Инерционная передача
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесступенчатого преобразования скорости и вращающего момента на рабочих органах машин. Целью изобретения является повышение надежности и долговечности путем использования асинхронного электродвигателя, работающего в двух режимах. Маховик 6 свободно установлен на выходном валу 5, асинхронный электродвигатель связан с входным валом 4, на котором жестко закреплен двуплечий рычаг 7. Тяги 16 и 17 шарнирно соединены с соответствующими плечами рычага 7 и шатунами 12 и 13. При превышении скорости вращения маховика 6 скорости вращения ротора электродвигателя последний работает в генераторном режиме и на его валу и валу 4 создается отрицательный момент. 9 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОП И САН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ 10 156 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4389169/25-28 (22) 15.02,88 (46) 15.07,90. Бюл. М 26 (71) МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.В.Сафонов (53) 621.825 (088.8) (56) Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. М,: Машиностроение, 1978, с. 77. (54) ИНЕРЦИОННАЯ ПЕРЕДАЧА (5?) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесступенчатого преобразования скорости и вращающего момента на рабочих органах А „„5U „„1578405 А1 машин, Целью изобретения является повышение надежности и долговечности путем использования асинхронного электродвигателя, работающего в двух режимах. Маховик 6 свободно установлен на выходном валу 5, асинхронный электродвигатель связан с входным валом 4, на котором жестко закреплен двуплечий рычаг 7, Тяги 16 и 17 шарнирно соединены с соответствующими плечами рычага 7 и шатунами 12 и 13, При превышении скорости вращения маховика 6 скорости вращения ротора электродвигателя последний работает в генераторном режиме и на его валу и валу 4 создается отрицательный момент, 9 ил. 55 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесступенчатого преобразования скорости и вращающего момента на рабочих органах машин. Цель изобретения — повышение надежности и долговечности путем использования асинхронного электродвигателя, 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 скоростями вращения; на фиг.8 — графики скоростей вращения входного вала и маховика; на фиг,9 — механическая характеристика асинхронного электродвигателя. Инерционная передача содержит корпус 1, в крышках 2 которого в подшипниках З.установлен входной 4 и выходной 5 валы. На входном валу 4 установлен с возможностью свободного вращения на нем маховик 6 и жестко закреплен в центральной части двуплечий рычаг 7. На выходном валу 5 установлены противоположно направленные эксцентрики 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 связаны шарнирно через тяги 15-18 с маховиком 6 через оси 19 и с двуплечим рычагом 7 через оси 20. Инерционная передача работает следующим образом. К входному валу 4 передачи подсоединяется вал асинхронного электродвигателя (не показан). Выходной вал 5 связан с нагрузкой, например, выполненной в виде массивного маховика с большим моментом инерции (не показан). Момент инерции маховика 6 выбирается таким образом, чтобы он был существенно больше суммарного момента инерции ротора электродвигателя и связанных с ним входного вала 4, рычага 7 и других деталей, связанных с валом 4, причем достаточно, чтобы момент инерции маховика 6 был на порядок выше указанного суммарного момента инерции, что обеспечит незначительные амплитуды колебания скорости вращения маховика 6 за полный оборот вала 4 и связанного с ним вала электродвигателя. Рассмотрим работу передачи при вклю. ченном электродвигателе, когда вал электродвигателя и связанный с ним входной вал 4 передачи вращаются с угловой скоростью вэд =во, а выходной вал 5 неподвижен (а = О), Рассмотрим работу передачи за один полный поворот входного вала 4,-начиная с положения, показанного на фигЛ 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 вращения валов 4 и 5, а оси 19 и 20 тяг 15 и 16 максимально приближены одна к другой. При положении шатуна, показанного на фиг.4, мгновенные скорости вращения маховика 6 и вала 5 (рычага,7) одинаковы (вм = соэд), поэтому силы взаимодействия между маховиком 6, шатуном 12 и рычагом 7 отсутствуют. При рассмотрении работы трансформатора не учитывают силы инерции шатунов 12 и 13, тяг 15 — 18, эксцентриков 8 и 9, так как за полный оборот входного вала 4 сумма моментов от этих сил, действующих на выходной вал 5, равна нулю. При вращении маховика 6 поворачивается связанная тягами 15 и 16 вся система: шатун 12 и рычаг 7 с валом 4, При этом, так как шатун 12 поворачивается вокруг неподвижного эксцентрика 8, тяги 15 и 16 будут разводить оси 19 и 20, следовательно за.медлять вращение вала 4 и ротора электродвигателя. Электродвигатель работает в двигательном режиме и на его валу и валу 4 создается положительный момент Мд (фиг,9). На ось 14 и шатун 12 действуют сила F> от крутящего момента электродвигателя (Мд, фиг.9) и сила Fg от момента инерции маховика 6. Результирующая сила F действует на эксцентрик 8 и создает активный момент М = Fа,,(где а — плечо силы F), действующий на вал 5. Момент M в зависимости от значений F и а постоянно действует на угле поворота шатуна относительно 40 эксцентрика 8 от 0 до 180О. При этом маховик. 6 поворачивается на угол 180 + р, а рычаг 7 и вал 4 — на угол 180О -y (фиг,6). При положении шатуна 12 на фиг.6 мгновенные угловые скорости маховика 6 и вала 4 и 45 ротора электродвигателя равны (фиг.8), . При дальнейшем вращении маховика 6 продолжают поворачиваться шатун 12 и рычаг 7. Тяги 15 и 16 сближают оси 19 и 20, следовательно, ускоряют вращение рычага 50 7, вала 4 и ротора электродвигателя. Угловая скорость ротора электродвигателя превышает скорость вращения маховика 6 и синхронную скорость вращения ротора электродвигателя. Электродвигатель работает в генераторном режиме и на его валу и валу. 4 создается отрицательный момент Мг (на фиг,9). Под действием этого момента создается сила Fi, которая замедляет вращение шатуна 12, а от маховика 6 действует сила Fz, которая стремится вращать шатун 1578405 12 со скоростью вращения маховика 6. Ре. зультирующая 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 зависят от Mr и угла поворота шатуна 12, и будет действовать на угле поворота шатуна относительно эксцентрика 8 от 180 до 360 . Таким образом, изменяющийся по величине момент М действует на выходной вал 5 в направлении вращения входного вала 4, Электродвигатель будет работать попеременно s. 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 электродвигателя. Под действием крутящего момента М на выходной вал 5 последний начинает преодолевать сопротивление нагрузки и ускоренно вращаться со скоростью м, меньше скоростей вращения и M маховика 6 и в эд вала электродвигателя, При этом время работы электродвигателя s двигательном режиме увеличивается, а в генераторном— уменьшается, уменьшается и разность угловых скоростей Л ж= ищ — вэд, что приводит к снижению соответственно Мд и Mr u снижению крутящего момента М на выходном валу до нуля при и = вм = вэд При работе инерционной передачи возможна частичная работа электродвигателя в двигательном режиме при прохождении шатуном 12 угла 180-360 сразу после прохож5 дения угла 180 и при подходе к углу 360 . Однако, так как скорость вращения вала электродвигателя при этом выше скорости вращения маховика 6, то крутящий момент сопротивления вращению эксцентрика 8 не10 значителен и всегда меньше движущего момента около значений углов выше 0 и при подходе к 180 . Формула изобретения Инерционная передача, содержащая 15 корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, эксцентрики, установленные на входном валу, эксцентриситеты которых ° направлены в противоположные стороны, связанные с ними соответствующие шату20 ны, маховик, тяги, одними концами шарнирно связанные с маховиком, а другими — с соответствующими шатунами, и управляющее устройство, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и дол25 говечности, маховик свободно установлен на выходном валу, управляющее устройство выполнено в виде асинхронного электродвигателя, связанного с входным валом, а передача снабжена двуплечим рычагом, же30 стко закрепленным на входном валу, и дополнительными тягами, шарнирно соединенными с соответствующими плечами рычага и шатунами, -A 1578405 1578405 зло, Pug 9 Составитель Г.Савочкин Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар Редактор М.Келемеш Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1902 Тираж 484 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
