RU147947U1

RU147947U1 - MECHANICAL POWER AMPLIFIER

Info

Publication number: RU147947U1
Application number: RU2013154189/07U
Authority: RU
Inventors: Руслан Гаджиомарович Гаджиомаров; Музанфер Низаметдинович Меликов
Original assignee: Руслан Гаджиомарович Гаджиомаров; Музанфер Низаметдинович Меликов
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-11-20

Abstract

Усилитель мощности, включающий входные и выходные валы, привод, перекладину, нагрузку, отличающийся тем, что содержит одну или несколько ячеек усиления, кинематически связанных с приводом, каждая ячейка включает ведущую и ведомую пластину, жестко соединенную соответственно с входным и выходным валами, пластины в пределах каждой ячейки подвижно соединены друг с другом перекладиной, вращающейся вокруг точки опоры, разделяющей ее на длинное и короткое плечи, причем конец длинного плеча перекладины шарнирно связан с ведущей пластиной, а конец короткого плеча перекладины шарнирно связан с ведомой пластиной.A power amplifier, including input and output shafts, a drive, a crossbar, a load, characterized in that it contains one or more gain cells kinematically connected with the drive, each cell includes a leading and driven plate rigidly connected respectively to the input and output shafts, plates in within each cell, they are movably connected to each other by a crossbar rotating around a fulcrum dividing it into long and short shoulders, with the end of the long crossbar arm pivotally connected to the leading plate, and q crossbar short arm pivotally connected with the driven plate.

Description

Полезная модель относится к мехатронике, а именно - к механическим усилителям мощности, и может быть использована в различных отраслях машиностроения. Например, в энергетике.The utility model relates to mechatronics, namely to mechanical power amplifiers, and can be used in various branches of mechanical engineering. For example, in the energy sector.

Известен холодный усилитель мощности по патенту RU 2124261, который можно выбрать в качестве прототипа. Изобретение предназначено для использования в стационарных устройствах для получения электроэнергии. Усиление происходит за счет силы отталкивания постоянных магнитов, умноженной плечом рычага. Усилитель включает привод, нагрузку, рычаги, входной и выходной валы. В качестве привода использован электромотор, а в качестве нагрузки электродинамическая машина.Known cold power amplifier according to patent RU 2124261, which can be selected as a prototype. The invention is intended for use in stationary devices for generating electricity. The amplification is due to the repulsive force of the permanent magnets, multiplied by the lever arm. The amplifier includes a drive, load, levers, input and output shafts. An electric motor was used as a drive, and an electrodynamic machine as a load.

Недостаток данной конструкции заключается в множестве кинематически связанных между собой деталей, что отрицательно сказывается на КПД усилителя.The disadvantage of this design is the many kinematically interconnected parts, which negatively affects the efficiency of the amplifier.

Техническая задача, на которое направлено данное техническое решение, заключается в упрощении конструкции усилителя, повышении его КПД и передаточного отношения.The technical problem, which this technical solution is aimed at, is to simplify the design of the amplifier, increase its efficiency and gear ratio.

Технический результат достигается за счет уменьшения количества деталей, необходимых для получения заданных параметров усилителя мощности. Усилитель составлен из одной, или нескольких ячеек усиления, кинематически связанных с приводом. Каждая ячейка включает ведущую и ведомую пластины, жестко соединенные соответственно с входным и выходным валами. Пластины в пределах каждой ячейки подвижно соединены друг с другом перекладиной, вращающейся вокруг точки опоры, разделяющей ее на длинное и короткое плечи. При этом конец длинного плеча перекладины шарнирно связан с ведущей пластиной, а конец короткого плеча перекладины шарнирно связан с ведомой пластиной. Фактически перекладина с точкой опоры представляет собой рычаг, который совершает вращательное движение вокруг точки опоры. Передаточное отношение рычага, как известно, зависит от соотношения протяженности длинного и короткого плеча перекладины. Это значит, что на выходном вале механического усилителя мощности теоретически можно получить любое усилие. Для того, чтобы перекладины не делать очень длинными, и уменьшить действующий на них изгибающий момент, предусмотрено применять ряд отдельных ячеек усиления с относительно короткими перекладинами. При этом усилие, развиваемое на выходных валах ячеек можно складывать.The technical result is achieved by reducing the number of parts required to obtain the specified parameters of the power amplifier. An amplifier is made up of one or more gain cells kinematically connected to the drive. Each cell includes a leading and driven plate, rigidly connected respectively to the input and output shafts. The plates within each cell are movably connected to each other by a crossbar rotating around a fulcrum dividing it into long and short shoulders. In this case, the end of the long crossbeam arm is pivotally connected to the leading plate, and the end of the short crossbeam arm is pivotally connected to the driven plate. In fact, the crossbar with the fulcrum is a lever that rotates around the fulcrum. The gear ratio of the lever, as you know, depends on the ratio of the length of the long and short arms of the crossbar. This means that theoretically, any force can theoretically be obtained on the output shaft of a mechanical power amplifier. In order not to make the crossbars very long, and to reduce the bending moment acting on them, it is envisaged to use a number of separate reinforcement cells with relatively short crossbars. In this case, the force developed on the output shafts of the cells can be folded.

Кинематическая схема механического усилителя мощности на примере двухъячеечного варианта приведена на чертеже.The kinematic diagram of a mechanical power amplifier using the example of a two-cell version is shown in the drawing.

Усилитель включает привод 1, на валу которого установлена шестерня 2. В качестве привода может быть применен электродвигатель. Шестерня 2 вращает шестерни 3 и 4, установленные на входных валах 5 и 6, соединенные жестко с ведущими пластинами 7 и 8, в качестве которых могут быть использованы, например, металлические круги. Ведущие пластины подвижно связаны с ведомыми пластинами 9 и 10, снабженные выходными валами 11 и 12. Выходные валы связаны с валами нагрузок 13 и 14. В качестве нагрузки можно использовать, например, электродвигатель, включенный в режиме генератора. Ведущие и ведомые пластины снабжены шарнирами 15-18. Ведущие и ведомые пластины в каждой ячейке усиления посредством шарниров соединены перекладинами 19 и 20, имеющими точки опоры 21 и 22. Точка опоры делит перекладину на длинное и короткое плечо. Вращающиеся детали снабжены подшипниковыми узлами 23. В качестве шарниров 15-18 и точек опоры 21 и 22 можно использовать шаровые подшипники.The amplifier includes a drive 1, on the shaft of which a gear is mounted 2. An electric motor can be used as a drive. Gear 2 rotates gears 3 and 4 mounted on input shafts 5 and 6, which are rigidly connected to drive plates 7 and 8, for which, for example, metal circles can be used. Leading plates are movably connected with driven plates 9 and 10, provided with output shafts 11 and 12. Output shafts are connected with load shafts 13 and 14. As a load, for example, an electric motor switched on in generator mode can be used. Leading and driven plates are provided with hinges 15-18. The driving and driven plates in each gain cell are hinged by crossbars 19 and 20 having pivots 21 and 22. The pivot points divide the crossbar into a long and short shoulder. The rotating parts are provided with bearing assemblies 23. Ball bearings can be used as hinges 15-18 and pivots 21 and 22.

Усилитель мощности работает следующим образом:The power amplifier operates as follows:

При включении привода начинает вращаться шестерня 2. Шестерня 2 вращает находящиеся с ней в зацеплении шестерни 3 и 4, установленные на входных валах 5 и 6 и вместе с ними и ведущие пластины 7 и 8. При этом начинают вращаться вокруг входных валов и точек опоры 21 и 22 перекладины 19 и 20, вовлекая во вращение ведомые пластины 9 и 10, установленные на выходных валах 11 и 12. Связанные с выходными валами нагрузки (генераторы) М2 и М3 вырабатывают электроэнергию. Так как передаточное отношение рычага, как было сказано выше, зависит от соотношения длин плеч перекладины, то усилие, развиваемое на выходных валах, может увеличиться, например, в 5 раз при соотношении длин плеч 5:1. Такое усилие вполне достаточно для раскрутки вала ротора генератора до рабочего режима.When the drive is turned on, gear 2 begins to rotate. Gear 2 rotates gears 3 and 4 located with it and mounted on input shafts 5 and 6 and with them drive plates 7 and 8. At the same time, they rotate around input shafts and pivot points 21 and 22 rungs 19 and 20, involving the rotation of the driven plates 9 and 10 mounted on the output shafts 11 and 12. The loads (generators) M2 and M3 associated with the output shafts generate electricity. Since the gear ratio of the lever, as mentioned above, depends on the ratio of the arms of the crossbar, the force developed on the output shafts can increase, for example, by 5 times with a ratio of shoulder lengths of 5: 1. Such an effort is quite sufficient for the rotation of the rotor shaft of the generator to the operating mode.

Claims

A power amplifier, including input and output shafts, a drive, a crossbar, a load, characterized in that it contains one or more gain cells kinematically connected with the drive, each cell includes a leading and driven plate rigidly connected respectively to the input and output shafts, plates in within each cell, they are movably connected to each other by a crossbar rotating around a fulcrum, dividing it into long and short shoulders, with the end of the long crossbar arm pivotally connected to the leading plate, and q crossbar short arm pivotally connected with the driven plate.