Вибродвигатель

 

Использование: машиностроение и может быть применено для рекуперации энергии вибрации машин. Сущность изобретения: вибродвигатель содержит статор с вибратором, ротор 1 с упругими упорами 2, установленными на его боковой поверхности и направленные по касательной в направлении его вращения, при этом рабочая поверхность статора выполнена из материала с анизотропными фрикционными свойствами в направлении вращения ротора. 2 ил.

Изобретение относится к преобразованию колебательного или вибрационного движения во вращательное и может быть использовано для рекуперации неиспользованной энергии вибрации машин, например энергии колебаний движущихся транспортных средств.

Известен преобразователь энергии колебаний в энергию вращения, содержащий размещенный в жидкой опорной среде ротор с лопастями, на наружном конце каждой из которых под углом друг относительно друга установлены связанные между собой пластины, параллельные оси вращения ротора, причем вершины углов между пластинами всех лопастей одинаково тангенциально направлены, связь пластин каждой лопасти между собой выполнена в виде расположенного в вершине угла между пластинами шарнира с двумя ограничителями углом поворота пластин соответственно для фиксации минимального и максимального угла между пластинами [1] Известен вибродвигатель, содержащий размещенный в жидкой опорной среде ротор с односторонне направленными тангенциальными упорами, ротор выполнен в виде цилиндра, а упоры в виде упругих волокон, равномерно размещенных на его наружной поверхности под острым углом к последней в плоскостях, перпендикулярных оси ротора [2] Известен вибродвигатель, содержащий статор с вибратором и размещенный на валу ротор, причем по меньшей мере на одной из торцевых поверхностей ротора установлены упругие элементы с односторонним наклоном к поверхности с возможностью контактирования с одной из торцевых поверхностей статора, образующие торцевых поверхностей статора и ротора расположены под углом одна относительно другой, а упругие элементы выполнены в виде спиц разной длины с уменьшением последней в направлении к оси вращения ротора [3] Существенным недостатком данных устройств является то, что для их осуществления принципиально важное значение имеет наличие опорной среды. Это значительно ограничивает возможности их применения, усложняет конструкцию, увеличивает потери энергии колебаний (за счет рассеивания в опорную среду).

Цель изобретения повышение эффективности преобразования вибраций во вращательное движение ротора.

Указанная цель достигается тем, что в вибродвигателе, содержащем статор с вибратором и размещенный на валу ротор с упорами, выполненными в виде упругих волокон с односторонним наклоном и установленными с возможностью контактирования с рабочей поверхностью статора, упругие опоры ротора установлены на его боковой поверхности и направлены по касательной в направлении его вращения, при этом рабочая поверхность статора выполнена из материала с анизотропными фрикционными свойствами в направлении вращения ротора.

Существенные отличия от прототипа и новизна заключаются в том, что упругие упоры ротора установлены на его боковой поверхности, и направлены по касательной в направлении его вращения, при этом рабочая поверхность статора выполнена из материала с анизотpопными фрикционными свойствами в направлении вращения ротора.

На фиг.1, 2 изображен вибродвигатель в разрезе.

Вибродвигатель содержит ротор 1 цилиндрической формы, на боковой поверхности которого установлены упругие опоры 2, выполненные в виде упругих волокон с односторонним наклоном, установленные с возможностью контактирования с рабочей поверхностью статора 3 и направленные по касательной в направлении его вращения. Ротор 1 находится внутри статора 3, выполненного в виде полого цилиндра, при этом рабочая поверхность 4 статора 3 выполнена из материала с анизотропными фрикционными свойствами в направлении вращения ротора 1. Статор 3 закреплен на вибраторе 5.

Вибродвигатель работает следующим образом.

При принятом направлении расположения упругих упоров 2 и при движении статора 3, закрепленного на вибраторе 5, вверх, между рабочей поверхностью 4 статора 3 и упругими упорами 2 возникает сила трения. Причем сила трения упругих упоров 2, размещенных справа от продольной оси ротора 1, существенно больше, чем упругих упоров 2, размещенных слева от продольной оси ротора 1 за счет большей силы давления на них и анизотропных фрикционных свойств в направлении вращения ротора 1 рабочей поверхности 4 статора 3. В результате возникает неуравновешенная относительно продольной оси ротора 1 реакция связи R_св, между статором 3 и ротором 1, которая создает вращающий момент, обеспечивающий самопроворачивание ротора 1 против часовой стрелки. Величина момента определяется плотностью и жесткостью упругих упоров 2, а также фрикционными свойствами рабочей поверхности 4 статора 3.

При движении статора 3, закрепленного на вибраторе 5, вниз между рабочей поверхностью 4 статора 3 и другими упорами 2 возникает сила трения. Причем сила трения упругих упоров 2, размещенных слева от продольной оси ротора 1, существенно больше, чем упругих упоров 2, размещенных справа от продольной оси ротора 1 за счет большей силы давления на них и анизотропных в направлении вращения ротора 1 фрикционных свойств рабочей поверхности 4 статора 3.

В результате возникает неуравновешенная относительно продольной оси ротора 1 реакция связи R_св между статором 3 и ротором 1, которая создает вращающий момент, обеспечивающий самопроворачивание ротора 1 против часовой стрелки.

При постоянной частоте и амплитуде колебаний вращение ротора 1 равномерное. Изменяя частоту или амплитуду колебаний вибратора 5, можно изменять скорость вращения ротора 1 вибродвигателя.

Вибродвигатель может иметь расширенную область применения для рекуперации неиспользованной энергии вибрации машин, например, за счет преобразования кинетической энергии вращения ротора 1 в электрическую, а также в различные виды потенциальной энергии для приведения в действие различных агрегатов и машин за счет использования энергии вибрации.

Формула изобретения

ВИБРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с вибратором и размещенный на валу ротор с упорами, выполненными в виде упругих волокон с односторонним наклоном и установленными с возможностью контактирования с рабочей поверхностью статора, отличающийся тем, что упругие упоры ротора установлены на его боковой поверхности и направлены по касательной в направлении его вращения, при этом рабочая поверхность статора выполнена из материала с анизотропными фрикционными свойствами в направлении вращения ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1