RU2481514C1 - Method of increasing inertia drive of revolution and power drive to this end - Google Patents
Method of increasing inertia drive of revolution and power drive to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481514C1 RU2481514C1 RU2011149604/11A RU2011149604A RU2481514C1 RU 2481514 C1 RU2481514 C1 RU 2481514C1 RU 2011149604/11 A RU2011149604/11 A RU 2011149604/11A RU 2011149604 A RU2011149604 A RU 2011149604A RU 2481514 C1 RU2481514 C1 RU 2481514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- axis
- platform
- mass
- drive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к инерционным системам накопления и преобразования энергии и может быть использовано, в частности, для привода различных машин (механизмов), транспортных средств.The invention relates to inertial energy storage and conversion systems and can be used, in particular, to drive various machines (mechanisms), vehicles.
Известны устройства в виде передач вращения с аккумулированием и повторной отдачей энергии, в которых для этого используется вращение неуравновешенных масс (например: пат. DE №2612035, опубл. 29.09.1977; пат. FR №1588205, опубл. 10.04.1970; пат. US №3960036, опубл. 01.06.1976; пат. US №4498357, опубл. 12.02.1985).Known devices in the form of rotation gears with accumulation and re-release of energy, which use the rotation of unbalanced masses (for example: US Pat. DE No. 2612035, publ. 09/29/1977; US Pat. FR No. 1588205, publ. 04/10/1970; US Pat. US No. 3960036, publ. 06/01/1976; US Pat. No. 4498357, publ. 02/12/1985).
Недостатком известных технических решений является то, что в них двигатель, предназначенный для вращения неуравновешенных масс (дебалансов), установлен за пределами вращающейся платформы (или основания) с дебалансами и рабочим (ведущим) звеном. По этой причине механический момент сопротивления нагрузки, приложенный к рабочему звену, воздействует в конечном счете и на вал привода дебалансов.A disadvantage of the known technical solutions is that in them an engine designed to rotate unbalanced masses (unbalances) is installed outside a rotating platform (or base) with unbalances and a working (driving) link. For this reason, the mechanical moment of the load resistance applied to the working link ultimately affects the unbalance drive shaft.
Известен способ работы силового привода вращения с использованием механизма прерывистого движения, содержащего рабочее звено, согласно которому с помощью источника механических колебаний создают знакопеременный момент вращения и прикладывают его к рабочему звену, выполненному с возможностью вращения, причем в качестве источника колебаний применяют центробежный вибратор в виде не менее одного элемента с неуравновешенной массой, который свободно вращают двигателем аксиально рабочему звену с заданной частотой, при этом двигатель и элемент с неуравновешенной массой устанавливают на рабочем звене, а в механизме прерывистого движения используют, по меньшей мере, одну обгонную муфту.A known method of operation of a rotary actuator using an intermittent movement mechanism comprising a working link, according to which an alternating moment of rotation is created using a source of mechanical vibrations and applied to a working link made to rotate, wherein a centrifugal vibrator is used as a vibration source in the form of less than one element with unbalanced mass, which is freely rotated by the engine axially to the working link with a given frequency, while the engine and electric An unbalanced component is mounted on the operating link, and at least one overrunning clutch is used in the intermittent movement mechanism.
Вариантом реализации указанного способа является электростанция, содержащая электрогенератор, силовой привод для его вращения и устройство управления, причем силовой привод содержит основание, на котором установлен по крайней мере первый узел, выполненный с возможностью одностороннего вращения и содержащий ведущее звено для передачи рабочего момента, задающий привод, включающий двигатель с механизмом передачи вращения не менее чем одному элементу с неуравновешенной массой на оси, расположенной на первом узле аксиально вращению ведущего звена, при этом кинематическая цепь между ведущим звеном и конечным ведомым звеном содержит второй узел, выполненный с возможностью передачи рабочего момента в одном направлении (пат. RU №2377458, опубл. 20.08.2009).A variant of the implementation of this method is a power plant containing an electric generator, a power drive for its rotation and a control device, the power drive comprising a base on which at least a first unit is installed, made with the possibility of one-way rotation and containing a driving link for transmitting the operating moment, the driving drive comprising an engine with a transmission transmission mechanism to at least one element with unbalanced mass on an axis located on the first node axially rotate link, while the kinematic chain between the leading link and the final driven link contains a second node, configured to transmit the working moment in one direction (US Pat. RU No. 2377458, publ. 08.20.2009).
Данный способ и устройство, предназначенное для его осуществления, являются наиболее близкими аналогами как по назначению, так и по технической сущности.This method and the device intended for its implementation are the closest analogues both in purpose and in technical essence.
Существенным недостатком известного способа и устройства для его осуществления является принципиальная невозможность получения высоких значений скорости вращения рабочего (ведущего) звена. Это ограничивает область применения известного изобретения-прототипа. Его невозможно использовать в качестве прямого привода, например, колес транспортного средства. Можно привести другой, наглядный пример численного сравнения скорости прототипа и, например, вентилятора. Предположим, что амплитуда крутильных колебаний ведущего звена составляет 0,013 радиан. На радиусе 0,15 м она будет порядка 2 мм. Выбранное значение амплитуды является большой величиной для промышленного оборудования, которое подвергается вибрации. Угловая скорость колебаний при такой амплитуде на частоте 50 Гц составляет 4 радиан/сек, а, например, промышленный вентилятор на частоте 50 Гц имеет угловую скорость 314 радиан/сек, что значительно превышает возможности известного прототипа.A significant disadvantage of the known method and device for its implementation is the fundamental impossibility of obtaining high values of the speed of rotation of the working (leading) link. This limits the scope of the known invention of the prototype. It cannot be used as a direct drive, for example, the wheels of a vehicle. You can give another, illustrative example of a numerical comparison of the speed of a prototype and, for example, a fan. Assume that the amplitude of the torsional vibrations of the driving link is 0.013 radians. At a radius of 0.15 m, it will be about 2 mm. The selected amplitude value is a large value for industrial equipment that is subject to vibration. The angular velocity of oscillations at such an amplitude at a frequency of 50 Hz is 4 radians / sec, and, for example, an industrial fan at a frequency of 50 Hz has an angular velocity of 314 radians / sec, which significantly exceeds the capabilities of the known prototype.
Задачей заявляемого изобретения является увеличение скорости вращения рабочего (ведущего) звена инерционного привода вращения.The task of the invention is to increase the speed of rotation of the working (leading) link of the inertial drive of rotation.
Поставленная задача решается предлагаемым способом увеличения скорости инерционного привода вращения с использованием рабочего звена, содержащего источник вращения в виде элемента с неуравновешенной массой, который свободно вращают двигателем аксиально оси вращения рабочего звена с заданной частотой, при этом радиус инерции Ri неуравновешенной массы элемента выполняют в соответствии с выражениемThe problem is solved by the proposed method of increasing the speed of an inertial drive of rotation using a working link containing a rotation source in the form of an element with an unbalanced mass, which is freely rotated by the engine axially to the axis of rotation of the working link with a given frequency, while the inertia radius Ri of the unbalanced mass of the element is performed in accordance with expression
Ri>2r,Ri> 2r,
где r - радиальное расстояние между геометрическими осями вращений.where r is the radial distance between the geometric axes of rotation.
Поставленная задача решается также предлагаемым устройством для осуществления заявляемого способа увеличения скорости инерционного привода вращения, содержащим неподвижную ось, на которой с возможностью вращения выполнена платформа, содержащая ведущее звено и задающий привод, включающий двигатель с возможностью передачи вращения элементу с неуравновешенной массой на оси, выполненной на платформе аксиально неподвижной оси, при этом неуравновешенная масса выполнена на периферии элемента, а ее радиус инерции превышает удвоенное радиальное расстояние между указанными осями, причем ось вращения элемента с неуравновешенной массой и плоскость его вращения расположены с одной стороны плоскости платформы, а с противоположной стороны этой плоскости выполнено соединение платформы с неподвижной осью с возможностью вращения.The problem is also solved by the proposed device for implementing the inventive method for increasing the speed of an inertial rotation drive, comprising a fixed axis, on which a platform is made rotatably comprising a drive link and a driving drive, including a motor with the possibility of transmitting rotation to an element with unbalanced mass on an axis made on platform axially fixed axis, while the unbalanced mass is made on the periphery of the element, and its radius of inertia exceeds twice the radius the total distance between the indicated axes, and the axis of rotation of the element with unbalanced mass and the plane of its rotation are located on one side of the platform plane, and on the opposite side of this plane the platform is connected to the fixed axis with the possibility of rotation.
Заявляемое решение позволяет выполнить радиус инерции неуравновешенной массы любой необходимой величины.The claimed solution allows you to perform the radius of inertia of the unbalanced mass of any desired value.
При этом элемент с неуравновешенной массой может быть выполнен в виде несимметричного или симметричного рычага, на одном конце которого закреплен неуравновешенный груз.In this case, an element with an unbalanced mass can be made in the form of an asymmetric or symmetrical lever, at one end of which an unbalanced load is fixed.
В частных случаях осуществления элемент может быть выполнен в виде диска, кольца или обруча, на периферийной части которого выполнена неуравновешенная масса.In special cases, the implementation of the element can be made in the form of a disk, ring or hoop, on the peripheral part of which an unbalanced mass is made.
При этом платформа может быть соединена с неподвижной осью посредством обгонной муфты.In this case, the platform can be connected to the fixed axis by means of an overrunning clutch.
Муфта предназначена для защиты устройства от удара противоположным моментом силы инерции неуравновешенной массы в случае, если угловая скорость вращения элемента превысит угловую скорость платформы.The coupling is designed to protect the device from impact by the opposite moment of inertia of an unbalanced mass if the angular velocity of rotation of the element exceeds the angular velocity of the platform.
При этом элемент с неуравновешенной массой может быть соединен с аксиальной осью через обгонную муфту. Такое решение позволяет улучшить равномерность вращения неуравновешенной массы.In this case, an element with an unbalanced mass can be connected to the axial axis through an overrunning clutch. This solution allows to improve the uniformity of rotation of the unbalanced mass.
Платформа может быть снабжена приспособлением, предназначенным для ее уравновешивания относительно неподвижной оси. В частном случае, в качестве приспособления для уравновешивания может быть использован статический груз.The platform may be equipped with a device designed to balance it with respect to the fixed axis. In the particular case, a static load can be used as a balancing device.
При этом платформа может быть снабжена кожухом, предназначенным для предотвращения разлета осколков в случае аварийного разрушения устройства.In this case, the platform can be equipped with a casing designed to prevent the spread of fragments in the event of emergency destruction of the device.
При этом устройство может быть снабжено контроллером, предназначенным для ручного или автоматического управления скоростью элемента с неуравновешенной массой.In this case, the device may be equipped with a controller designed to manually or automatically control the speed of the element with unbalanced mass.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фиг.1 - фронтальный разрез общего вида устройства; фиг.2 - вид на фиг.1 по стрелке A; фиг.3 - пояснительная схема.The invention is illustrated by drawings, which depict: figure 1 - frontal section of a General view of the device; figure 2 is a view of figure 1 along arrow A; figure 3 is an explanatory diagram.
Введены следующие цифровые обозначения: 1 - неподвижная ось; 2 - платформа; 3 - ведущее звено (цепная звездочка); 4 - электродвигатель; 5 - ось электродвигателя 4; 6 - ведущая шестерня; 7 - ведомая шестерня; 8 - аксиальная ось; 9 - рычаг; 10 - масса, неуравновешенная относительно оси 8; 11 - кожух; 12÷14 -подшипники; 15 - обгонная муфта; 16 - щеточный узел; 17 - уравновешивающий груз; 18 - узел соединения платформы 2 с осью 1 и ведущим звеном 3; 19 - фундамент.The following digital designations are introduced: 1 - fixed axis; 2 - platform; 3 - leading link (chain sprocket); 4 - electric motor; 5 - axis of the electric motor 4; 6 - pinion gear; 7 - driven gear; 8 - axial axis; 9 - lever; 10 - mass unbalanced about
Кроме того, введены следующие буквенные обозначения: Ω - угловая скорость вращения платформы 2 и ведущего звена 3 вокруг оси 1; ω - угловая скорость вращения элемента (рычаг 9) с неуравновешенной массой 10 вокруг оси 8; Fц - центробежная сила, создаваемая массой 10, приложенная к оси 8; Fт и Fp - соответственно тангенциальная и радиальная проекции силы Fц на касательную и радиальную оси, связанные с осью 8 и вращающиеся вместе с ней вокруг оси 1; φ - угол между векторами сил Fц и Fт; Fs - центробежная сила массы элементов конструкции (шестерни 6 и 7, ось 8, крепеж); Fc - центробежная сила уравновешивающего груза 17; Fr - реакция оси 1 на действие радиальной силы Fp; Ri - радиус инерции неуравновешенной массы 10; Мп - момент привода на ведущем звене 3; Мн - момент нагрузки, приложенный к ведущему звену 3; r - расстояние между осями 1 и 8.In addition, the following letter designations were introduced: Ω is the angular velocity of rotation of the
Предлагаемое устройство для осуществления способа увеличения скорости инерционного привода вращения содержит неподвижную ось 1, в частном случае жестко закрепленную на фундаменте 19, платформу 2 с возможностью вращения на оси 1. Для этого платформа 2 соединена с осью 1 посредством узла 18 с подшипником 14 и обгонной муфтой 15. На платформе 2 выполнен задающий привод, состоящий из электродвигателя 4, шестерен 6 и 7, оси 8, рычага 9 и неуравновешенной массы 10. Ось 5 электродвигателя 4 соединена с шестерней 6, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней 7, соединенной с осью 8, на которой закреплен рычаг 9 (в частном случае используется рычаг, симметричный относительно оси 8). На одном конце рычага 9 закреплена масса 10. Радиус рычага 9 и конфигурация массы 10 выполняют таким образом, чтобы радиус инерции Ri массы 10 (без массы рычага) удовлетворял условию: Ri>2r, где r - радиальное расстояние между осями 1 и 8 (см. фиг.3).The proposed device for implementing the method of increasing the speed of the inertial drive of rotation contains a fixed axis 1, in a particular case, rigidly fixed to the foundation 19, a
На платформе 2 выполнен груз 17, предназначенный для ее уравновешивания относительно оси 1. Электродвигатель 4 через контакты щеточного узла 16 подключен к контроллеру, предназначенному для управления частотой вращения его ротора и соответственно для управления частотой вращения рычага 9 с неуравновешенной массой 10 относительно оси 8. Устройство может быть также снабжено контроллером, предназначенным для ручного или автоматического управления скоростью вращения элемента с неуравновешенной массой (на чертежах не показан).A
Способ увеличения скорости инерционного привода вращения осуществляют с использованием предлагаемого устройства следующим образом. Включают электродвигатель 4. Его ось 5, а с ней шестерни 6 и 7, ось 8, рычаг 9 с неуравновешенной массой 10 начинают вращаться. При этом платформа 2 вместе с ведущим звеном 3 тоже начинают вращаться в одном направлении с рычагом 9. Масса 10 создает центробежную силуA method of increasing the speed of an inertial drive of rotation is carried out using the proposed device as follows. Turn on the electric motor 4. Its axis 5, and with it the gears 6 and 7,
где m - величина массы 10.where m is the mass value of 10.
Ее тангенциальная проекция равнаIts tangential projection is equal to
Момент привода на ведущем звене 3 равенDrive torque at drive link 3 is
К ведущему звену 3 одновременно приложен противодействующий момент нагрузки Мн. До тех пор, пока момент привода больше момента нагрузкиTo the leading link 3 is simultaneously applied the opposing load moment Mn. As long as the drive torque is greater than the load torque
Мп>Мн,Mn> Mn,
на один оборот рычага 9 вокруг оси 8, платформа 2 (и ведущее звено 3) также совершает один оборот вокруг оси 1:ω=Ω.one revolution of the
При этом, если величина момента нагрузки Мн увеличивается, стремясь к величине момента привода Мп, то угол φ стремится к нулю: φ→0.Moreover, if the magnitude of the load moment Mn increases, tending to the magnitude of the drive moment Mn, then the angle φ tends to zero: φ → 0.
В том случае, если момент нагрузки по какой-либо причине становится больше момента привода Мн>Мп, тогда угловая скорость ω рычага 9 начинает превышать угловую скорость Ω платформы 2: (ω>Ω). При этом тангенциальный вектор силы Fт меняет свое направление на противоположное. Такой режим работы устройства в предлагаемом способе считается аварийным, поэтому не должен допускаться автоматическими средствами и обслуживающим персоналом. В последнем случае для защиты инерционных элементов кинематической цепи ведущее звено 3 (нагрузка от встречного удара) служит обгонная муфта 15.In the event that, for some reason, the load moment becomes greater than the drive moment Mn> Mn, then the angular velocity ω of the
Предлагаемое устройство имеет динамически несимметричную схему, поэтому неуравновешенная радиальная нагрузка приложена к оси 1, а через нее - к фундаменту 19. Эта нагрузка на работу устройства не влияет. Она лишь увеличивает износ подшипников на оси 1.The proposed device has a dynamically asymmetric circuit, therefore, an unbalanced radial load is applied to the axis 1, and through it to the foundation 19. This load does not affect the operation of the device. It only increases bearing wear on axis 1.
Уравнение баланса радиальных сил можно записать следующим образом:The equation of balance of radial forces can be written as follows:
Отсюда реакция Fr оси 1 равна:Hence the reaction Fr axis 1 is equal to:
Таким образом, для номинальной частоты ω=Ω вращения платформы 2 возможно подобрать такое значение массы уравновешивающего груза 17, для которого выражение (5) обращается в ноль.Thus, for the nominal frequency ω = Ω of rotation of the
Устройство для осуществления заявляемого способа работоспособно и без обгонной муфты 15. В этом случае при включении электродвигателя 4 платформа 2 сначала совершает несколько колебаний на одном месте, а затем (при дальнейшем увеличении скорости вращения рычага 9) начинает вращаться в одном направлении с рычагом 9.A device for implementing the proposed method is operable and without an overrunning clutch 15. In this case, when the electric motor 4 is turned on, the
Таким образом, техническим результатом заявляемого способа и устройства для его осуществления является возможность увеличения скорости инерционного привода вращения, вследствие чего предлагаемое изобретение может быть широко использовано при изготовлении быстроходных силовых приводов, например, для вентиляторов, для колесных транспортных средств и других устройств.Thus, the technical result of the proposed method and device for its implementation is the possibility of increasing the speed of the inertial drive of rotation, as a result of which the invention can be widely used in the manufacture of high-speed power drives, for example, for fans, for wheeled vehicles and other devices.
Claims (10)
Ri>2r,
где r - радиальное расстояние между осями вращений.1. A method of increasing the speed of an inertial rotation drive containing a working link with a rotation source in the form of an element with an unbalanced mass, which is freely rotated by the engine axially to the working link with a given frequency, characterized in that the distance Ri from the center of mass of the unbalanced mass of the element to the axial axis is performed according to the expression
Ri> 2r,
where r is the radial distance between the axes of rotation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011149604/11A RU2481514C1 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Method of increasing inertia drive of revolution and power drive to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011149604/11A RU2481514C1 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Method of increasing inertia drive of revolution and power drive to this end |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2481514C1 true RU2481514C1 (en) | 2013-05-10 |
Family
ID=48789563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011149604/11A RU2481514C1 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Method of increasing inertia drive of revolution and power drive to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2481514C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1484461A1 (en) * | 1987-09-21 | 1989-06-07 | Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина | Flywheel drive |
| RU2207256C2 (en) * | 1999-03-26 | 2003-06-27 | Винник Леонид Владимирович | Inertial motor with electric drive |
| CN101265964A (en) * | 2007-03-18 | 2008-09-17 | 董长军 | Double-speed superposition effect constrained fluid inertia energy accumulating booster unit |
| RU2377458C2 (en) * | 2008-02-12 | 2009-12-27 | Пермоторс ГмбХ | Operation method of power rotation drive and power plant for its implementation |
-
2011
- 2011-12-05 RU RU2011149604/11A patent/RU2481514C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1484461A1 (en) * | 1987-09-21 | 1989-06-07 | Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина | Flywheel drive |
| RU2207256C2 (en) * | 1999-03-26 | 2003-06-27 | Винник Леонид Владимирович | Inertial motor with electric drive |
| CN101265964A (en) * | 2007-03-18 | 2008-09-17 | 董长军 | Double-speed superposition effect constrained fluid inertia energy accumulating booster unit |
| RU2377458C2 (en) * | 2008-02-12 | 2009-12-27 | Пермоторс ГмбХ | Operation method of power rotation drive and power plant for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2377458C2 (en) | Operation method of power rotation drive and power plant for its implementation | |
| JP6036700B2 (en) | Power transmission device for vehicle | |
| JP2011504987A (en) | Force transmission device with speed-adaptive dynamic vibration absorber and method for improving damping characteristics | |
| KR102241339B1 (en) | Hub-based active vibration control systems, devices, and methods with offset imbalanced rotors | |
| US20190264773A1 (en) | Damper device | |
| JP2015036521A (en) | Revolution retainer | |
| RU2481514C1 (en) | Method of increasing inertia drive of revolution and power drive to this end | |
| US8307652B1 (en) | Heterodyne transmission | |
| JPH10184799A (en) | Speed increasing pendulum type motion absorber | |
| US11359705B2 (en) | Machine generating centrifugal forces from effective elliptic trajectory | |
| CN108036024B (en) | A kind of anti-vibration power output system of 10,000 tons ship | |
| US1826172A (en) | Power transmitting device | |
| KR102214726B1 (en) | An apparatus for extending power using magnetic | |
| RU2514958C2 (en) | Power drive | |
| RU2637156C1 (en) | Method of energy generation in which harmful support vibration is used and simultaneously partially dampened (versions) | |
| RU2552765C2 (en) | Rotation power drive | |
| US7650754B2 (en) | Transmission between rotary devices | |
| RU2076241C1 (en) | Inertia propelling device | |
| WO2019078754A1 (en) | Rotary perpetual motion machine | |
| TWI750089B (en) | Multi-swing block linkage driving device | |
| RU205136U1 (en) | POWER VIBRATION DRIVE | |
| US1798723A (en) | Power-transmission apparatus | |
| WO2005028927A1 (en) | Apparatus for conversion of centrifugal force | |
| RU2151331C1 (en) | Centrifugal stepless transmission | |
| SU1596120A1 (en) | Piston machine drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151206 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180823 |