次故障之间的平均时间)。
良好的干燥操作能力。因为主减速器内齿轮数量多,负荷重,工作时需滑油循环流行润滑,以确保主减速器正常工作,一旦滑油丢失,两轮齿轮间、两轴间就会发生烧蚀,造成严重后果。为确保飞行安全,尤其是军用直升机,应要求主减速机在断油后,具备一定的干燥性能。现代化的直升飞机通常都有30-40毫秒的主减速器,可以让飞行员继续执行战斗任务,安全返回基地或者紧急降落。
主要减速器结构及工作原理。
直升飞机的主减速器是一个独立部件,安装在机身上部的减速器舱内,由机身承重结构支撑。主减速机由箱体、减速机、轴及润滑系统组成。参见某型直升飞机主减速机外形及部分平面图。
本实用新型的主减速器机匣是由铝合金(或镁合金)铸造,组成主减速器的主要承载部件,其内部装有带游星齿轮和轴系的减速装置以及滑油润滑系统的附件。机翼的轴线从顶部向外延伸,周围有两个安装座连接到引擎的动力输出轴上,尾部的传动轴和其它附件的传动轴连接在一起,最下面是滑油池。
润滑主减速器。
主要减速器必须配置独立自主的润滑系统,以减少齿轮和轴承表面的摩擦和磨损,防止过热、腐蚀、划伤,并使磨损物通过滑油循环排出。在各种工况下,主减速器润滑系统应保证润滑可靠、散热充分、系统密封良好、油耗低、配有金属磨损物探测报器便于维修检查。
主要减速器工作状态的检查。
在实际应用中,不可能用目测和直接检测的方法对主减速器内部零件进行技术状态检测,除了利用空间站人员可以通过油温、油压指示、油屑报警装置等滑油系统进行判断外,还应该通过油温、油压的定期检测来判断主减速器内油温、油压的技术状态,因为油温、油压的检测需要在油温、油压达到维修间隔期后及时返回工厂进行维修,这样才能保证直升机关键部件-主减速器的安全可靠工作。
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