RU2626185C2 - Rotary machine - Google Patents

Rotary machine Download PDF

Info

Publication number
RU2626185C2
RU2626185C2 RU2014151416A RU2014151416A RU2626185C2 RU 2626185 C2 RU2626185 C2 RU 2626185C2 RU 2014151416 A RU2014151416 A RU 2014151416A RU 2014151416 A RU2014151416 A RU 2014151416A RU 2626185 C2 RU2626185 C2 RU 2626185C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
balls
diameter
rotor wheel
equal
rotary machine
Prior art date
Application number
RU2014151416A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014151416A (en
Inventor
Александр Семенович Рыжков
Original Assignee
Александр Семенович Рыжков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Семенович Рыжков filed Critical Александр Семенович Рыжков
Priority to RU2014151416A priority Critical patent/RU2626185C2/en
Publication of RU2014151416A publication Critical patent/RU2014151416A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626185C2 publication Critical patent/RU2626185C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: rotary machine uses balls having mechanical energy, and converts their translational motion into the torque of the working shaft. The machine contains a body and a rotor wheel. The body is made in the form of a hollow cylinder with rectangular projections arranged along the outer contour, in the side walls of which through channels are made for the balls passage. The channels diameter corresponds to the diameter of the balls. The rotor wheel is made in the form of a hollow cylinder, the working chambers of which are made in the form of spherical concavities with spheres diameters equal to the diameters of the balls. The concavities are arranged in rows equally distributed along the entire length of the cylinder. The depth of the recesses is equal to the sphere generatrix half diameter.
EFFECT: reduced costs for the manufacture, operation, maintenance and repair of the rotary machine.
2 dwg

Description

Предлагаемая роторная машина может иметь широкий спектр применения в различных областях промышленности, добыче полезных ископаемых, на транспорте, в строительстве и других сферах деятельности.The proposed rotary machine can have a wide range of applications in various fields of industry, mining, transport, construction and other fields of activity.

По функциональности использования косвенными аналогами предлагаемой роторной машины являются используемые в гидравлических приводах шестеренные и пластинчатые гидромоторы [В.К. Свешников «Гидрооборудование. Книга I. Насосы и гидродвигатели: Номенклатура, параметры, размеры, взаимозаменяемость.» Издательский центр «Техинформ» МАИ. С. 122, с. 126].According to the functionality of using indirect analogs of the proposed rotary machine, gear and plate hydraulic motors used in hydraulic drives are [V.K. Sveshnikov “Hydraulic equipment. Book I. Pumps and hydraulic motors: Nomenclature, parameters, sizes, interchangeability. ”Tekhinform Publishing Center MAI. S. 122, p. 126].

Известно, что применение жидкостей и масел в качестве рабочей среды требует высокую степень герметичности рабочих камер. Что достигается высокими классами чистоты обработки рабочих поверхностей деталей этих машин и механизмов и применением разного рода уплотнений и уплотнительных устройств, что существенно повышает стоимость их изготовления, эксплуатации, обслуживания и ремонта. Необходимость фильтрации и охлаждения рабочей жидкости также сказывается на удорожании изготовления, эксплуатации, обслуживания и ремонта. Чувствительность к перепадам температуры окружающей среды отрицательно сказывается на работе гидравлических механизмов.It is known that the use of liquids and oils as a working medium requires a high degree of tightness of the working chambers. What is achieved by high purity classes of processing the working surfaces of parts of these machines and mechanisms and the use of various kinds of seals and sealing devices, which significantly increases the cost of their manufacture, operation, maintenance and repair. The need for filtration and cooling of the working fluid also affects the cost of manufacture, operation, maintenance and repair. Sensitivity to changes in ambient temperature negatively affects the operation of hydraulic mechanisms.

Применение шариков, обладающих механической энергией, в качестве рабочих тел позволяет преодолеть вышеперечисленные проблемы и значительно снизить затраты на изготовление, эксплуатацию, обслуживание и ремонт механизмов, их использующих.The use of balls with mechanical energy as working fluids allows us to overcome the above problems and significantly reduce the cost of manufacturing, operating, maintaining and repairing mechanisms that use them.

Перед автором стояла задача создать привод барабана грузовой лебедки, использующий шарики, обладающие механической энергией, в качестве рабочих тел. Подавателями, которые своими рабочими органами придают шарикам механическую энергию, шарики по трубопроводным магистралям подаются в привод барабана. В результате воздействия шариков на рабочий орган привода барабана, которым является роторное колесо, совершается необходимая работа.The author was faced with the task of creating a drum drive of a cargo winch using balls having mechanical energy as working bodies. Feeders, which with their working bodies give the balls mechanical energy, the balls are fed through pipelines to the drum drive. As a result of the impact of the balls on the working body of the drum drive, which is the rotor wheel, the necessary work is performed.

Из уровня техники известен механизм механической передачи, использующий шарики в качестве рабочих тел. Механизм включает в себя корпус, внутри которого в одной плоскости на некотором расстоянии друг от друга установлены два одинаковых роторных колеса, имеющие на своей внешней образующей равномерно распределенные по всей окружности с шагом 1.5 диаметра применяемых шариков пазы полукруглого профиля с радиусом, равным радиусу применяемых шариков. Глубина пазов равна 1/2 диаметра применяемых шариков. Роторные колеса жестко посажены на валы, которые вставлены в отверстия корпуса. Один из них является приводным и на нем установлено ведущее колесо. Полости корпуса, в которых располагаются роторные колеса, соединены двухрядным каналом, в поперечном сечении имеющим профиль в виде цифры 8 с взаимным пересечением нижней и верхней окружностей. Диаметры окружностей равны и соответствуют диаметру применяемых шариков. Канал имеет две параллельные ветви, находящиеся на разных сторонах роторных колес. Этот же канал охватывает снаружи оба роторных колеса. Причем в месте сопряжения с роторным колесом профиль в виде цифры 8 в нижнем ряду имеет паз шириной, соответствующей толщине роторного колеса. Роторное колесо входит внутрь канала на глубину 1/2 диаметра применяемых шариков. В канал в шахматном порядке, через один в каждый ряд, плотно уложены шарики. В местах сопряжения с роторными колесами шарики нижнего ряда находятся в пазах роторных колес. Двухрядное устройство канала для шариков призвано снизить потери на трение из-за возможности шариков прокатываться, а не скользить по поверхности канала (US 5488881 А, 06.02.1996, F16C 1/28, (fig 2)). Взято за прототип.The prior art mechanical transmission mechanism using balls as working bodies. The mechanism includes a case, inside which two identical rotor wheels are installed in the same plane at a certain distance from each other, having semicircular grooves with a radius equal to the radius of the used balls uniformly distributed over the entire circumference with a step of 1.5 diameters of the used balls. The depth of the grooves is 1/2 the diameter of the balls used. The rotor wheels are rigidly mounted on shafts that are inserted into the holes of the housing. One of them is driven and has a drive wheel mounted on it. The body cavities in which the rotor wheels are located are connected by a two-row channel, in cross section having a profile in the form of the number 8 with the intersection of the lower and upper circles. The diameters of the circles are equal and correspond to the diameter of the balls used. The channel has two parallel branches located on opposite sides of the rotor wheels. The same channel covers both rotor wheels from the outside. Moreover, at the interface with the rotor wheel, the profile in the form of the number 8 in the bottom row has a groove width corresponding to the thickness of the rotor wheel. The rotor wheel enters the channel to a depth of 1/2 the diameter of the balls used. Balls are tightly stacked into the channel in a checkerboard pattern, through one in each row. At the interface with the rotor wheels, the balls of the lower row are located in the grooves of the rotor wheels. The double-row device of the channel for balls is designed to reduce friction losses due to the ability of the balls to roll rather than slide on the surface of the channel (US 5488881 A, 02/06/1996, F16C 1/28, (fig 2)). Taken as a prototype.

В известном механизме ведущее роторное колесо, проворачиваясь от воздействия привода на вал, на который оно жестко установлена, выталкивает крайний шарик, находящийся в нижнем ряду канала в ее пазе, в одну из параллельных ветвей двухрядного канала, который, воздействуя на находящийся перед ним шарик, передает импульс движения на ведомое колесо, заставляя его и вал, на котором оно жестко установлено, вращаться.In the known mechanism, the driving rotor wheel, turning from the action of the drive on the shaft on which it is rigidly mounted, pushes the extreme ball located in the lower row of the channel in its groove into one of the parallel branches of the double-row channel, which, acting on the ball in front of it, It transfers the momentum of movement to the driven wheel, causing it and the shaft on which it is rigidly mounted to rotate.

Таким образом, известный механизм является одноступенчатым редуктором с передаточным числом, равным единице, и с неограниченно большим межцентровым расстоянием.Thus, the known mechanism is a single-stage gearbox with a gear ratio equal to unity, and with an unlimited large center distance.

Применение данного механизма для решения поставленной задачи не имеет смысла, так как усилие его привода может быть непосредственно приложено к валу барабана грузовой лебедки.The use of this mechanism to solve the problem does not make sense, since the force of its drive can be directly applied to the shaft of the drum of the cargo winch.

Предлагаемая роторная машина использует шарики, обладающие механической энергией, и преобразует их поступательное движение в крутящий момент своего рабочего вала, согласно изобретению корпус машины выполнен в виде полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы для прохода шариков, диаметр которых соответствует диаметру шариков, а роторное колесо выполнено в виде полого цилиндра, рабочие камеры которого выполнены в виде сферических углублений с диаметрами сфер, равными диаметрам шариков, причем углубления располагаются рядами, равно распределенными по всей длине, а глубина углублений равна половине диаметра образующей сферы.The proposed rotary machine uses balls with mechanical energy, and converts their translational motion into the torque of its working shaft, according to the invention, the machine body is made in the form of a hollow cylinder with rectangular protrusions located on the outer contour, in the side walls of which are made through channels for passage of balls, the diameter of which corresponds to the diameter of the balls, and the rotor wheel is made in the form of a hollow cylinder, the working chambers of which are made in the form of spherical recesses with a diameter trams of spheres equal to the diameters of the balls, and the recesses are arranged in rows equally distributed along the entire length, and the depth of the recesses is equal to half the diameter of the forming sphere.

На Фиг 1. показан продольный разрез роторной машины (в предлагаемом варианте). Роторная машина состоит из четырех основных частей: корпуса 1, роторного колеса 2, вала 3, основания 4. Преимущественно корпус 1 жестко связан с основанием 4 с возможностью легкого демонтажа.In Fig 1. shows a longitudinal section of a rotary machine (in the proposed embodiment). The rotary machine consists of four main parts: the housing 1, the rotor wheel 2, the shaft 3, the base 4. Advantageously, the housing 1 is rigidly connected to the base 4 with the possibility of easy dismantling.

Корпус 1 имеет вид полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами с осями, находящимися под углом в 120° относительно друг друга. Это относится только к данному рассматриваемому варианту. При изготовлении корпусов больших размеров количество прямоугольных выступов может быть любым. В боковых стенках выступов созданы сквозные отверстия (каналы) для прохода шариков. В предлагаемом варианте их по два в каждом выступе, но может быть и больше. Диаметр отверстий соответствует диаметру применяемых шариков. Отверстия выполнены таким образом, чтобы линия пересечения с внутренним отверстием корпуса располагалась преимущественно на середине диаметров отверстий. На обоих концах отверстий организованы места (резьбы, места для крепления патрубков и т.д.) для присоединения трубопроводных магистралей подвода и отвода шариков. Корпус также имеет организованные места для его установки на основание 4. В предлагаемом варианте корпус выполнен цельным. Но при изготовлении корпусов больших размеров возможно целесообразнее будет изготавливать их состоящими из двух и более частей, с линиями разъема частей, лежащими как вдоль продольной оси, так и поперек нее.The housing 1 has the form of a hollow cylinder with rectangular protrusions located along the outer contour with axes at an angle of 120 ° relative to each other. This applies only to this option under consideration. In the manufacture of large enclosures, the number of rectangular protrusions can be any. Through-holes (channels) for passing balls are created in the side walls of the protrusions. In the proposed embodiment, there are two of them in each protrusion, but there may be more. The diameter of the holes corresponds to the diameter of the balls used. The holes are made so that the line of intersection with the inner hole of the housing is located mainly in the middle of the diameters of the holes. At both ends of the holes, places are arranged (threads, places for fastening the nozzles, etc.) for connecting the pipelines for supplying and discharging balls. The housing also has organized places for its installation on the base 4. In the proposed embodiment, the housing is made integral. But in the manufacture of large enclosures, it may be more expedient to make them consisting of two or more parts, with parting lines of the parts lying both along the longitudinal axis and across it.

Роторное колесо 2 имеет вид полого цилиндра с расположенными на внешней поверхности рабочими камерами, имеющими вид сферических углублений (лунок), с диаметрами сфер, равным диаметрам применяемых шариков. Лунки располагаются рядами, равно распределенными по всей ширине колеса. Лунки в рядах равно распределены по длине окружности, с шагом, обеспечивающим достаточную толщину стенок между лунками. Глубина лунок равна, преимущественно, половине диаметра образующей сферы.The rotor wheel 2 has the form of a hollow cylinder with working chambers located on the outer surface, having the form of spherical recesses (holes), with diameters of spheres equal to the diameters of the balls used. The holes are arranged in rows equally distributed over the entire width of the wheel. The holes in the rows are equally distributed along the circumference, with a step that provides sufficient wall thickness between the holes. The depth of the holes is equal mainly to half the diameter of the forming sphere.

Вместо лунок рабочие камеры могут быть выполнены в виде канавок полукруглого профиля с диаметром окружности, соответствующим диаметру применяемых шариков, глубиной предпочтительно равной половине этого диаметра, равномерно распределенных по окружности внешней образующей и с шагом, обеспечивающим достаточную толщину стенок между соседними канавками, проходящими через всю ширину роторного колеса.Instead of holes, the working chambers can be made in the form of grooves of a semicircular profile with a circle diameter corresponding to the diameter of the balls used, preferably with a depth of half this diameter, evenly distributed around the circumference of the outer generatrix and with a step that provides sufficient wall thickness between adjacent grooves passing through the entire width rotor wheel.

На поверхности отверстия колеса организованы посадочные места (шпоночные пазы, шлицевые пазы) для установки колеса на рабочий вал 3. В рассматриваемом варианте роторное колесо выполнено цельным. При изготовлении роторных колес больших диаметров возможно целесообразным будет изготавливать их сборными, состоящими из 2-х и более частей (ступица, обод и др.).On the surface of the wheel hole, seats (keyways, spline grooves) are arranged for mounting the wheel on the working shaft 3. In the present embodiment, the rotor wheel is made integral. In the manufacture of rotor wheels of large diameters, it may be advisable to make them prefabricated, consisting of 2 or more parts (hub, rim, etc.).

Основание 4 имеет преимущественно П-образный вид. На концах стоек организованы места для установки подшипниковых узлов, в которые устанавливается вал 3 с подшипниковыми узлами. На основании также находятся опоры для установки на них корпуса 1.Base 4 has a predominantly U-shaped appearance. At the ends of the racks organized places for the installation of bearing assemblies, in which the shaft 3 is installed with bearing assemblies. On the base there are also supports for installing housing 1 on them.

Корпус 1, роторное колесо 2, рабочий вал 3, основание 4 изготавливаются из прочных и износостойких материалов (различные стали, сплавы, металлы, композитные материалы и др.).The housing 1, the rotor wheel 2, the working shaft 3, the base 4 are made of durable and wear-resistant materials (various steels, alloys, metals, composite materials, etc.).

На Фиг. 2 изображен поперечный разрез роторной машины.In FIG. 2 is a cross-sectional view of a rotary machine.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Роторная машина собирается таким образом, что ряды лунок роторного колеса 2 находятся строго под сквозными каналами корпуса 1 (в случае, если рабочие камеры образуются стенками сплошных канавок полукруглого профиля, это условие необязательно). Подводящие и отводящие магистрали присоединены к каналам корпуса 1 каждая строго со своей стороны прямоугольного выступа. Подаваемые шарики, обладающие механической энергией, с одной из сторон проходят по каналам корпуса. В месте пересечения канала с внутренним отверстием корпуса попадают в лунки (рабочие камеры, образуемые стенками сплошных канавок полукруглого профиля) роторного колеса 2 и, воздействуя на стенки лунок (рабочих камер, образуемых стенками сплошных канавок полукруглого профиля), поворачивают роторное колесо. Поскольку роторное колесо 2 жестко соединено с рабочим валом 3, то на валу возникает крутящий момент. Проходя дальше по каналам корпуса 1, шарики удаляются в отводящие магистрали. Крутящий момент и КПД будут тем выше, чем большее количество шариков, обладающих механической энергией, будет воздействовать на роторное колесо (чем больше будет каналов для входа-выхода шариков) и чем больше будет диаметр роторного колеса.The rotor machine is assembled in such a way that the rows of holes of the rotor wheel 2 are located strictly under the through channels of the housing 1 (in the event that the working chambers are formed by the walls of continuous grooves of a semicircular profile, this condition is optional). The inlet and outlet lines are connected to the channels of the housing 1, each strictly on its side of a rectangular protrusion. The supplied balls having mechanical energy pass through the channels of the housing on one side. At the intersection of the channel with the inner hole of the housing, they enter the holes (working chambers formed by the walls of the continuous grooves of the semicircular profile) of the rotor wheel 2 and, acting on the walls of the holes (the working chambers formed by the walls of the continuous grooves of the semicircular profile), rotate the rotor wheel. Since the rotor wheel 2 is rigidly connected to the working shaft 3, a torque occurs on the shaft. Passing further along the channels of the housing 1, the balls are removed into the discharge lines. Torque and efficiency will be higher, the greater the number of balls with mechanical energy will act on the rotor wheel (the more channels there will be for the input / output of the balls) and the larger the diameter of the rotor wheel.

Claims (1)

Роторная машина, использующая шарики, обладающие механической энергией, и преобразующая их поступательное движение в крутящий момент своего рабочего вала, отличающаяся тем, что корпус машины выполнен в виде полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы для прохода шариков, диаметр которых соответствует диаметру шариков, а роторное колесо выполнено в виде полого цилиндра, рабочие камеры которого выполнены в виде сферических углублений с диаметрами сфер, равными диаметрам шариков, причем углубления располагаются рядами, равно распределенными по всей длине, а глубина углублений равна половине диаметра образующей сферы.A rotary machine using balls possessing mechanical energy and converting their translational motion into the torque of its working shaft, characterized in that the machine body is made in the form of a hollow cylinder with rectangular protrusions located on the outer contour, through channels for passage made in the side walls balls, the diameter of which corresponds to the diameter of the balls, and the rotor wheel is made in the form of a hollow cylinder, the working chambers of which are made in the form of spherical recesses with diameters of sph p equal to the diameter of balls, the recesses arranged in rows, equidistantly distributed along the entire length and depth of the recesses is equal to half the diameter of the generator field.
RU2014151416A 2014-12-18 2014-12-18 Rotary machine RU2626185C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151416A RU2626185C2 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Rotary machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151416A RU2626185C2 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Rotary machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014151416A RU2014151416A (en) 2016-07-10
RU2626185C2 true RU2626185C2 (en) 2017-07-24

Family

ID=56372579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014151416A RU2626185C2 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Rotary machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626185C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR628560A (en) * 1926-04-08 1927-10-26 Window regulator
SU509524A1 (en) * 1974-03-06 1976-04-05 Ленинградский Государственныйпроектный Институт Lifting device
US4656780A (en) * 1985-07-29 1987-04-14 Koito Seisakusho Co., Ltd. Apparatus for reciprocably moving a desired object such as a vehicle window panel
US5488881A (en) * 1994-07-22 1996-02-06 Lin; Hung-Chung Mechanical transmission mechanism with rolling means
RU91604U1 (en) * 2009-10-05 2010-02-20 Омари Отариевич Клоян Vane Pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR628560A (en) * 1926-04-08 1927-10-26 Window regulator
SU509524A1 (en) * 1974-03-06 1976-04-05 Ленинградский Государственныйпроектный Институт Lifting device
US4656780A (en) * 1985-07-29 1987-04-14 Koito Seisakusho Co., Ltd. Apparatus for reciprocably moving a desired object such as a vehicle window panel
US5488881A (en) * 1994-07-22 1996-02-06 Lin; Hung-Chung Mechanical transmission mechanism with rolling means
RU91604U1 (en) * 2009-10-05 2010-02-20 Омари Отариевич Клоян Vane Pump

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014151416A (en) 2016-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2874786C (en) Speed change device
US9714701B2 (en) Elastic bushing for planetary bearings
EP3427989B1 (en) Axle assembly having a bearing preload bolt
US10065455B2 (en) Axle assembly having a wet disc brake
US10036449B2 (en) Axle assembly having a sun gear positioning arrangement
CN202402575U (en) Non-circular planetary gear mechanism
RU2626185C2 (en) Rotary machine
KR101623694B1 (en) Double-row roller bearing
CN101191543A (en) Lubricating structure for screw cap rotating-type ball screw rod
US11168764B2 (en) Planetary gearbox and associated robot joint and robot
CN105041848A (en) Spacer assembly for bearing
RU2630627C2 (en) Rotary feeder
CN210799953U (en) High-rigidity harmonic gear reducer
US9234570B2 (en) Speed reducer
CN202451599U (en) Planetary rolling bearing
RU2478851C2 (en) Electric drive with three-stage planetary reduction gear
Abu Jadayil et al. Design and manufacturng of self actuating traction drives with solid and hollow rollers
RU2629302C2 (en) Screw feeder
DE20106101U1 (en) transmission
CN112664635A (en) Hydraulic power speed increaser
RU2619514C2 (en) Rotary engine
PL69675Y1 (en) Hydraulic positive displacement machine body
RU25922U1 (en) INCREASED Friction PLANETARY DIFFERENTIAL
KR200424492Y1 (en) Block type saddle
KR100472559B1 (en) Planetary taper roller reducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191219