RU2794U1

RU2794U1 - Inertial Impulse Mechanism

Info

Publication number: RU2794U1
Application number: RU94031058/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иосифович Гофман
Original assignee: Владимир Иосифович Гофман
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1996-09-16

Abstract

Инерционно-импульсный механизм, содержащий смонтированные на базовой опоре по меньшей мере один электромотор, вал которого связан с одной из зацепленных между собой шестерен одинакового диаметра, на которых размещены грузы, расположенные с эксцентриситетом относительно оси вращения шестерен и симметрично по фазе, отличающийся тем, что на базовой опоре для каждого груза смонтирована кольцевая опора в виде направляющей, центр которой смещен относительно оси вращения шестерен, а груз расположен в радиальной прорези ползуна, связанного с осью вращения шестерни, с возможностью радиального перемещения по данному пазу и выполнен с роликовой опорой для взаимодействия с рабочей поверхностью направляющей.An inertial-pulsed mechanism comprising at least one electric motor mounted on a base support, the shaft of which is connected to one of gears of the same diameter interconnected, on which loads are placed, which are eccentric with respect to the axis of rotation of the gears and symmetrical in phase, characterized in that on the base support, for each load, an annular support is mounted in the form of a guide, the center of which is offset from the axis of rotation of the gears, and the load is located in the radial slot of the slider associated with the axis of rotation of the gear, with the possibility of radial movement along this groove and made with a roller support for interaction with the working surface of the guide.

Description

CS/OS /// CS / OS ///

ч тЛГ Г -r x-r lTl-П h tlg r -r x-r lTl-P

МКИ5 Б62д37/ииMKI5 B62d37 / ii

Способ создания инерционного нагружающего усилия и инерционно-импульсный ь еханизм, работающий по данному способуA method of creating an inertial loading force and an inertial-pulsed mechanism working according to this method

Изобрешение oiHocaiDCH к гран спор шному машиностроению, в частности, д способам создания движущей силы для шранспоргных средств, таких кан малогабаритная техника, иможет быть использовано для создания инструмента ударного действия или машин, работающих по ударному циклу.The invention of oiHocaiDCH for large-scale mechanical engineering, in particular, methods for creating a driving force for trans-shipment means, such small-sized equipment, can be used to create a percussion instrument or machines working in a percussion cycle.

Известен способ создания инерционного нагружающего усилия, используемого для перемещения транспортного средства или иного рабочего технологического аппарата, заключающийся в создании импульсной центробежной силы за счет синхронного вращения в противоположных направлениях симметричных по фазе по крайней мере двух дебалансных грузов (см. авторское свидетельство СССР № I5I574, В62Д 57/00, 1962 г.).A known method of creating an inertial loading force used to move a vehicle or other working technological apparatus, which consists in creating a pulsed centrifugal force due to synchronous rotation in opposite directions of at least two unbalanced loads symmetric in phase (see USSR author's certificate No. I5I574, V62D 57/00, 1962).

По данному способу центробежная сила, реализуемая за счет синхронного вращения дебалансных грузов, имеет гармоничный синусоидальный характер протекания. В результате, в первые полоборота срздается позитивно направленная сила, совпадающая с направлением перемещения, например, транспортного средства, а во взорые полоборота - такая же по величине сила, но имеющая противоположное направление, что приводит к возврату объекта, например, того же транспортного средства на исходные позиции. Для исключения этого явления в конструкциях, использующих инерционно-импульсные механизмы для создания усилия, вводятся приспособления, препятствующие сдвигу объекта в обратную сторону и переносянц х усилие обратного направления на опору рекгивного моменга (напри5..{ер, поверхносгь перемещения). Кроме юго, расположение дебалансных грузов в плосносм вращения, несовпадающей о направлением перемещения объекша или работы рабочего органа оюбойного молотка (пример), не позволяет реализовать в полном объеме создаваемое усилие. В известном способе объект работает в режиме маятника, что неприемлемо, например, для транспортного средства в режиме движения.According to this method, the centrifugal force realized due to the synchronous rotation of unbalanced loads has a harmonious sinusoidal flow pattern. As a result, in the first half-turns, a positively directed force coincides with the direction of movement of, for example, the vehicle, and in the half-turns, the same magnitude of force, but having the opposite direction, leads to the return of the object, for example, the same vehicle to starting position. To eliminate this phenomenon in constructions using inertial-impulse mechanisms to create force, devices are introduced that prevent the object from moving in the opposite direction and carry forward force of the opposite direction to the support of the regi-nent moment (for example .. {ep, displacement surface). In addition to the south, the location of unbalanced loads in the plane of rotation that does not coincide with the direction of movement of the object or the work of the working body of the hammer (example) does not allow to realize the full force created. In the known method, the object operates in the pendulum mode, which is unacceptable, for example, for a vehicle in the driving mode.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи уменьшения во вторые полоборота вращения грузов реализуемой ими импульсной центробежной силы с тем, чтобы обеспечить явно выраженное перемещение объекта в заданном направлении или работу рабочего органа в заданном направлении, например, нанесение удара молотком или создание давления прессом. Достигаемый при этом технический заключается в повышении эксплуатационных качеств и эсосоективности.The present invention is directed to solving the problem of reducing, in the second half-turn of the rotation of the goods, the impulse centrifugal force realized by them in order to ensure an explicit movement of the object in a given direction or work of the working body in a given direction, for example, striking with a hammer or pressurizing with a press. The technical achieved at the same time is to increase operational qualities and esoso-efficiency.

Указанный технический Э(1фект достигается тем, что в способе создания инерционного нагружающего усилия, заключающегося в создании импульсной центробежной силы за счет винхронного вращения Б противоположных направлениях симметричных по фазе по крайней мэре двух дебалансных грузов, обеспечиваю вращение грузов в плоскости, совпадающей с направлением приложения усилия, при этом в первые полоборота каждого оборота вращения грузов увеличивают эксцентриситет последних, а во вторые полоборота - уменьшают эксцентрисиге дебаланоных грузов.The specified technical E (1 effect is achieved by the fact that in the method of creating an inertial loading force, which consists in creating a pulsed centrifugal force due to synchronous rotation B in opposite directions of two unbalanced loads symmetric in phase at the mayor, I ensure that the goods rotate in a plane that coincides with the direction of application of force in this case, in the first half-turns of each revolution, the rotation of the goods increases the eccentricity of the latter, and in the second half-turns, the eccentricity of the off-balance goods decreases.

Реализующий указанный способ инерционно-импульсный механизм, содержащий смонтированные на базовой опоре по крайней мере один электромотор, вал которого связан с одной из зацепленных между собой шестерен одинакового диаметра, на которыхThe inertial-pulse mechanism that implements the indicated method, comprising at least one electric motor mounted on a base support, the shaft of which is connected to one of the gears of the same diameter interconnected, on which

gcfff Ъ/OS ///gcfff b / OS ///

2L 2L

-/размещены rpifSbi, расположенные с эксценгрисижеюы оЕносигельно оси вращения шестерен и симмегрично по фазе должен на базовой опоре для каждого груза HKieib кольцевую onopj Жда направляющей, ценгр коюрой смещен относительно оси вращения шестерни, а груз расположен в радиальной прорези ползуна, связанного с осью вращения щесгерни, с возможностью радиального перемещения по данному пазу и выполнен с роликовой опорой для взаимодействия с рабочей поверхностью направляющей.- / placed rpifSbi located eccentrically on the axis of rotation of the gears and must be phase symmetrical on the base support for each load , with the possibility of radial movement along this groove and is made with a roller support for interaction with the working surface of the guide.

Указанные о в способе признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для достижения требуемого технического эфсректа.The features indicated in the method are essential and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to achieve the required technical effect.

Так изменение эксцентриситета в каждые пол оборота каждого оборота вращения грузов позволяет реализовать позитивно направленное усилие, величина которого пропорциональна эксцентриситету (максимальный), и негативное усишде, направленное в противоположную сторону, величина которого пропорциональна величине эксцентриситета на данном участие вращения (минимальный эксценЕриситет). В связи с этим объенш можеш перемещаться в явно выраженном однонаправленном направлении за счет разницы сил позитивного и негативного направления Преобладание величины по-.. . зитивной силы, над негативной и является сииой, обеспечивающей полезную работу прИ1 ;енительно к конкретному обжекту.So, a change in eccentricity in every half-turn of each revolution of cargo rotation allows you to realize a positively directed force, the magnitude of which is proportional to the eccentricity (maximum), and a negative shift directed in the opposite direction, the magnitude of which is proportional to the eccentricity for this participation of rotation (minimum eccentricity). In this regard, the volume can be moved in a pronounced unidirectional direction due to the difference in the forces of the positive and negative directions. The prevalence of the magnitude is ... positive power, over the negative and this is the one that provides the useful work of PRI1; in relation to a specific project.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно ; демонстрирует возможность достижения указанной совокупностью признаков требуемого технического BpifjeKiEaoThe present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not only possible, but clearly; demonstrates the ability to achieve the specified set of features required technical BpifjeKiEao

На фиг. I - динамичесная система реализации нагружающего усилия;In FIG. I - a dynamic system for the implementation of the loading effort;

На шмг. 2 - график проседания нагружающего усилия;On shmg. 2 is a graph of sag loading stress;

На фиго 3 - инерционно-импульсный механизм, работающий по предложенному способу, продольный разрез;In Fig 3 - inertial-pulse mechanism operating according to the proposed method, a longitudinal section;

На фиг. 4 - вид А на фиг. 3.In FIG. 4 is a view A in FIG. 3.

Для анализа предложенного способа рассмотрим некогорую идеализированную динамическую сисшему по .To analyze the proposed method, we consider a certain idealized dynamic system with respect to.

Свяжем с горизонтальной платформой некоторую прямоугольную систему координат УОХ, Пусть вокруг двух точек и 02 на оси ординат У, как вокруг центров, на соответствующих радиусах равномерно вращаются в разные стороны два груза массой M1-J- и HI2 с угловьши скоростями tJ-j. и 2 Let us connect some rectangular coordinate system of the UOX with a horizontal platform. Let two weights of mass M1-J- and HI2 with angular velocities tJ-j rotate uniformly around the two points and 02 on the ordinate axis of Y, as around the centers, at the corresponding radii. and 2

В этом случае, как известно, образуются центробежные силыIn this case, as is known, centrifugal forces are formed

PJ и Р PJ and P

Проекции |:тих сил на оси ОХ и ОУ системы координат будутProjections |: quiet forces on the axis OX and OA coordinate systems will be

соответственно:respectively:

1х PjCo l-jPg-j P2COsMi1x PjCo l-jPg-j P2COsMi

- PjSiudiP Y р2 1псл2 9 - PjSiudiP Y p2 1psl2 9

где и (А 2 - углы наклона векторов Р-г и р2 к оси абсцисс.where and (A 2 are the angles of inclination of the vectors Pg and p2 to the abscissa.

Эти наклоны будут положительны против движения часовой стрелки.These inclinations will be positive counterclockwise.

(Ai 6(t0(2 Н (Ai 6 (t0 (2 N

где t- время.where t is time.

Если потребовать, чтобы грузы вращались в разные стороны в одной плоскости и обеспечитьIf you require that the goods rotate in different directions in the same plane and provide

mj.hr, 1 2 1 mj.hr, 1 2 1

Х-/X- /

Р. 2PjCOs60it , R. 2PjCOs60it,

где Р-г указана в формуле /I/.where Rg is indicated in the formula / I /.

Заиемм, 410 внешние моменш от элен 1 ромо10ров Mj и М, необходимые дпя вращения грузов и преодоления соогвегсЕвующих сил 1рения, буду иметь разные знаки, s,e тому суммарный момент .Zayemm, 410 external moments from elena 1 rom10rov Mj and M, necessary for the rotation of goods and overcoming the combined forces of 1 friction, I will have different signs, s, e the total moment.

Заметим, что для платформы, у которой ось ОХ расположена горизонтально относительно земной поверхности, сила тяжести in эксцентричных масс создаст действующие на платформу моменты , М (}t „Note that for a platform where the OX axis is horizontal relative to the earth's surface, the gravity in eccentric masses will create moments acting on the platform, M (} t „

Величина этих моментов связана с фазовой симметрией дебалансных грузов, из-за которой моменты относительно оси ОХ взаимно компенсируются, а моменты относительно ОУ суммируются. Но модуль момента М,, относительно мал, поэтому имThe magnitude of these moments is associated with the phase symmetry of unbalanced weights, due to which the moments relative to the OX axis are mutually compensated, and the moments relative to the OS are added up. But the modulus of moment M, is relatively small, therefore,

можно пренебречь.can be neglected.

Указанные расчеты по динамической системе показывают гармонический характер протекания формирования нагружающего усилия силы P.jr в результате которого в первые полоборота вращения грузов образуется положительно направленное усилие, действующее вдоль ОХ, а во вторые по;;оборота формируется такая же по величине сила, но направленная в противоположную сторонуThese calculations using the dynamic system show the harmonic nature of the formation of the loading force force P.jr as a result of which in the first half-turns of the rotation of the goods a positively directed force is generated, acting along the OX, and in the second half ;; the same force is formed in the revolution, but directed in opposite side

Использование этого явления в качестве движущей силы или нагружающего усилия для соответственно транспортного средства или рабочего механизма позволяет обеспечить им возвратно-поступательное движение. Как правило для обеспечения однонаправленного движения в конструкцию транспортного средства вводят противооткатные средства типа храповых муфт или иных устройств, которые переводят отрицательно направленное усилие на опорную поверхность.The use of this phenomenon as a driving force or loading force for a vehicle or a working mechanism, respectively, allows them to reciprocate. As a rule, to ensure unidirectional movement, anti-recoil devices such as ratchet couplings or other devices are introduced into the vehicle structure, which translate the negatively directed force onto the supporting surface.

fffo /й/ fffo / th /

- Предлагаемый способ основан на юм, что уменьшение цадиуса расположения грузов во время проховдения или вшорого полоборога вращения приводит л созданию нагружающего усилия, оЕрицагельно направленного, величина которого существенно меньше величины силы, направленной вдоль оси ОХ. В резулыаге эшого в первые полобороша грузы на максимальном радиусе сформируют нагружающее усилие, величина ноюрого будеа: больше величины реализуемого усилия обратного направления, сформированного на меньшем радиусе.- The proposed method is based on the principle that reducing the load radius during a sweep or a low rotation half-horn leads to the creation of a loading force directed uniquely, the magnitude of which is significantly less than the magnitude of the force directed along the OX axis. In the result of this, in the first half-well loads at a maximum radius will form a loading force, the value of a new one will be greater than the value of the realized force of the opposite direction, formed at a smaller radius.

Графин йормирования и просекания нагружающего усилия буде также имегь гармоничесний характер , но примеш иной вид, показанный на . 2, где продемонстрирована зависимость величины нагружающего усилия ог угла поворота при вращении.The carafe of rationing and sifting of the loading force would also have a harmonious character, but a different form would be shown, shown on. 2, where the dependence of the magnitude of the loading force og the rotation angle during rotation is demonstrated.

КонсЕрукция инерционно-импульсного механизма, реализующего предложенный способ создания нагружающего усилия, показана на фИГ. 3 и 4. Обращаемся внимание на ЕО, чшо данные рисунки демонстрируют наличие и связи между элементами, не прешендуя на сооквегсЕвие положения грузов режимам работы. Это обусловлено тем, что симметричное по азе расположение грузов с целью создания нагружающего усилия данного направления определяется в резульЕБте монЕажных и регулировочных операций, которые не затрагивают изменений в конструкции. Такое представление граазичесного материала дает более ясное представление о конструкции.The design of the inertial-pulsed mechanism that implements the proposed method of creating a loading force is shown in FIG. 3 and 4. We draw attention to the SW, which these figures demonstrate the presence and relationship between the elements, without prejudice to the consequent provision of the cargo modes of operation. This is due to the fact that the arrangement of the goods, symmetrical in basic order, in order to create a loading force in a given direction, is determined as a result of installation and adjustment operations that do not affect structural changes. This representation of the graasic material gives a clearer picture of the structure.

инерционно-импульсный механизм содержит базовую опору I, на которой смонтирован по крайней мере один приводной электромотор 2, на валу которого закреплена шестерня 3, зацепленная с аналогичной по размерам и параметрам шестерней 4, смонтированной либо на валу второго электромотора 2, либо на стойке с возможностью свободного вращения (не показано)..the inertial-pulse mechanism contains a basic support I, on which at least one driving electric motor 2 is mounted, on the shaft of which a gear 3 is fixed, engaged with a similar gear 4 in size and parameters, mounted either on the shaft of the second electric motor 2, or on a rack with the possibility free rotation (not shown) ..

-/На валу каждого эденшроыоюра ипи на оси шесЕерен 3 и 4 занреплены горизонгально направленные поводки 5 , б, выполненные о радиальными пазами 7, в которых с радиальной подвижностью смонюированы ползуны 8, несущие дебалансные грузы 9. На базовой опоре I для каждого блока механизв,а расположены кольцевые опоры 10 и II, смонгированные на сшойках 12. Эти опоры представляют собой кольцевые направляющие с рабочей поверхностью 13, центр которой смещен на величину эксцентриситета е относительно оси вращения шестерен 3,4. При этом максимальное расстояние между осью вращения вала электромотора 2 и рабочей поверхностью направляющей 13 обеспечивается в направлении приложения нагружающего усилия максимальной величины. В связи с этим применительно к предложенным рисункам, на которых механизм показан с разворотом на 90°, максимальное удаление должно быть направлено либо от плоскости рисунка, либо в плоскость рисунка.- / On the shaft of each endorsement, on the axis of the gears 3 and 4, horizontally directed leads 5, b are made, fixed with radial grooves 7, in which sliders 8 are mounted with radial mobility, carrying unbalanced loads 9. On the basic support I for each block of mechanisms, and there are ring bearings 10 and II, molded on the staples 12. These bearings are ring guides with a working surface 13, the center of which is offset by the amount of eccentricity e relative to the axis of rotation of the gears 3.4. In this case, the maximum distance between the axis of rotation of the shaft of the electric motor 2 and the working surface of the guide 13 is provided in the direction of application of the loading force of the maximum value. In this regard, in relation to the proposed drawings, in which the mechanism is shown with a 90 ° turn, the maximum distance should be directed either from the plane of the figure or to the plane of the figure.

Ползуны 8 с противоположной месту крепления грузов стороны имеют роликовые опоры 14, посредством которых ползуны опираются и обкатываются по рабочей поверхности направляющей, под действием центробежной силы вращения.The sliders 8 from the opposite point of cargo securing the sides have roller bearings 14, by means of which the sliders are supported and run on the working surface of the guide, under the action of centrifugal rotation force.

Инерционно-импульсный механизм работает следующим образом.Inertial-pulse mechanism works as follows.

При вращении вала электромоторов 2 обеспечивается синхронное вращение грузов за счет зацепления шестерен 3 и 4 между собой. При этом грузы вращаются с симметрией по фазе в противоположных направлениях. Ссзормированная вращением грузов центробежная сила прижимает ползуны к направляющей, которая смонтирована с эксцентриситетом е относительно оси вращения грузов, В результате прижима ползунов 8 к рабочей поверхности направляющих происходит принудительное перемещение ползунов по пазу 7, что позволяет в первые полоборота достигнуть максимального удаления гру/ When the shaft of the electric motors 2 is rotated, synchronous rotation of the loads is ensured due to the gears 3 and 4 meshing with each other. In this case, the goods rotate with phase symmetry in opposite directions. The centrifugal force, which is controlled by the rotation of the loads, presses the sliders onto the rail, which is mounted with an eccentricity e relative to the axis of rotation of the loads. As a result of the sliders 8 being pressed against the working surface of the rails, the sliders are forced to move along the groove 7, which makes it possible to achieve maximum load removal in the first half-turns

- /f - Y СХ / зов, а во Бюрые подоборога - ыиниА альное удаленР1е грузов. Таким образом, преддоженный механизм решает задачу варьирования радиусами положения грузов, чю обеопечиЕае Е реализацию нагружающего усилия согласно предложенному способу.- / f - Y CX / call, and in the Buryye subhorn - the only distance removed. Thus, the proposed mechanism solves the problem of varying the radii of the position of the goods, whose support is the implementation of the loading force according to the proposed method.

Перемещение транспортного средства в случае использования инерционно-импульсного механизма в качестве привода колес имеет тот se возвратно-поступательный характер, но явно выраженное перемещение в заданном направлении на величину пути, пропорциональную разнице реализованных положительно и отрицательно направленных усилий. Такрй механизм может найти применение на малогабаритных шлифовальной самоходной машинке, стружечной, серогательной и т.д. При использовании такого механизма в инструментах типа долбежного или строгательного возможно получение требуемого усилия на рабочем органе.The movement of the vehicle in the case of using an inertial-pulse mechanism as a wheel drive has the same reciprocating character, but a pronounced movement in a given direction by a path value proportional to the difference in the realized positive and negative directed forces. Such a mechanism can find application on a small-sized self-propelled grinding machine, particle, serogative, etc. When using such a mechanism in tools such as mortising or planing, it is possible to obtain the required effort on the working body.

Claims

An inertial-pulsed mechanism comprising at least one electric motor mounted on a base support, the shaft of which is connected to one of gears of the same diameter interconnected, on which loads are placed, which are eccentric with respect to the axis of rotation of the gears and symmetrical in phase, characterized in that on the base support, for each load, an annular support is mounted in the form of a guide, the center of which is offset from the axis of rotation of the gears, and the load is located in the radial slot of the slider associated with the axis of rotation of the gear, with the possibility of radial movement along this groove and made with a roller support for interaction with the working surface of the guide.