BG67349B1 - 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), капак долен (13), капак горен (17), капачка горна (18), капачка долна (19) и се характеризира с това, че към стационарния 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 корпуса (3) на всеки инерционен модул (2) са монтирани ротор (4) и пръстен водещ (9), за водене на 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

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, 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 на изобретението

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

Задачата е решена като устройство, съдържащо, стационарен корпус, ротор, вал задвижващ, търкалящи лагери на вал задвижващ, капак долен, капак горен, капачка горна и капачка долна, характеризиращо се с това, че към стационарния корпус са монтирани с болтове два броя инерционни модули. Инерционните модули съдържат корпус на инерционния модул и двигател, съединени с болтове. В корпуса

BG 67349 Bl на инерционния модул са монтирани ротор, пръстен водещ, който води ротора с профила на вътрешния си отвор така, че масовият център на ротора, разположен в средата му е винаги на затворена базова крива от дъги. Роторът съдържа осем търкалящи лагера, които държат ротора към пръстен водещ, две плочки плъзгащи се по вал задвижващ и два комплекта търкалящ лагер с колело и ос, които са ограничени за движение само по вътрешната повърхнина на отвора във водещия пръстен. В корпуса на инерционния модул се съдържат още, капак долен и капак горен, в тях са монтирани търкалящите лагери, към които е монтиран вал задвижващ, а към вал задвижващ се куплира двигателят. На капак горен е монтирана система за смазка. Вал задвижващ чрез двете плочки върти ротора, в отвора на пръстен водещ.

Пояснение на приложените фигури и приложения

На фигура 1 е показана конструкцията на устройството за генериране на инерционни сили.

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

На фигура 3 е показан начина за начертаване на програмната линия на пръстен водещ по размерите на базовата крива.

На фигура 4 е показан чертеж на готовата програмна линия и разположението на отвора, обработен в пръстен водещ.

На фигура 5 е показана векторната диаграма на инерционните сили на един модул с размери, посока и големина, изчислени в Приложение 2.

На фигура 6 са показани детайлите, създаващи инерционните сили на един модул.

В Приложение 1 са показани наименованията на означените позиции в приложените фигури.

В Приложение 2 е показан метод на аналитични изчисления на устройство за генериране на инерционни сили с базовата крива от дъги.

В Приложение 3 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 на изобретението

Към стационарния корпус 1 са монтирани с болтове, два броя инерционни модули 2. Във всеки инерционен модул 2 към неговия корпус на инерционния модул 3 са монтирани с болтове, капак долен 13 с търкалящ лагер на вал задвижващ 12, капачка долна 19, вал задвижващ 5. пръстен водещ 9 в комплект с ротора 4, капак горен 17 с търкалящ лагер на вал задвижващ 12 и система за смазка 15, капачка горна 18 и двигател 6. Системата за смазка 15 периодично подава масло към движещите се части. Валът на двигателя 6 се куплира в отвора на вал задвижващ 5. Двигателите 6 са електрически серводвигатели с n-кодери, които въртят в противоположни посоки задвижващите валове 5, а чрез двете плочки 16 се въртят роторите 4 в отвора на водещите пръстени 9. Управлявани от сервозадвижвания и един програмируем контролер, синхронизиращ по скорост и посока на въртене електрическите серводвигатели и по ъглова позиция на завъртане на двата задвижващи вала 5.

BG 67349 Bl

Примерно устройство за генериране на инерционни сили е изобразено на фиг. 1. То се състои от стационарен корпус 1 и два броя инерционни модули 2. Във всеки 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 0 26 mm, центрите на които са разположени в двата края на права линия, минаваща през точка ЦВ, в средата на която е центъра на тежест на ротора 4 и е винаги точка от базовата крива 7 от дъги фиг. 3. Размерите на приетата базова крива 7 от дъги на примерното устройство са показани на фиг. 2.

Параметрите на базовата крива 7 от дъги, диаметрите на търкалящите лагери с колело 14 0 26 mm и разстоянието между тях в ротора 4-86 mm. дължината 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 4 и скоростта на въртене на вал задвижващ 5, а така също и от формата и размерите на базовата крива 7.

Върху големината и посоката на инерционната сила оказва съществено влияние избора на място на ЦВ. Центърът на въртене трябва да е разположен точно на базовата крива 7 от дъги.

Най-подходящи за базови криви 7 са симетричните криви от дъги. Параметрите на програмната линия 8, в примерното устройство, 0 26 mm и дължината 86 mm се определят след якостно пресмятане на конструкцията за изчислената големина на инерционната сила.

В корпуса на инерционния модул 3 са монтирани, ротора 4 и вал задвижващ 5, който е монтиран на търкалящи лагери на вал задвижващ 12 към капак долен 13 и капак горен 17 така, че оста на вал задвижващ 5 е точката ЦВ от базовата крива 7 на програмна линия 8 фиг. 3. При това положение всеки търкалящ лагер с колело 14 се търкаля по повърхнината на отвора, обработен в пръстен водещ 9 по програмната линия 8.

Задвижван от двигателя 6, вал задвижващ 5 върти ротора 4 в пръстен водещ 9, при което двете плочки 16 на ротора 4 му позволяват да се премества в равнината на въртене, а програмна линия 8 принуждава ротора 4, въртейки се, да се движи така, че неговият център на тежест винаги да е разположен на базовата крива 7 от дъги.

Инерционните сили Fc се генерират от ротора 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 Y. а по направление на ос X се променят както по стойност, така и по посока.

Устройството е с два инерционни модула 2, защото роторите 4 се въртят в противоположни посоки, при което инерционните сили по направление на ос X, като нежелани сили се уравновесяват, а стойностите на проекциите на инерционните сили по направление на ос Y 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 еднакви или различни параметри и мощност могат да се вграждат в двигателни системи, генериращи инерционни сили за задвижване на изделия, в които досега са използвани силите, пренасяни от трансмисии 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 или само пулт за управление; ходова част и други технологично необходими механизми.

В Приложение 2 и Приложение 3 са представени метод и програма за изчисляване на устройства, генериращи инерционни сили, които могат да бъдат съставни части на двигателни системи.

Предимства на изобретението

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.

Claims (1)

1. Устройство за генериране на инерционни сили, което съдържа: стационарен корпус; ротор; вал задвижващ; търкалящи лагери на вал задвижващ; капак долен; капак горен, характеризиращо се с това, че към стационарния корпус (1) са монтирани с болтове два броя инерционни модули (2)