BG112458A - Устройство за генериране на инерционни сили - Google Patents

Abstract

Устройството за генериране на инерционни сили съдържа стационарен корпус (1), ротор (4), задвижващ вал (5), търкалящи лагери (12) на задвижващ вал (5) и капаци (13). Нъм стационарния корпус (1) са монтирани с болтове два броя инерционни модули (2), като всеки от инерционните модули (2) съдържа корпус (3) на инерционния модул (2)и двигател (6), съединени с болтове. В корпусите (3) на инерционните модули (2) са монтирани ротор (4) и водещ пръстен (9), който води ротора (4) с профила на вътрешния си отвор. Изобретението позволява, да се проектират и изработват технологични двигателни системи, генериращи инерционни сили с голяма стойност, плавно променящи се както по стойност така и по направление и посока.

Description

ОПИСАНИЕ

УСТРОЙСТВО ЗА ГЕНЕРИРАНЕ НА ИНЕРЦИОННИ СИЛИ

Област на техниката

Изобретението се отнася до устройство за създаване на движение от инерционни сили, които са генерирани от него, при което тяло с маса Мр, наречено ротор се върти, а масовият му център се движи по затворена криволинейна траектория, при което получените инерционни сили са с предварително избрани стойност, направление и посока. Устройството ще намери приложение в повдигателнотранспортни машини, пътнически и транспортни средства по суша, въздух, вода и под вода.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е система за превръщане на въртеливо движение в еднопосочно движение [6], която се отнася до динамична, движеща се система за осигуряване на еднопосочно движение и има за основна цел, да се осигури система за задвижване, в която въртеливо движение, произведено от първичен двигател се преобразува в постоянно или периодично еднопосочно движение на носител товар, който може или не може да бъде носител на ротационните елементи на системата.

Системата [6] за превръщане на въртеливо движение в еднопосочно движение съдържа: стационарен корпус, към който е закрепен ротор и инерционен модул с инерционна маса, пренасяни от и въртящи се със задвижващ вал, снабден с търкалящи се лагери, монтирани върху корпуса, като центърът на тежестта на : · : : .·’ · : ··· · · · ···· ··· · инерционната маса е ексцентричен по отношение на оста на въртене на задвижващия вал. Системата [6] съдържа още: средства за ограничаване на движението на устройството в една равнина, средства за ограничаване на въртенето на инерционната маса около вала, с което се получава трептене на свободно окачен елемент в равнина, устройство за натоварване, на което се предава еднопосочно движение, средство за свързване на споменатото устройство за натоварване със свободно окаченото устройство по време на движението му във фаза, при която системата се движи в една предварително определена посока, както и средства за преместване на свободно окачена единица в гореспоменатата предварително определена посока, при което устройството за натоварване със свободно спряна единица след залюляване на свободно окачената единица получава колебания в посока, обратна на предварително избраната посока.

Това изобретение не може да генерира инерционни сили, плавно променящи се по големина в регулируемо направление и посока за създаване на движение, защото инерционните сили се създават от две ексцентрични тела неподвижно разположени към две оси, твърдо фиксирани по фаза едно спрямо друго по двойки чрез зъбни колела и сложна система за управление.

Техническа същност

Задачата на изобретението е, да се предложи устройство, генериращо инерционни сили, благодарение на което да е възможна замяната на традиционните предавателни механизми за създаване на движение със системи от устройства, използващи инерционни сили.

: . : : . : .· ··· · ·· ···· · · · ·

Задачата е решена като устройство, което съдържа: стационарен корпус; ротор; вал задвижващ; търкалящи лагери на вал задвижващ; капаци и се характеризира с това, че към стационарен корпус са монтирани с болтове два броя инерционни модули. Всеки от инерционните модули съдържа: корпус на инерционния модул и двигател, съединени с болтове. В корпусите на инерционните модули са монтирани: ротор; пръстен водещ, който води ротора с профила на вътрешния си отвор. Роторът съдържа: четири оси в комплект с четири търкалящи лагера на ротора и два комплекта търкалящи лагери с колело и оси. В Корпуса на инерционния модул се съдържат още - капаци, към които са монтирани търкалящите лагери на вал задвижващ, в които е монтиран вал задвижващ, а към вал задвижващ е куплиран електрически серво двигател с n-кодер, управляван с контролер, който осигурява синхронизиране по скорост на въртене и ъгъл на завъртане на задвижващия вал.

Описание на приложените фигури

На Фиг.1 е показана конструкцията на устройство с два инерционни модула.

На Фиг.2 е показана базовата крива-елипса с размери, която се използва в устройството при оразмеряване на програмната линия.

На Фиг.З е показан чертеж с начина за начертаване на програмна линия.

На Фиг.4 е показан чертеж на самата програмна линия и разположението на отвора, обработен във водещ пръстен.

На Фиг.5 е показана векторна диаграма на инерционните сили с размери, посока и големина, изчислени в Приложение-2.

На Фиг.6 са показани детайлите, създаващи инерционните сили.

\В Приложение 2 е показан метод на аналитични изчисления н^· устройство за генериране на инерционни сили с базова крива едйпса.

В Приложение 3 е показан метод на аналитични изчисления на устройство за генериране на инерционни силих; базова крива окръжност. /

В Приложение 4 са съставени пррг0ами на четири метода за аналитични изчисления на устройрУ^аза генериране на инерционни сили с базови криви елипср/и окръжнЬст. Данните са отразени в Приложение-2 и Пруи1ожение-3. Програмите могат да бъдат използвани за оразмеряване на други, различнМ\устройства за генериранехга инерционни сили с различни параметриммощност, коитсгдсГсе вграждат в двигателни системи, генериращи ине|щирнни

Примерно изпълнение

Примерно изпълнение на устройство за генериране на инерционни сили е изобразено на Фиг.1. То се състои от: стационарен корпус 1, по два броя инерционни модули 2 с двигатели 6.

В корпуса на инерционния модул 3 е монтиран пръстен водещ 9 в който е изработен отвор по програмна линия 8 - Фиг.4.

Програмната линия 8 е сплайн линия (spline line), образувана от движението на колело с диаметър 072mm, центърът на което е разположен в двата края на права линия, минаваща през точка ЦВ, в средата на която е центъра на тежест на ротор 4 и е винаги точка от базовата крива - елипсата 7 от Фиг.З. Размерите на приетата елипса на примерното устройство са показани на Фиг.2.

Параметрите на базовата крива - елипсата 7, диаметър 072mm и дължината 200 mm на правата линия, минаваща през точка ЦВ се избират според желаната големина на инерционната сила.

··· · ·· ···· ··· ·

Големината на инерционната сила зависи най-вече от масата на ротора и скоростта на въртене на вал задвижващ, а също така и от формата и размерите на базовата крива.

Върху големината и посоката на инерционната сила оказва съществено влияние избора на място на ЦВ. Центърът на въртене може да е разположен върху базовата крива, навътре, или навън от нея.

Подходящи за базови криви са елипсите и окръжностите.

Параметрите на програмната линия в примерното устройство 072mm и дължината 200 mm се определят, след якостно пресмятане на конструкцията за изчислената големина на инерционната сила.

В корпус 3 на инерционния модул 2 са монтирани: ротор 4 и вал задвижващ 5, който е монтиран на търкалящи лагери 12 на вал задвижващ 5 и капаци 13 така, че неговата ос е точката ЦВ от елипса 7 на програмна линия 8. При това положение всеки търкалящ лагер с колело 14 се търкаля по повърхнината на отвора обработен в пръстен водещ 9 по програмна линия 8.

Задвижван от двигател 6, вал задвижващ 5 върти ротор 4 в пръстен водещ 9. Търкалящите лагери 11 на ротора 4 позволяват на ротора 4, да се премества в равнината на въртене, а програмна линия 8 принуждава ротор 4 въртейки се, да се движи така, че неговият център на тежест винаги да е разположен на базовата крива-елипса 7.

Инерционните сили Fc се генерират от ротор 4 (Фиг. 6). Те се променят по стойност и посока. Промените са отразени на Фиг.5 по изчислените стойности на сили Fc в Приложение - 2. От получените резултати се вижда, че инерционните сили по направление на ос Y : .:: .· . : .· • ·· · ·· · «·· ··· · се сумират и привеждат в движение цялото устройство по направление на ос У, а по направление на ос X се променят както по стойност така и по посока.

Устройството е с два броя инерционни модули 2, защото роторите 4 се въртят в противоположни посоки така, че инерционните сили по направление на ос X като не желани сили се уравновеся ват, а стойностите на проекциите на инерционните сили по направление на ос У се сумират и комбинират с инерционните сили по направление на ос X. В резултат на това се генерира инерционна сила в желана от нас посока.

Описаното примерно устройство за генериране на инерционни сили показано на Фиг.1 е изработено в метал. След включване в действие на двигателите 6, при правилно управление на скоростите и посоката на въртене на двата двигателя, се наблюдава плавно и управляемо движение на устройството.

Приложение (използване на устройството)

Няколко Устройства за генериране на инерционни сили с различни параметри и мощност могат да се вграждат в двигателни системи, генериращи инерционни сили за задвижване на изделия, в които до сега са използвани силите, пренасяни от трансмисии за осъществяване на движение, като традиционните повдигателни и транспортни средства движещи се по суша въздух и вода.

Устройството може да се вгражда и като допълнение в традиционни транспортни средства.

За машини, задвижвани от двигателни системи, генериращи инерционни сили в зависимост от предназначението им, трябва да се конструират: носещата им метална конструкция; самата двигателна • ·?ί· * · _φ· J _β· • ·· · ·· · · · · ··· · система, генерираща инерционни сили; работни органи; генератор на енергия; електронно управление; кабина за управление; ходова част и други механизми.

В Приложение - 2 и Приложение - 3 са представени 4 метода за изчисляване на устройства, генериращи инертни сили, които да са съставни части на двигателни системи.

Устройството (Фиг.1) работи по следния начин:

Двигател 6 върти вал задвижващ 5, който чрез търкалящи лагери 11 на ротора върти ротор 4. Двата търкалящи лагери с колело 14 на ротора 4 се търкалят по вътрешната повърхнина на отвора в пръстен водещ 9 така, че масовия център на ротора 4, разположен в средата е винаги на елипсата 7 от Фиг. 3.

Двигател 6 е електрически серво двигател с вграден п-кодер с 2500 импулса на оборот, управляван с контролер, който осигурява синхронизиране на двата двигателя 6 по скорост на въртене и ъгъл на завъртане на изходящите им валове. Това е важно за регулиране посоката и големината на общата инерционна сила на устройството.

Конструкцията на устройството за генериране на инерционни сили позволява обединяване на няколко броя инерционни модули 2, разположени в различни равнини на стационарен корпус 1 в двигателни системи, генериращи инерционни сили за вграждани в изделия на машиностроенето с различно предназначение.

Предимства

Изобретение позволява, да се проектират и изработват технологични двигателни системи, генериращи инерционни сили с голяма стойност, плавно променящи се както по стойност така и по направление и посока.

• · * · * · * ·8«· · · « · · · · • · « · · · · 4·· » a · ·«·· ata ·

Машините, използващи двигателни системи с вградени устройства за генериране на инерционни сили ще са с малка метало емкост, мобилни, маневрени и лесно управляеми от електронни устройства.

Литература

[1] - Inertia force generating device - patent (US 5005439 A)

[2] - Rotational inertial motor- patent (US 6109123 A)

[3] - Inertial propulsion plus/device and engine (US 5685196 A)

[4] - Инерционнь1Й движитель для транспортното средства (РФ № 2066398)

[5] - Инерционнь1Й движитель-двигатель (РФ № 2123134)

[6] - Sytem for converting rotary motion into unidirectional motion (US 2886976)

Claims (4)

ПРЕТЕНЦИИ УСТРОЙСТВО ЗА ГЕНЕРИРАНЕ НА ИНЕРЦИОННИ СИЛИ

1. Устройство за генериране на инерционни сили, което съдържа: стационарен корпус (1); ротор (4); вал задвижващ (5); търкалящи лагери (12) на вал задвижващ (5); капаци (13) и се характеризира с това, че към стационарен корпус (1) са монтирани с болтове два броя инерционни модули (2).

2. Устройство за генериране на инерционни сили съгласно претенция 1, характеризиращо с това, че всеки от инерционните модули (2) съдържа: корпус (3) на инерционния модул и двигател (6), съединени с болтове, при което в корпусите (3) на инерционните модули (2) са монтирани: ротор (4) и пръстен водещ (9), който води ротора с профила на вътрешния си отвор.

3. Устройство за генериране на инерционни сили съгласно претенции 1 и 2, характеризиращо с това, че роторът (4) съдържа: четири оси (10) в комплект с четири търкалящи лагери (11) на ротора (4) и два комплекта търкалящи лагери (14) с колело и оси (10).

4. Устройство за генериране на инерционни сили съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризиращо с това, че в корпуса (3) на инерционния модул (2) се съдържат още - капаци (13), към които са монтирани търкалящите лагери (12) на вал задвижващ (5), в които е монтиран вал задвижващ (5), а към вал задвижващ (5) е куплиран електрически серво двигател (6) с n-кодер, управляван с контролер, който осигурява синхронизиране по скорост на въртене и ъгъл на завъртане на задвижващия вал.