RU2110432C1 - Method of and device for building force providing inertia movement - Google Patents
Method of and device for building force providing inertia movement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110432C1 RU2110432C1 RU94039390A RU94039390A RU2110432C1 RU 2110432 C1 RU2110432 C1 RU 2110432C1 RU 94039390 A RU94039390 A RU 94039390A RU 94039390 A RU94039390 A RU 94039390A RU 2110432 C1 RU2110432 C1 RU 2110432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrators
- eccentrics
- force
- vibrator
- movement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения инерционного движения и устройству для получения силы, вызывающей движение, предназначено для получения поступательного движения в транспортных средствах и может быть применено в различных средствах передвижения. The invention relates to a method of obtaining inertial motion and a device for obtaining a force that causes movement, is intended to obtain translational motion in vehicles and can be used in various vehicles.
Известен способ получения инерционного движения, реализованный в устройстве, в котором сила инерции создается за счет двух одинаковых эксцентриков, которые вращаются в разные стороны синхронно и синфазно (авт. св. СССР N 15124, МКИ B 63 D 57/00, опубл. в Б. И. N 20 за 1962 г.). A known method of obtaining inertial motion, implemented in a device in which the inertia is generated by two identical eccentrics that rotate in opposite directions synchronously and in phase (ed. St. USSR N 15124, MKI B 63
Недостаток известного способа заключается в том, что на корпус транспортного средства передается вибрация от возбудителя колебаний. The disadvantage of this method is that vibration is transmitted to the vehicle body from the vibration pathogen.
Известен также способ получения инерционного движения реализованный в устройстве, заключающийся в том, что вибрационная сила создается дебаласным вибратором, содержащим два эксцентрика, синхронно и синфазно вращающихся в противоположные стороны с последующей передачей вибрационной силы на механизм передвижения с помощью механической передачи (авт. св. СССР N 939817, МКИ F 03 G 3/00, опубл. 30.06.82. в Б. И. N 24). There is also a method of obtaining inertial motion implemented in the device, which consists in the fact that the vibrational force is created by a unbalanced vibrator containing two eccentrics, synchronously and in-phase rotating in opposite directions, followed by the transmission of the vibrational force to the movement mechanism using mechanical transmission (ed. St. USSR N 939817, MKI F 03
Недостатками известного способа и устройства, выполненных согласно ему, являются повышенная вибрация, передаваемая на транспортное средство, сложность механической передачи, низкий КПД и надежность. Кроме того, известные способы не позволяют получать высокие скорости движения и регулировать скорость перемещения в широком диапазоне. The disadvantages of the known method and device made according to it are increased vibration transmitted to the vehicle, the complexity of the mechanical transmission, low efficiency and reliability. In addition, the known methods do not allow to obtain high speeds and to control the speed of movement in a wide range.
Известен способ для получения силы, вызывающей движение транспортного средства, реализованный в устройстве и принятый в качестве прототипа, содержащий 2 дебалансных вибратора, установленных на общей жесткой оси параллельно продольной оси транспортного средства (заявка Франции N 2630784, F 03 G 3/00, с приоритетом от 1989 г.). A known method for obtaining the force causing the movement of the vehicle, implemented in the device and adopted as a prototype, containing 2 unbalanced vibrators mounted on a common rigid axis parallel to the longitudinal axis of the vehicle (French application N 2630784, F 03
В этом способе более совершенный механизм передачи воздействующей силы на опору. In this method, a more advanced mechanism for transferring the acting force to the support.
Однако ему присущи те же недостатки, что и в описанных ранее. However, it has the same disadvantages as described previously.
Заявляемое изобретение направлено на повышение КПД, надежности, увеличение регулировочных свойств в широком диапазоне скоростей, упрощение кинематической передачи и снижение вибрации. The invention is aimed at increasing efficiency, reliability, increasing the adjusting properties in a wide range of speeds, simplifying kinematic transmission and reducing vibration.
Для достижения указанного результата в известном способе получения инерционного движения, заключающегося в том, что сила создается с помощью дебалансных вибраторов, содержащих два эксцентрика, вращающихся в разные стороны синхронно и синфазно, согласно изобретению создается постоянно направленная вдоль оси транспортного средства сила инерции за счет установки дебалансных вибраторов с двумя эксцентриками, вращающимися в разные стороны синхронно и синфазно, установленных на оси на расстоянии L друг от друга, причем угол сдвига фаз мгновенных сил, создаваемых дебалансными вибраторами, равен
φi= -πL(i-1)/τ,
где L = τ k/n;
τ = V/2f - полюсное деление;
f = ω/2π - частота колебаний вибрационных сил;
i - порядковый номер небалансного вибратора;
n - число пар вибраторов;
V - заданная скорость движения инерционной волны;
ω - угловая частота вращения вибраторов;
k - целое число, четное для нечетных "n" и нечетное для четных "n".To achieve the specified result in the known method of obtaining inertial motion, namely, that the force is created using unbalanced vibrators containing two eccentrics, rotating in different directions synchronously and in phase, according to the invention, an inertia force is constantly directed along the axis of the vehicle due to the installation of unbalanced vibrators with two eccentrics rotating in opposite directions synchronously and in phase, mounted on the axis at a distance L from each other, and the phase angle strength created by unbalanced vibrators is
φ i = -πL (i-1) / τ,
where L = τ k / n;
τ = V / 2f - pole division;
f = ω / 2π - vibration frequency of vibrational forces;
i - serial number of the unbalanced vibrator;
n is the number of pairs of vibrators;
V is the specified speed of the inertial wave;
ω is the angular frequency of rotation of the vibrators;
k is an integer even for odd "n" and odd for even "n".
В варианте технического решения направление сил обращается в обратную сторону за счет изменения угла сдвига фаз мгновенных сил, создаваемых вибраторами. In an embodiment of the technical solution, the direction of the forces is reversed by changing the phase angle of the instantaneous forces created by the vibrators.
В варианте способа расстояние между вибраторами изменяется. In an embodiment of the method, the distance between the vibrators varies.
В известном устройстве для получения инерционного движения, содержащем дебалансный вибратор, состоящий из двух эксцентриков, вращающихся синхронно и синфазно в разные стороны, согласно изобретению эксцентрики установлены на поворотных рычагах и выполнены подвижными относительно рычагов, концы которых имеют упоры, а между упорами и эксцентриками установлены пружины. In the known device for producing inertial motion, comprising an unbalanced vibrator consisting of two eccentrics rotating synchronously and in phase in different directions, according to the invention the eccentrics are mounted on pivoting levers and are movable relative to levers whose ends have stops and springs are installed between the stops and eccentrics .
В варианте устройства устанавливается последовательно несколько вибраторов, плоскости вращения эксцентриков в которых расположены под углом друг к другу. In an embodiment of the device, several vibrators are mounted in series, the plane of rotation of the eccentrics in which are located at an angle to each other.
Процесс получения постоянной силы, направленной вдоль общей оси, путем расположения нескольких дебалансных вибраторов с парами эксцентриков, вращающихся синхронно и синфазно и расположенных на определенном расстоянии друг от друга вдоль оси со смещением фазы возмущающей синусоидальной волны, определяемой расстоянием между вибраторами между вибраторами, позволяет создать однонаправленную и постоянную во времени силу. При этом снижается вибрация на механизм передвижения, повышается КПД, устраняется необходимость кинематической передачи на опорную часть транспортного средства, что повышает надежность системы и улучшает регулировочные свойства. The process of obtaining a constant force directed along the common axis by arranging several unbalanced vibrators with pairs of eccentrics rotating synchronously and in phase and located at a certain distance from each other along the axis with a phase shift of the disturbing sinusoidal wave, determined by the distance between the vibrators between the vibrators, allows you to create unidirectional and time constant force. This reduces the vibration on the movement mechanism, increases the efficiency, eliminates the need for kinematic transmission to the supporting part of the vehicle, which increases the reliability of the system and improves the adjusting properties.
Кроме того, поскольку в предлагаемом способе вибрация практически отсутствует, способ может быть применен на различных транспортных средствах с электрическим или тепловым первичным двигателем. In addition, since the proposed method has virtually no vibration, the method can be applied to various vehicles with an electric or thermal prime mover.
Дополнительное введение в способ изменения направления движения и обеспечение режима выбега без остановки вибраторов повышает универсальность системы и КПД. An additional introduction to the method of changing the direction of movement and providing a coasting mode without stopping the vibrators increases the versatility of the system and efficiency.
Изменение расстояния между вибраторами повышает регулировочные свойства системы. Changing the distance between the vibrators increases the adjusting properties of the system.
Подвижное размещение эксцентриков на рычагах и установка пружин между упорами и эксцентриками в устройство для получения движущейся волны сил, воздействующих на опору, позволяет повысить плавность пуска системы. The movable placement of the eccentrics on the levers and the installation of the springs between the stops and the eccentrics in the device for receiving a moving wave of forces acting on the support, allows to increase the smoothness of the system startup.
Расположение плоскостей вращения соседних вибраторов под некоторым углом позволяет изготовлять компактные устройства для получения движущей силы. The location of the rotation planes of the adjacent vibrators at a certain angle allows the manufacture of compact devices for driving force.
На фиг. 1 представлена конструкция устройства для получения инерционного движения; на фиг. 2, 3 показан элемент конструкции для изменения расстояния между вибраторами; на фиг. 4 дана принципиальная электрическая схема управления дебалансными вибраторами; на фиг. 5 и 6 показаны элементы сопряжения приводного электродвигателя с дебалансами; на фиг. 7 виден вариант устройства, в котором плоскости дебалансных вибраторов расположены под некоторым углом по отношению друг к другу; на фиг. 8 представлена диаграмма возмущающих сил, создаваемых вибраторами; на фиг. 9 показано направление сил, создаваемых вибраторами; на фиг. 10 имеется диаграмма движения силовой волны. In FIG. 1 shows the design of a device for obtaining inertial motion; in FIG. 2, 3 shows a structural element for changing the distance between the vibrators; in FIG. 4 is a circuit diagram of the control of unbalanced vibrators; in FIG. 5 and 6 show elements of coupling of the drive motor with unbalances; in FIG. 7 shows a variant of the device in which the planes of unbalanced vibrators are located at a certain angle with respect to each other; in FIG. 8 is a diagram of perturbing forces generated by vibrators; in FIG. 9 shows the direction of the forces created by the vibrators; in FIG. 10 there is a motion diagram of a force wave.
Устройство для получения силы, вызывающей движение по данному способу, состоит из общего трубчатого основания 1, жестко сочлененного в левой части с корпусом транспортного средства (на чертеже не обозначено) и разделенного на секции 2, 3, 4, 5, 6, 7. На равном расстоянии друг от друга, на секциях располагаются симметрично относительно центральной оси консоли 8, 9, 10, 11, 12, 13 сверху и снизу трубчатого основания 1. На обоих концах 8 - 13, с возможностью вращения, установлены эксцентрики соответственно 14 и 15 на консолях 8; 16, 17 на консолях 9; 18, 19 на консолях 10; 20, 21 на консолях 11; 22, 23 на консолях 12 и 24, 25 на консолях 13. Эксцентрики расположены на соответствующих поворотных рычагах 26, 27, 28, 20, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 и 37. Причем сами эксцентрики попарно установлены зеркально противоположно относительно друг друга. Таким образом, на фиг. 1 представлено 6 дебалансных вибраторов. Первый вибратор расположен на секции 2 трубчатого основания 1 с эксцентриками 14 и 15, второй расположен на секции 3 с экцентриками 16 и 17, третий вибратор с эксцентриками 18 и 19 расположен на секции 4, четвертый вибратор с эксцентриками 20 и 21 на секции 5, пятый вибратор с эксцентриками 22 и 23 на секции 6 и шестой вибратор с эксцентриками 24 и 25 на секции 7. A device for obtaining the force causing the movement by this method consists of a common
Расстояние между вибраторами (осями, проходящими через центры консолей 8 - 13 равно L = kτ/n (1), где n - число пар вибраторов; k - целое число, четное для нечетных "n" и нечетное для четных "n"; τ = V/2f - полюсное деление; f = ω/2π - частота колебаний вибрационной силы; ω - угловая частота вращения эксцентриков; V - заданная скорость движения инерционной силы. The distance between the vibrators (the axes passing through the centers of the consoles 8 - 13 is L = kτ / n (1), where n is the number of pairs of vibrators; k is an integer that is even for odd "n" and odd for even "n"; τ = V / 2f is the pole division; f = ω / 2π is the vibrational frequency of the vibrational force; ω is the angular frequency of rotation of the eccentrics; V is the specified speed of the inertial force.
Углы между осями, проходящими через консоли и осями, проходящими через рычаги и центр тяжести эксцентриков, распределяются следующим образом. Если для первого дебалансного вибратора, состоящего из консолей 8, рычагов 26, 27 и эксцентриков 14, 15, указанный угол принять равным 0, то для каждого последующего дебалансного вибратора угол определяется по формуле φi= -πL(i-1)/τ (2), отсчитываемый для верхних эксцентриков по часовой стрелке, а для нижних против часовой стрелки, где i - порядковый номер вибратора (считая по чертежу слева направо). При этом движение инерционной волны будет направлено в сторону последнего вибратора. В данном (фиг. 1) случае принимаем L = τ/3 , тогда φ2= -π/3 или -60o, φ3= -2π/3 или -120o, φ4= -π или -180o, φ5= -4π/3 или -240o и φ6= -5π/3 или -300o. Секции 2, 3, 4, 5, 6 и 7 соединены между собой с помощью резьбовых муфт 38, 39, 40, 41, 42, одна из которых 38 более детально представлена на фиг. 2. Секции 2 и 3 имеют соответственно левоходовую и правоходовую резьбы, а соединительная муфта 38 также имеет левоходовую и правоходовую резьбы, имеющие зацепление с соответствующими секциями (в данном случае 2 и 3). Все соединительные муфты объединены общим соединительным валом 43, проходящим внутри трубчатого основания 1. Вал 43 соединен с электродвигателем 44 (фиг. 2), жестко установленным на корпусе транспортного средства. Секции трубчатого основания 1 имеют Т-образные швеллеры 45, жестко соединенные с соответствующими секциями полкой вниз (фиг. 3) (на чертеже не обозначена). Швеллеры 45, с возможностью продольного перемещения, размещены в коробчатом основании 46. Последний жестко закреплен на корпусе транспортного средства. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой дебалансные вибраторы вращаются с помощью электродвигателей соответственно 48, 49, 50, 51, 52, 53 (фиг. 4), получающих питание от общего генератора 54, вращаемого первичным двигателем 55 и имеющего преобразователь 56. Каждый электродвигатель снабжен регулятором частоты вращения соответственно 57, 58, 59, 60, 61, 62 и импульсным датчиком скорости 63, 64, 65, 66, 67 и 68. Система управления содержит блок формирования импульсов (БФИ) 69 и устройства задержки импульсов (УЗИ) 70 и 71. БФИ 69 и УЗИ 70 и 71 получают сигналы от командоаппарата 72, а УЗИ 70 и 71 получают также сигналы от БФИ 69. Сигналы от БФИ 69 напрямую поступают в блоки сравнения 73 и 74. К блоку сравнения 73 приходит сигнал от датчика скорости 63, а выход блока сравнения 73 соединен с регулятором частоты вращения 57. В свою очередь блок сравнения 74 получает сигналы от датчика скорости 66, а его выход соединен с блоком управления 60. На блоки сравнения 75 и 76 сигнал поступает от УЗИ 70. Блок сравнения 75 получает сигналы от датчика скорости 64, а его выход соединен с регулятором 58. Блок сравнения 76 связан с датчиком 66, а его выход соединен с блоком 60. На блоки сравнения 77 и 78 сигналы поступают от УЗИ 71. Блок сравнения 77 получает также импульсы от датчика скорости 65, а его выход соединен с блоком управления 59. Блок сравнения 78 получает сигналы от датчика скорости 68, а его выход связан с блоком управления 62.The angles between the axles passing through the console and the axes passing through the levers and the center of gravity of the eccentrics are distributed as follows. If for the first unbalanced vibrator consisting of
Каждый из дебалансных вибраторов механически сочленен со своим двигателе так, как это показано на фиг. 5 и 6 на примере первого дебалансного вибратора. Электродвигатель 48 имеет шестерню 77, насажанную на его вал. Шестерня 77, в свою очередь, с одной стороны имеет зацепление с точно такой же шестерней 78 и зубчатым колесом 79, а шестерня 78 имеет зацепление с зубчатым колесом 80. Колеса 79 и 80 выполнены одинаковыми и снабжены осями 81 и 82, вращающимися в подшипниках (на чертеже не обозначены), закрепленных в консолях 8. На оси 81 и 82 зеркально противоположно жестко насажены рычаги 26 и 27 с эксцентриками 14 и 15. Each of the unbalanced vibrators is mechanically coupled to its engine as shown in FIG. 5 and 6 on the example of the first unbalanced vibrator. The
В варианте конструкции эксцентрики могут быть насажены на рычаги подвижно с возможностью перемещения вдоль рычагов. В этом случае рычаги имеют ограничители 83 и 84, а между эксцентриками и ограничителями установлены пружины сжатия 85 и 86. Электродвигатель 48 жестко крепится к консолям 8 с помощью кронштейнов 87. In a design embodiment, the eccentric can be mounted on the levers movably with the possibility of movement along the levers. In this case, the levers have stops 83 and 84, and compression springs 85 and 86 are installed between the eccentrics and limiters. The
В варианте технического решения плоскости вращения дебалансных вибраторов могут быть смещены относительно друг друга на некоторый угол, как это показано на фиг. 7, где 88 - это проекция плоскости вращения эксцентриков 14 и 15 первого вибратора, 89 - проекция плоскости вращения эксцентриков 16, 17 второго вибратора, 90 - проекция плоскости вращения эксцентриков 18 и 19 третьего вибратора. Плоскости вращения следующих вибраторов совпадают с указанными на фиг. 7 в следующем порядке: проекция плоскости вращения четвертого вибратора совпадает с осью 88, проекция плоскости вращения пятого вибратора совпадает с осью 89, а проекция плоскости вращения шестого вибратора совпадает с осью 90. In an embodiment of the technical solution, the planes of rotation of the unbalanced vibrators can be offset relative to each other by a certain angle, as shown in FIG. 7, where 88 is the projection of the plane of rotation of the
Плоскость вращения первого вибратора параллельна поверхности, на которой располагается транспортное средство. Угол смещения плоскостей определяется из расчета устранения соударений эксцентриков и так, чтобы гироскопический эффект не препятствовал маневрам транспортного средства. The plane of rotation of the first vibrator is parallel to the surface on which the vehicle is located. The plane displacement angle is determined from the calculation of eliminating the collisions of the eccentrics and so that the gyroscopic effect does not impede the maneuvers of the vehicle.
На графике (фиг. 8) цифрой 91 обозначен характер изменения возмущающей силы, создаваемой первым дебалансным вибратором; 92 - характер сил для второго вибратора; 93 - для третьего вибратора; 94 - для четвертого вибратора; 95 - для пятого и 96 - для шестого. На графике выделены два момента времени вертикальными пунктирными линиями и обозначены t0 и t1. Мгновенное значение сил, представленное на фиг. 8 для момента времени t0, обозначено буквой "a", а для момента времени t1 буквой "b". При этом мгновенные значения сил имеют то же обозначение, что и на фиг. 9, но с добавлением штриха для времени t0 и двух штрихов для времени t1.On the graph (Fig. 8), the
На фиг. 10 результирующая волна сил инерции для времени t0 обозначена цифрой 97, а другая для момента времени t1 обозначена цифрой 98.In FIG. 10, the resulting wave of inertia forces for time t 0 is indicated by 97, and the other for time t 1 is indicated by 98.
Устройство для получения силы, вызывающей движение, действует следующим образом. С помощью электродвигателей 48, 49, 50, 51, 52, 53 (фиг. 3, 4, 5, 6) эксцентрики 14, 15 первого дебалансного вибратора; 16, 17 второго дебалансного вибратора; 18, 19 третьего дебалансного вибратора; 20, 21 четвертого дебалансного вибратора; 22, 23 пятого дебалансного вибратора и 24, 25 шестого дебалансного вибратора приводятся во вращение с одинаковой скоростью и против часовой стрелки (фиг. 1). Поскольку эксцентрики вибраторов смещены по отношению друг к другу на определенный, указанный ранее угол, то в результате вдоль общего трубчатого основания 1 возникают знакопеременные синусоидальные возмущающие силы, характер которых представлен на фиг. 8. Рассмотрим момент времени t0. На ось 1 будут действовать мгновенные силы, величина которых отражена на фиг. 9,a. Так от первого вибратора и четвертого вибраторов силы 91' и 94' равны амплитудному значению и направлены встречно. Силы 92' и 95' от второго и пятого вибраторов также направлены встречно, а их величины равны 1/2 амплитуды. Силы 93' и 96' от третьего и шестого вибраторов также имеют величины, равные половине амплитудной, и направлены встречно. Эту диаграмму сил можно отобразить в виде волны 97, распределенной вдоль общей оси 1 (фиг. 10).A device for generating a force causing a movement acts as follows. Using
В момент времени t1 согласно графику (фиг. 8) на ось 1 силы 91'' и 94'' (фиг. 9) от первого и четвертого вибраторов равны нулю, а силы 92'', 93'', 95'' и 96'' от второго, третьего, пятого и шестого вибраторов будут примерно равны 0,866 и попарно направлены навстречу друг другу. Волна распределения сил будет соответствовать графику 98 (фиг. 10). Из сопоставления 97 и 98 видно, что за время от t0 до t1 волна сил сместилась влево от первого вибратора. Физически это можно представить в виде волн сжатия и растяжения, движущихся вдоль оси 1. Если последовательно рассматривать диаграмму сил фиг. 8, 9, от t0 до бесконечности, то можно заметить, что под действием сил вдоль оси будет иметь место перемещение волны инерции. Скорость перемещения волны определяется из формулы v = 2fτ .At time t 1 according to the graph (Fig. 8), the
Для примера, представленного на фиг. 1, полюсное деление τ равно расстоянию между двумя соседними точками, проходящими через 0, и равно 3L. For the example of FIG. 1, the pole division τ is equal to the distance between two neighboring points passing through 0, and is equal to 3L.
Для того, чтобы волна действующей силы, движущаяся вдоль оси, имела постоянную амплитуду и перемещалась с постоянной скоростью, что является условием для устранения паразитных вибраций, необходимо выполнение следующих условий: 1) пары вибраторов должны создавать встречные и равные мгновенные силы вдоль оси 1; 2) расстояние между вибраторами должно быть равным L = kτ/n ; 3) угол сдвига фазы создаваемых вибраторами сил должен быть равен φi= -πL(i-1)/τ; 4) число вибраторов должно быть четным; 5) минимальное число пар вибраторов должно равняться двум.In order for the wave of the acting force moving along the axis to have a constant amplitude and move at a constant speed, which is a condition for eliminating spurious vibrations, the following conditions must be met: 1) pairs of vibrators must create counterpropagating and equal instantaneous forces along
Возмущающая сила, генерируемая одним вибратором, будет равна Fi = Fmsin (ωt-φi) (3), где Fm = 2mRω2, m - масса одного эксцентрика, приведенная к радиусу вращения R, t - время. Результирующая поступательная сила инерционной волны будет равна Fe = nFm.The perturbing force generated by one vibrator will be equal to F i = F m sin (ωt-φ i ) (3), where F m = 2mRω 2 , m is the mass of one eccentric reduced to the radius of rotation R, t is time. The resulting translational force of the inertial wave will be equal to F e = nF m .
Для изменения максимальной скорости движения инерционной волны, в соответствии с уравнением V = 2f τ необходимо изменять полюсное деление и расстояние между вибраторами, что и реализовано на фиг. 4. При вращении электродвигателя 44 соединительные муфты 38, 39, 40, 41 и 42 стягивают или раздвигают секции 2, 3, 4, 5, 6 и 7 трубчатого основания 1, изменяя одновременно и полюсное деление и расстояние L между дебалансными вибраторами. Швеллеры 45, смещаясь относительно 46 поступательно, препятствуют повороту секций 2 - 7. Изменения угла сдвига фаз эксцентриков при этом не требуется. To change the maximum speed of the inertial wave, in accordance with the equation V = 2f τ, it is necessary to change the pole division and the distance between the vibrators, which is implemented in FIG. 4. When the
Безвибрационная работа системы возможна при точной фазировке эксцентриков, что достигается представленной на фиг. 4 системой питания и управления электродвигателями вибраторов. Командоаппарат 73 имеет три режимных позиции: "движение вперед", "выбег" и "торможение". На каждой из режимных позиций задается определенная и регулируемая оператором частота сигналов для БФИ 69. В режиме "движение вперед" импульсы беспрепятственно проходят в блоки сравнения 73 - 78, где происходит сравнение с частотой импульсов, поступающих от соответствующих датчиков скорости 63 - 68. Если имеет место несоответствие количества импульсов, то от блоков сравнения подается команда на соответствующий блок управления 57 - 62 для снятия рассогласования. Так, если число импульсов датчика скорости превышает число импульсов от БФИ, то идет команда на снижение скорости вращения соответствующего двигателя и наоборот, до тех пор, пока эта разность не станет равной 0. Vibration-free operation of the system is possible with exact phasing of the eccentrics, which is achieved as shown in FIG. 4 power system and control motors of vibrators. The
Для обеспечения выбега системы необходимо, не останавливая инерционные вибраторы, остановить движение инерционной силы. Для этого требуется, чтобы угол сдвига фаз третьего и пятого вибраторов стал равным 0o по отношению к первому, а угол сдвига фаз второго и шестого вибраторов был таким же, как и у четвертого. Это достигается тем, что при установке командоаппарата 73 в положение "выбег" в УЗИ 70 и 71 поступают команды о том, что должно быть снято число импульсов от БФИ 69 такое, чтобы произошло отставание поворота эксцентриков 16, 17 и 22, 23 на угол 120o, а для эксцентриков 18, 19 и 24, 25 на угол 240o. Так, если число импульсов датчика скорости равно 720 имп. /оборот, то в УЗИ 70 произойдет снятие 240 импульсов, а в УЗИ 71 будет снято 480 импульсов. При выполнении этого сигнала эксцентрики встанут так, что все три пары вибраторов - первый и четвертый, второй и пятый, третий и шестой - будут генерировать встречные силы инерции без сдвига фаз, результирующая сила будет равна 0 и поступательное движение инерционной волны прекратится.To ensure a system run-out, it is necessary, without stopping the inertial vibrators, to stop the movement of the inertial force. This requires that the phase angle of the third and fifth vibrators becomes equal to 0 o with respect to the first, and the phase angle of the second and sixth vibrators is the same as that of the fourth. This is achieved by the fact that when the
Для получения тормозного эффекта необходимо создать такой сдвиг фаз между вибрационными силами, при котором результирующая сила будет двигаться в противоположную сторону. Установив командоаппарат 72 в положение "торможение", подают команду на УЗИ так, чтобы произошло снятие части импульсов для второго и пятого вибраторов, и они должны отстать в состоянии "выбег" на угол 120o (240 имп.), а для эксцентриков 18, 19 и 24, 25 - на угол 120o (240 имп.) по сравнению с положением "выбег". При этом произойдет изменение чередования фаз в сравнении с положение "движение вперед". Третий и шестой вибраторы будут создавать силу со сдвигом на -240o по отношению соответственно к первому и четвертому вибраторам, а вибраторы пятый и второй - со сдвигом на -120o. Движение силы инерции будет направлено в сторону, обратную прямому движению. При очередной установке командоаппарата 72 в положение "движение вперед" произойдет очередная задержка импульсов в УЗИ 70 и 71 так, что эксцентрики 18, 19 и 24, 25 отстанут сначала на угол -120o, эксцентрики 16, 17 и 22, 23 на угол -240o, что будет соответствовать режиму "выбег", а затем произойдет переход на движение "вперед" при дополнительном отставании угла рассогласования для эксцентриков 18, 19 и 24, 25 на угол -120o, а для эксцентриков 16, 17 и 22, 23 на угол -240o. Как видно из описания, переход на режим от прямой волны движения инерционной силы на обратный и наоборот происходит через режим "выбег", чем достигается плавность перехода. Меняя скорость вращения электродвигателей 48 - 53, можно обеспечить плавный пуск и торможение.To obtain the inhibitory effect, it is necessary to create such a phase shift between the vibrational forces at which the resulting force will move in the opposite direction. Having set the
В варианте технического решения эксцентрики 14 - 25 имеют подвижное сочленение с рычагами соответственно 25 - 37 (фиг. 5 и 6). В спокойном состоянии пружины 85, 86 сдвигают эксцентрики в сторону центра вращения. Во время вращения эксцентрики, за счет действия центробежных сил, двигаются в сторону упоров 83, 84. В зависимости от частоты вращения меняется и положение эксцентриков относительно центра вращения. Поскольку вибрационная сила зависит от соотношения Fm = 2mR ω2 , то изменение радиуса, в дополнение к скорости вращения, обеспечивает большую плавность, особенно при пуске системы в ход. Подбирая характеристику пружин 85, 86, можно обеспечить любой требуемый характер нарастания силы Fm в режиме пуска.In the embodiment of the technical solution, the eccentrics 14 - 25 have a movable joint with levers 25 - 37, respectively (Figs. 5 and 6). In the resting state, the springs 85, 86 move the eccentrics toward the center of rotation. During rotation, the eccentrics, due to the action of centrifugal forces, move towards the
Пример применения. Для транспортного средства требуется получить максимальную скорость движения 50 км/ч. (14 м/с) при усилии 1000 кг (9800 H). Для упрощения конструкции принимаем устройство для получения инерционной волны с числом пар вибраторов n = 2. Скорость вращения эксцентриков 3000 об/мин (ω = 2πf = 314), масса эксцентриков принимается равной 0,2 кг. Амплитуда силы, создаваемой одним вибратором Fm = Fe/n = 490 H. Радиус эксцентриков определяем по формуле (3) R = Fm/2m ω2 = 490/2•314•0,2 = 0,124 м. Частота колебаний вибратора f = 314/2 π = 50 Гц. Полюсное деление (из формулы V = 2f τ , τ = 14/2•50 = 0,14 м. Расстояние между вибраторами при k = 1, L = 0,14/2 = 0,07 м. Во избежание соударения эксцентриков принимаем k = 5, тогда L = 0,35 м. Общая длина устройства для получения инерционной волны 0,35•3 = 1,03 м. Угол фазового отставания для вибраторов по формуле (2): φ2= 5π/2 = -450o = -90o; φ3 = -900o = -180o; = φ4 - 1350o = -270o.Application example. For a vehicle, a maximum speed of 50 km / h is required. (14 m / s) with a force of 1000 kg (9800 H). To simplify the design, we take a device for producing an inertial wave with the number of pairs of vibrators n = 2. The speed of the eccentrics is 3000 rpm (ω = 2πf = 314), the mass of the eccentrics is taken to be 0.2 kg. The amplitude of the force created by one vibrator F m = F e / n = 490 H. The radius of the eccentrics is determined by the formula (3) R = F m / 2m ω 2 = 490/2 • 314 • 0.2 = 0.124 m. The vibrator frequency f = 314/2 π = 50 Hz. Pole division (from the formula V = 2f τ, τ = 14/2 • 50 = 0.14 m. The distance between the vibrators at k = 1, L = 0.14 / 2 = 0.07 m. To avoid collisions of the eccentrics, we take k = 5, then L = 0.35 m. The total length of the device for receiving an inertial wave 0.35 • 3 = 1.03 m. The phase lag angle for the vibrators according to the formula (2): φ 2 = 5π / 2 = -450 o = -90 o ; φ 3 = -900 o = -180 o ; = φ 4 - 1350 o = -270 o .
Технико-экономические достоинства способа для получения инерционного движения и устройства для получения силы, вызывающей движение, заключается в следующем. The technical and economic advantages of the method for obtaining inertial motion and the device for obtaining the force causing the movement are as follows.
1. Снижена вибрация, передаваемая на корпус транспортного средства. 1. Reduced vibration transmitted to the vehicle body.
2. Повышен КПД системы, так как паразитные вибрации сведены к минимуму встречным включением пар вибраторов. 2. The efficiency of the system is increased, since spurious vibrations are minimized by the oncoming inclusion of pairs of vibrators.
3. Регулировочные свойства более высокие, поскольку изменение скорости достигается тремя способами: изменением скорости вращения вибраторов, изменением полюсного деления и изменением угла сдвига фаз вибрационных сил. 3. The adjusting properties are higher because the change in speed is achieved in three ways: by changing the speed of rotation of the vibrators, by changing the pole division and by changing the phase angle of the vibrational forces.
4. Более высокая надежность, поскольку трансмиссии могут быть исключены. 4. Higher reliability since transmissions can be eliminated.
Claims (5)
φi= -πL(i-1)/τ,
где = τk/n;
τ = V/2f - полюсное деление;
ω/2π - частота колебаний вибрационной силы;
i - порядковый номер дебалансного вибратора;
n - число пар вибраторов;
V - заданная скорость движения инерционной силы;
ω - угловая частота вращения вибраторов;
k - целое число, четное для нечетных n и нечетное для четных n.1. The method of obtaining inertial movement of a vehicle based on the creation of a force constantly directed along the axis, causing the vehicle to move using at least two unbalanced vibrators mounted on a common rigid axis parallel to the longitudinal axis of the vehicle, characterized in that the force causing the movement vehicle, create using unbalanced vibrators with two eccentrics, rotating in different directions synchronously and in phase, installed at a distance L from each other a, and the phase angle of the instantaneous forces created by the vibrators is chosen equal
φ i = -πL (i-1) / τ,
where = τk / n;
τ = V / 2f - pole division;
ω / 2π is the vibrational frequency of the vibrational force;
i - serial number of the unbalanced vibrator;
n is the number of pairs of vibrators;
V is the specified speed of the inertial force;
ω is the angular frequency of rotation of the vibrators;
k is an integer even for odd n and odd for even n.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039390A RU2110432C1 (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Method of and device for building force providing inertia movement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039390A RU2110432C1 (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Method of and device for building force providing inertia movement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94039390A RU94039390A (en) | 1996-09-20 |
RU2110432C1 true RU2110432C1 (en) | 1998-05-10 |
Family
ID=20161939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94039390A RU2110432C1 (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Method of and device for building force providing inertia movement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2110432C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467202C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-11-20 | Владислав Михайлович Ледин | Propulsor exploiting accelerating bodies |
-
1994
- 1994-11-01 RU RU94039390A patent/RU2110432C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467202C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-11-20 | Владислав Михайлович Ледин | Propulsor exploiting accelerating bodies |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94039390A (en) | 1996-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3653269A (en) | Converting rotary motion into unidirectional motion | |
US4712439A (en) | Apparatus for producing a force | |
EP0821187B1 (en) | Oil pressure generator and power output apparatus | |
JPH09187729A (en) | Module type double inversion eccentric mass vibrating force generator | |
US8297138B2 (en) | Gyroscopic torque converter | |
RU2110432C1 (en) | Method of and device for building force providing inertia movement | |
KR100693324B1 (en) | Continuously variable transmission | |
US3910137A (en) | Rotative transmissions at infinitely varying ratios | |
US1767311A (en) | Variable transmission or torque converter | |
RU2097600C1 (en) | Inertial propeller | |
JP3731169B2 (en) | Vibration pile punching control method | |
RU2034170C1 (en) | Inertial centrifugal engine | |
JP2607377B2 (en) | Exciter for structural test | |
SU954203A1 (en) | Method of vibration tightening of threaded joints having long rods and vibration power nut driver for performing same | |
RU2008101C1 (en) | Single-shaft directed action vibration exciter | |
RU2318611C1 (en) | Vibration source | |
CN114001135A (en) | Mechanism for synthesizing multiple circular vibrations into swing | |
JPH09285762A (en) | Vibrator of vibrating table | |
SU1611462A1 (en) | Vibration exciter | |
RU2664853C1 (en) | Inertial propulsor | |
JPH0731934A (en) | Horizontal vibration table device | |
JPS58167316A (en) | Vibrating conveyor | |
SU405747A1 (en) | DEVICE FOR FORMING PACKS OF SHEET MATERIAL | |
KR100536657B1 (en) | Resonator exciting mechanism | |
US3182517A (en) | Variable oscillator system |