BG112911A - Устройство за генериране на инерционни сили - Google Patents

Abstract

Устройството за генериране на инерционни сили 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), като 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. 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 пътнически и транспортни средства по суша, 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 1, към който е закрепен ротор 4 и инерционен модул 2 с инерционна маса, пренасяни от и въртящи се със задвижващ вал 5, снабден с търкалящи се лагери 12, монтирани върху корпуса 1,като центърът на тежестта на инерционната маса е ексцентричен по отношение на оста на въртене 10 на задвижващия вал 5. Системата [6] съдържа още: средства за ограничаване на движението на устройството в една равнина, средства за ограничаване на въртенето на инерционната маса около вала 5, 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 изполващи инерционни сили.

Задачата е решена като устройство, което съдържа стационарен корпус 1, ротор 4, вал задвижващ 5, търкалящи лагери на вал задвижващ 12, капаци 13 и се харектеризира с това, че към стационарен корпус 1 са монтирани с болтове два броя инерционни модули 2. Инерционните модули 2 съдържат корпус на инерционния модул 3 и двигател 6 съединени с болтове. В корпус на инерционния модул 3 са монтиран ротор 4, пръстен водещ 9, който води ротор 4 с профила на вътрешния си отвор така, че масовият център на ротора, разположен в средата му е винаги на затворена базова крива от дъги 7. Ротор 4 съдържа осем търкалящи лагери 11, които държат ротора 4 в пръстен водещ 9, две плочки 16 плъзгащи се по вал задвижващ 5 и два комплекта търкалящ лагер с колело 14 и оси 10, които са ограничени за движение само по вътрешната повърхнина 8 на отвора във водещия пръстен 9. В корпус на инерционния модул 3 се съдържат още, капаци 13 в които са монтирани търкалящите лагери 12 към които е монтиран вал задвижващ 5 а към вал задвижващ 5 се куплира двигател 6. На капаци 13 е монтирана система за смазка 15. Вал задвижващ 5 чрез двете плочки 16 върти ротор 4, във отвора на пръстен водещ 9.

Описание на приложените фигури и приложения

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

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

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

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

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 на Устройство за генериране на инерционни сили с базовата крива от дъги.

В Приложение-З е съставена програма на метод за аналитични изчисления на устройства за генериране на инерционни сили с базови криви от дъги. Данните са отразени в Приложение-2. Програмата може да бъде използвана за проектиране на нови устройства за генериране на инерционни сили по други базови криви от дъги с различни размери, които да бъдат вграждани в двигателни системи от инерционни устройства за създаване на движещи инерционни сили.

Примерно изпълнение

Към стационарния корпус 1 са монтирани с болтове два броя инерционни модули 2. В инерционните модули 2 са съединени с болтове един към друг корпус на инерционния модул 3 и двигател 6. Към корпуса 3 на всеки от инерционните модули 2 са монтирани чрез болтове водещи пръстени 9 капаци 13 и система за смазка 15 , която периодично подава машинно масло към движещите се части. Двигателите 6 са свързани със задвижващи валове 5, които са монтирани в търкалящи се лагери 12 върху капаци 13. В корпусите 3 на инерционните модули 2 са монтирани ротори 4, снабдени с по два броя търкалящи се лагери 14 с колела, при което двата търкалящи се лагери 14 с колела са ограничени за движение по вътрешната повърхнина на отвора във водещия пръстен 9 така, че масовият център на ротора 4, разположен в средата му е винаги на затворена базова крива от дъги 7. Задвижващият вал 5 чрез двете плочки 16 на ротор 4 го въри във отвора на пръстен водещ 9. Двигателите 6 са електрически серво двигатели с п-кодери, управлявани от сервозадвижвания и един програмируем контролер, който синхронизира управлението на електрическите серводвигатели 6 по скорост на въртене и позиция на завъртане на двата задвижващи вала 5.

Примерно устройство за генериране на инерционни сили е изобразено на Фиг.1. То се състои от Стационарен корпус 1, по 2 броя Инерционен модул 2 с Двигатели 6. В корпус на инерционния модул 3 е монтиран пръстен водещ 9 в който е изработен отвор по програмна линия 8 Фиг.4. Програмна линия 8 е (spline line) линия, образувана от движението на две колела с диаметър 026 mm, центрите на които са рзположени 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 от дъги 7 Фиг.З. Размерите на приетата базова крива от дъги 7 на примерното устройство са показани на Фиг.2.

Параметрите на базовата крива от дъги, диаметър 026 mm и дължината 86 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 скороста на въртене на вал задвижващ, а така също и от формата и размерите на базовата крива.

Върху големината и посоката на инерционната сила оказва същественно влияние избора на място на ЦВ. Центъра на въртене трябва да е разположен точно на базовата крива от дъги.

Най подходящи за базови криви са симетричните крива от дъги. Параметрите на програмната линия, в примерното устройство, 026 mm и дължината 86 mm се определят след якостно пресмятане на конструкцията за изчислената големина на инерционната сила.

В корпуса 3 на инерционния модул 2 са монтирани, ротор 4 и вал задвижващ 5, който е монтиран на търкалящи лагери на вал задвижващ 12 и капаци 13 така,че оста на вал задвижващ 5 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, при което двете плочки на ротора 16 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 от дъги 7.

Инерционните сили Fc се генерират от Ротор 4 Фиг.6 като 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 Ύ се сумират и привеждат в движение цялото устройство по направление на ос Y, а по направление на ос X се променят както по стойност така и по посока.

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

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 задвиждане на изделия в които до сега са използвани силите пренасяни от трансмиси за осъществяване на движение, като транспортни средства движещи се по суша 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 система генерираща инерционни сили; работни органи; генератор на електроенергия; сервозадвижвания, програмируеми контролери за електронно управление; кабина с пулт за управление; ходова част и други технологично необходими механизми.

В Приложение-2 и Приложение-З са представени метод и програма за изчисляване на устройства генериращи инерционни сили, които могат да бъдат съставни части на двигателни системи.

Предимства

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.

Машините използващи двигателни системи с вградени устройства за генериране на инерционни сили ще са с малка металоемкост, 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 транспортного средства (РФ № 2066398)

[5] - Инерционнь!й 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 се 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 се с това, че роторът (4) съдържа: осем търкалящи лагери (11), които държат ротора (4) в пръстен водещ (9), две плочки (16) плъзгащи се по вал задвижващ (5) и два комплекта търкалящ лагер с колело (14) и оси (10).

4. Устройство за генериране на инерционни сили съгласно претенции 1,2 и 3, характеризиращо се с това, че в корпуса (3) на инерционните модули (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). са куплирани електрически серводвигатели (6) с п-кодери, управлявани от сервозадвижвания и един програмируен контролер, който синхронизира управлението на електрическите серводвигатели (6) по скорост и ипозиция.