MD1720Z - Variator de viteză - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la industria constructoare de maşini, în special la variatoare de viteză, şi poate fi utilizată în diferite mijloace de transport pentru reglarea continuă a vitezei.Variatorul de viteză, conform invenţiei, conţine un arbore al unei surse de energie (1), pe care este fixat rigid printr-un butuc (2) un disc conducător (3), amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţe conice cu un disc condus (4), pe care este fixat un organ de execuţie (5), formând un cuplu elicoidal cu un arbore condus (7), pe care prin rulmenţi (8, 9) este amplasat un rotor al unui motor electric (6) cu frecvenţă de rotaţie variabilă.

Description

Invenţia se referă la industria constructoare de maşini, în special la variatoare de viteză, şi poate fi utilizată în diferite mijloace de transport pentru reglarea continuă a vitezei.

Este cunoscut un variator de viteză frontal, compus din discuri conducătoare şi conduse, amplasate cu posibilitatea unui contact direct [1].

Dezavantajele soluţiei cunoscute constau în necesitatea unui dispozitiv de prindere şi inexactitatea raportului de transmisie din cauza alunecării la sarcini moderate.

Cea mai apropiată soluţie prezintă un variator de viteză frontal, în care discurile conducătoare şi conduse sunt amplasate în plane paralele, iar transmiterea vitezei de la discul conducător la cel condus se efectuează cu ajutorul unor role auxiliare, amplasate simetric pe ambele părţi ale discurilor [2].

Dezavantajul principal al soluţiei cunoscute constă în diapazonul de reglare redus din cauza creşterii inacceptabile a dimensiunilor (diametrelor) discurilor conducătoare pe măsura creşterii raportului de transmisie.

Problema pe care o rezolvă invenţia propusă constă în sporirea posibilităţilor de reglare cu dimensiuni neschimbate şi capacitatea de a transmite momente de torsiune semnificative.

Problema se soluţionează prin aceea că variatorul de viteză conţine un arbore al unei surse de energie, pe care este fixat rigid printr-un butuc un disc conducător, amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţe conice cu un disc condus, pe care este fixat un organ de execuţie, formând un cuplu elicoidal cu un arbore condus, pe care prin rulmenţi este amplasat un rotor al unui motor electric cu frecvenţă de rotaţie variabilă.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în posibilităţile nelimitate a diapazonului de reglare a vitezei, totodată valoarea diapazonului nu influenţează asupra dimensiunilor şi greutatea dispozitivului, şi datorită contactului discurilor care interacţionează, variatorul de viteză permite transmiterea unui moment de torsiune semnificativ.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă vederea generală a variatorului de viteză.

Variatorul de viteză (vezi figura) conţine arborele unei surse de energie 1 (de exemplu, un motor electric cu o viteză unghiulară constantă sau un arbore cotit al unui dispozitiv de transport), pe care este fixat rigid prin butucul 2 discul conducător 3, amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţele conice cu discul condus 4, pe care este fixat organul de execuţie 5 (de exemplu, o roată de lanţ), formând cuplul elicoidal cu arborele condus 7, pe care prin rulmenţii 8, 9 este amplasat rotorul motorului electric 6 cu frecvenţă de rotaţie variabilă, care reprezintă în sine un motor electric de curent continuu cu o putere redusă şi cu o viteză unghiulară variabilă, instalată, de exemplu, de către un reostat (nu este prezentat în desen).

Dispozitivul funcţionează în modul următor.

La rotaţia motorului 6, pe elicele arborelui condus 7 apare o forţa axială, care apasă discul condus 4 către cel conducător 3, provocând un moment de frecare (moment de cuplare) pe suprafaţa de contact. Deoarece viteza unghiulară a discului conducător 3 depăşeşte viteza unghiulară a discului condus 4, momentul de frecare este direcţionat în aceeaşi direcţie de rotaţie. Aceasta şi serveşte factorul principal de mişcare. Direcţia de rotaţie a motorului 6 coincide cu direcţia de rotaţie a sursei de energiei 1.

Modelul matematic al dispozitivului descris are următoarea formă:

(1),

unde: Мout - momentul de ieşire la organul de execuţie 5, Мf - momentul de frecare, Мin - momentul de torsiune pe arborele de comandă al motorului 6, f' - coeficientul de frecare redus în zona de contact: discul conducător 3 - discul condus 4, - randamentul cuplului elicoidal, D - diametrul mediu al zonei de contact: discul conducător 3 - discul condus 4, p - pasul filetului.

Din formula (1) rezultă un coeficient de câştig în viteză foarte semnificativ:

(2),

datorită raportului mare D/p dintre diametrul mediu al suprafeţei de contact şi pasul filetului.

1. Основы проектирования машин, УлГТУ, p.83-84, 2012

2. RU 2235239 C2 2004.08.27

Claims (1)

1. Variator de viteză, care conţine un arbore al unei surse de energie, pe care este fixat rigid printr-un butuc un disc conducător, amplasat cu posibilitatea contactării prin suprafeţe conice cu un disc condus, pe care este fixat un organ de execuţie, formând un cuplu elicoidal cu un arbore condus, pe care prin rulmenţi este amplasat un rotor al unui motor electric cu frecvenţă de rotaţie variabilă.