SU1578405A1 - Инерционна передача - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  бесступенчатого преобразовани  скорости и вращающего момента на рабочих органах машин. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и долговечности путем использовани  асинхронного электродвигател , работающего в двух режимах. Маховик 6 свободно установлен на выходном валу 5, асинхронный электродвигатель св зан с входным валом 4, на котором жестко закреплен двуплечий рычаг 7. Т ги 16 и 17 шарнирно соединены с соответствующими плечами рычага 7 и шатунами 12 и 13. При превышении скорости вращени  маховика 6 скорости вращени  ротора электродвигател  последний работает в генераторном режиме и на его валу и валу 4 создаетс  отрицательный момент. 9 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  бесступенчатого преобразовани  скорости и вращающего момента на рабочих органах машин.

Цель изобретени  - повышение надежности и долговечности путем использовани  асинхронного электродвигател , работающего в двух режимах.

На фиг.1 изображена передача, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4-7 -упрощенные схемы передачи с показанными силами, моментами и скорост ми вращени ; на фиг.8 - графики скоростей вращени  входного вала и маховика; на фиг.9 - механическа  характеристика асинхронного эле ктродви гател  .

Инерционна  передача содержит корпус 1, в крышках 2 которого в подшипниках 3 установлен входной 4 и выходной 5 валы. На входном валу 4 установлен с возможностью свободного вращени  на нем маховик

6и жестко закреплен в центральной части двуплечий рычаг 7. На выходном валу 5 установлены противоположно направленные эксцентрмки-8 и 9, имеющие эксцентриситет е. На подшипниках 10 и 11, установленных на эксцентриках 8 и 9, установлены шатуны 12 и 13. На концах шатунов установлены оси 14, через которые шатуны 12 и 13 св заны шарнирно через т ги 15-18 с маховиком 6 через оси 19 и с двуплечим рычагом

7через оси 20.

Инерционна  передача работает следующим образом.

К входному валу 4 передачи подсоедин етс  вал асинхронного электродвигател  (не показан). Выходной вал 5 св зан с нагрузкой , например, выполненной в виде массивного маховика с большим моментом инерции (не показан). Момент инерции маховика 6 выбираетс  таким образом, чтобы он был существенно больше суммарного момента инерции ротора электродвигател  и св занных с ним входного вала 4, рычага 7 и других деталей, св занных с валом 4, причем достаточно, чтобы момент инерции маховика 6 был на пор док выше указанного суммарного момента инерции, что обеспечит незначительные амплитуды колебани  скорости вращени  маховика 6 за полный оборот вала 4 и св занного с ним вала электродвигател .

Рассмотрим работу передачи при включенном электродвигателе, когда вал электродвигател  и св занный с ним входной вал 4 передачи вращаютс  с угловой скоростью а)эд ОД, а выходной вал 5 неподвижен

(а) 0). Рассмотрим работу передачи за один полный поворот входного вала 4,-начи- на  с положени , показанного на фиг.1 и 4. В данном положении эксцентрика 8, шатуна

12, маховика 6 и рычага 7 входного вала 4 ось 14 (фиг.2 и 3) имеет максимальное удаление от оси вращени  валов 4 и 5, а оси 19 и 20 т г 15 и 16 максимально приближены одна к другой. При положении шатуна, по0 казанного на фиг.4, мгновенные скорости вращени  маховика б и вала 5 (рычага 7) одинаковы (шм ), поэтому силы взаимодействи  между маховиком 6, шатуном 12 и рычагом 7 отсутствуют.

5 При рассмотрении работы трансформатора не учитывают силы инерции шатунов 12 и 13, т г 15-18, эксцентриков 8 и 9, так как за полный оборот входного вала 4 сумма моментов от этих сил, действующих на вы0 ходной вал 5, равна нулю.

При вращении маховика 6 поворачиваетс  св занна  т гами 15 и 16 вс  система: шатун 12 и рычаг 7 с валом 4. При этом, так как шатун 12 поворачиваетс  вокруг непод5 вижного эксцентрика 8, т ги 15 и 16 будут разводить оси 19 и 20, следовательно замедл ть вращение вала 4 и ротора электродвигател . Электродвигатель работает в двигательном режиме и на его валу и валу 4

0 создаетс  положительный момент Мд (фиг.9). На ось 14 и шатун 12 действуют сила FI от крут щего момента электродвигател  (Мд, фиг.9) и сила F2 от момента инерции маховика 6. Результирующа  сила F дейст5 вует на эксцентрик 8 и создает активный момент М F-a, (где а - плечо силы F), действующий на вал 5. Момент М в зависимости от значений F и а посто нно действует на угле поворота шатуна относительно

0 эксцентрика 8 от 0 до 180°. При этом маховик 6 поворачиваетс  на угол 180° + р, а рычаг 7 и вал 4 - на угол 180° -у (фиг.6). При положении шатуна 12 на фиг.6 мгновенные угловые скорости маховика 6 и вала 4 и

5 ротора электродвигател  равны (фиг.З),

При дальнейшем вращении маховика 6 продолжают поворачиватьс  шатун 12 и рычаг 7. Т ги 15 и 16 сближают оси 19 и 20, следовательно, ускор ют вращение рычага

0 7, вала 4 и ротора электродвигател . Углова  скорость ротора электродвигател  превышает скорость вращени  маховика 6 и синхронную скорость вращени  ротора электродвигател . Электродвигатель рабо5 тает в генераторном режиме и на его валу и валу 4 создаетс  отрицательный момент Мг (на фиг.9). Под действием этого момента создаетс  сила Ft, котора  замедл ет вращение шатуна 12, а от маховика 6 действует сила Fa, котора  стремитс  вращать шатун

12 со скоростью вращени  маховика 6. Результирующа  сила F (фиг.7) действует через шатун 12 на эксцентрик 8 и создает активный момент М F- а, действующий на вал 5. Момент М зависит от F и а, которые завис т от Мг и угла поворота шатуна 12, и будет действовать на угле поворота шатуна относительно эксцентрика 8 от 180 до 360°.

Таким образом, измен ющийс  по величине момент М действует на выходной вал 5 в направлении вращени  входного вала 4.

Электродвигатель будет работать попеременно & двигательном и генераторном режимах и при неподвижном выходном вале 5 затрачивать энергию на трение в подшипниках 3, 10 и 11, шарнирах осей 14, 19 и 20 и на потери энергии в статоре электродвигател .

Под действием крут щего момента М на выходной вал 5 последний начинает преодолевать сопротивление нагрузки и ускоренно вращатьс  со скоростью ш , меньше скоростей вращени  ы м маховика б и ш эд вала электродвигател . При этом врем  работы электродвигател  в двигательном режиме увеличиваетс , а в генераторном - уменьшаетс , уменьшаетс  и разность угловых скоростей Д ы , что приводит к снижению соответственно Мд и Мг и снижению крут щего момента М на выходном валу до нул  при ш сом УЭД .

А

75

1&

14

Ре/а 2

При работе инерционной передачи возможна частична  работа электродвигател  в двигательном режиме при прохождении шатуном 12 угла 180-360° сразу после прохождени  угла 180° и при подходе к углу 360°. Однако, так как скорость вращени  вала электродвигател  при этом выше скорости вращени  маховика 6, то крут щий момент сопротивлени  вращению эксцентрика 8 незначителен и всегда меньше движущего момента около значений углов выше 0° и при подходе к 180°.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Инерционна  передача, содержаща 

   корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, эксцентрики, установленные на входном валу, эксцентриситеты которых

   направлены в противоположные стороны, св занные с ними соответствующие шатуны , маховик, т ги, одними концами шарнир- но св занные с маховиком, а другими - с соответствующими шатунами, и управл ющее устройство, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и долговечности , маховик свободно установлен на выходном валу, управл ющее устройство выполнено в виде асинхронного электродвигател , св занного с входным валом, а передача снабжена двуплечим рычагом, жестко закрепленным на входном валу, и дополнительными т гами, шарнирно соединенными с соответствующими плечами рычага и шатунами.

   73 7В

   Ю

   Фшб

   6 6

   20

   Риг. 7

   W

   M

   Фиг 9