SU1724972A1 - Variable speed drive - Google Patents

Abstract

Использование: машиностроение, передачи с плавным регулированием скорости вращени  ведомого вала. Вариатор содержит корпус и размещенные в нем два конических фрикционных элемента с закрытыми полост ми. Магниты установлены в полост х и дел т их на две камеры. Полости гидроцилиндра с двухсторонним штоком последовательно соединены с камерами трубопроводами и образуют замкнутую гидросистему . Перемещением поршн  гидроцилиндра управл ют положением магнитов. Ферромагнитна  жидкость затвердевает под воздействием магнитного пол , создаваемого магнитами, и образует в зазоре между фрикционными элементами передающий элемент. 1 ил.Usage: mechanical engineering, gears with smooth regulation of the rotation speed of the driven shaft. The variator comprises a housing and two conical friction elements with closed cavities accommodated therein. Magnets are mounted in a cavity and divided into two chambers. The hydraulic cylinder cavities with a double-sided rod are connected in series with the chambers by pipelines and form a closed hydraulic system. The displacement of the piston of the hydraulic cylinder controls the position of the magnets. The ferromagnetic fluid hardens under the influence of the magnetic field created by the magnets, and forms a transmitting element in the gap between the friction elements. 1 il.

Description

ЈJ

Изобретение относитс  к машиностроению и предназначено дл  плавного регулировани  скорости вращени  ведомого вала.The invention relates to mechanical engineering and is intended to smoothly control the speed of rotation of the driven shaft.

Известен вариатор, представл ющий собой передачу с двум  коническими барабанами и передвижным кольцом, зажатым между барабанами.A known variator is a transmission with two conical drums and a movable ring sandwiched between the drums.

Известна бесступенчата  передача с промежуточным гибким кольцом, между коническими барабанами зажато свободно вис щее кольцо из кожи или из эластичной прорезиненной ткани. Положение кольца определ ет передаточное отношение механизма.An infinitely variable transmission with an intermediate flexible ring is known; a free-hanging ring made of leather or of elastic rubberized fabric is clamped between the conical drums. The position of the ring determines the gear ratio of the mechanism.

Известен вариатор, содержащий два фрикционных конических элемента, установленных в корпусз на параллельных валах , и промежуточный элемент, размещенный между ними. Промежуточный элемент представл ет собой ферромагнитную жидкость . Вариатор снабжен магнитом, установленным на параллельных валах с возможностью осевого перемещени  в полост х конических фрикционных элементов .Known variator containing two friction conical element installed in the housing on parallel shafts, and an intermediate element located between them. The intermediate element is a ferromagnetic fluid. The variator is equipped with a magnet mounted on parallel shafts with the possibility of axial movement in the cavities of the conical friction elements.

Недостатком известных вариаторов  вл етс  невозможность передачи вращени  между произвольно расположенными валами с пересекающимис  ос ми. A disadvantage of the known variators is the impossibility of transmitting rotation between arbitrarily arranged shafts with intersecting axes.

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей вариатора путем установки фрикционных элементов с пересекающимис  или скрещивающимис  ос ми.The aim of the invention is to enhance the operational capabilities of the variator by installing friction elements with intersecting or intersecting axles.

VIVI

ю юyu yu

VIVI

юYu

Цель достигаетс  тем, что в вариаторе , содержащем корпус, размещенные в нем два конических фрикционных элемента с полост ми, магнит, ферромагнитную жидкость дл  размещени  в зазоре между фрикционными элементами и устройство управлени , полость каждого фрикционного элемента закрыта, магнит разделен на две части, размещенные по одной в соответствующей полости, обращенные одна к дру- гой разноименными полюсами и дел щими каждую полость на две камеры, а устройство управлени  выполнено в виде гидроцилиндра с двусторонним штоком, полости которого с камерами последовательно сое- динены трубопроводами дл  образовани  замкнутой гидросистемы.The goal is achieved by the fact that in a variator containing a housing, two conical friction elements with cavities, a magnet, a ferromagnetic fluid to be placed in the gap between the friction elements and a control device, the cavity of each friction element is closed, the magnet is divided into two parts one in the corresponding cavity, facing one to the other with opposite poles and dividing each cavity into two chambers, and the control device is designed as a hydraulic cylinder with a double-sided rod, the cavities to The chambers are successively connected to the chambers by pipelines to form a closed hydraulic system.

На чертеже изображен вариатор, общий вид.The drawing shows the variator, a general view.

Вариатор содержит корпус 1 с ферро- магнитной жидкостью 2, в котором на ведущем 3 и ведомом 4 валах установлены конические фрикционные элементы 5 и 6 с закрытыми полост ми. В полост х фрикционных элементов 5 и 6 установлены магни- ты 7 и 8, а в зазоре между фрикционными элементами размещен промежуточный элемент 9, формируемый под воздействием магнитного пол  из ферромагнитной жидкости. Магниты 7 и 8 дел т полости фрикционных элементов на камеры 10-13, сообщающиес  с помощью каналов 14-17 в валах 3 и 4 с кольцевыми коробками 18-21, смонтированными с гидравлическими уплотнени ми манжетами 22-25 на валах 3 и 4.The variator comprises a housing 1 with a ferromagnetic liquid 2, in which conical friction elements 5 and 6 with closed cavities are mounted on the driving 3 and the driven 4 shafts. Magnets 7 and 8 are installed in the cavities of the friction elements 5 and 6, and in the gap between the friction elements there is an intermediate element 9 formed under the influence of a magnetic field from a ferromagnetic fluid. The magnets 7 and 8 divide the cavities of the friction elements into chambers 10-13, communicating via channels 14-17 in shafts 3 and 4 with ring boxes 18-21, mounted with hydraulic seals cuffs 22-25 on shafts 3 and 4.

Полость коробки 18 трубкой 26 соединена с полостью коробки 21, тем самым камера 10 полости фрикционного элемента 5 гидравлически соединена с камерой 13 полости фрикционного элемента 6. Полость коробки 20 трубкой 27 соединена с полостью 28 гидравлического цилиндра 29 с двусторонним штоком 30, а полость коробки 19 трубкой31 -с полостью32 цилиндра 29, тем самым камеры 11 и 12 полостей фрикционных элементов 5 и 6 гидравлически соединены соответственно с полост ми 32 и 28 гидравлического цилиндра 29. Полости 10- 13, 18-21, 26-28, 31 и 32 заполнены гидрав- лической жидкостью (не показана).The cavity of box 18 by tube 26 is connected to the cavity of box 21, thereby the chamber 10 of the cavity of the friction element 5 is hydraulically connected to the chamber 13 of the cavity of the friction element 6. The cavity of box 20 by tube 27 is connected to the cavity 28 of the hydraulic cylinder 29 with a double-sided rod 30, and the cavity of the box 19 tube 31 with a cavity 32 of cylinder 29, thus chambers 11 and 12 of the cavities of the friction elements 5 and 6 are hydraulically connected to the cavities 32 and 28 of the hydraulic cylinder 29, respectively. The cavities 10-13, 18-21, 26-28, 31 and 32 are filled with hydraulic - folic fluid ( not shown).

Дл  перемещени  и фиксации в требуемом положении шток 30 с помощью шарнира 33 соединен, например, с самотормоз щей винтовой передачей (винт 34 и гайка 35), приводимой в действие вручную или (в схемах автоматизации) от привода. На штоке 30 может быть закреплена указательна  стрелка 36 дл  определени  положени  штока 30 (магнитов 7 и 8 илиTo move and fix in the required position, the rod 30 is connected by means of a hinge 33, for example, with a self-braking screw gear (screw 34 and nut 35) actuated manually or (in automation schemes) from the drive. Indicator 36 can be attached to the rod 30 to determine the position of the rod 30 (magnets 7 and 8 or

передаточного отношени  вариатора) по шкале 37. Поршень цилиндра 29 обозначен позицией 38. Полюса магнитов обозначены буквами N и S, магнитный поток 39.the gear ratio of the variator) on a scale of 37. The piston of the cylinder 29 is denoted by the position 38. The poles of the magnets are denoted by the letters N and S, the magnetic flux 39.

Магниты 7 и 8 могут быть круглыми,Magnets 7 and 8 can be round,

пр моугольными или иной конфигурации вrectangular or other configuration in

. соответствии с конфигурацией поперечного. according to the cross configuration

сечени  полостей фрикционных элементовsections of cavities of friction elements

5 и 6.5 and 6.

В случае выполнени  фрикционных элементов коническими при конструировании вариатора должны быть соблюдены соотношени :In the case of making friction elements conical when designing a variator, the following relations should be observed:

1т is1t is

coscos

А.BUT.

2 S62 s6

coscos

Ж S5W S5

где , Le - соответственно длины конических фрикционных элементов 5 и 6;where, Le - respectively, the length of the conical friction elements 5 and 6;

I, Is - соответственно толщины магнитов 7 и 8;I, Is -, respectively, the thickness of the magnets 7 and 8;

р5,/3б соответственно углы конусов фрикционных элементов 5 и 6;p5, 3b, respectively, the angles of the cones of the friction elements 5 and 6;

SB. Se - площади поперечного сечени  полостей фрикционных элементов 5 и 6;SB. Se is the cross-sectional area of the cavities of the friction elements 5 and 6;

а- угол между ос ми валов передачиa- the angle between the axles of the transmission shaft

-&- &

(.).(.)

Вариатор работает следующим образом .The variator works as follows.

Вращением винта 34 в неподвижной гайке 35 перемещают шток 30 вместе с поршнем 38, например, вправо до положени , соответствующего требуемому передаточному .числу вариатора. При перемещении поршн  38 вправо гидравлическа  жидкость (масло) вытесн етс  из полости 28 и по трубке 27, коробке 20 и каналу 16 подаетс  в полость 12, перемеща  тем самым магнит 8 вправо. Гидравлическа  жидкость из полости 13 по каналу 17, коробке 21, трубке 26, коробке 18 и каналу 14 перетекает в полость 10 и перемещает магнит 7 также вправо на согласованную величину. Жидкость из полости 11 перетекает через канал 15, коробку 19 и трубку 31 в полость 32 цилиндра 29. В заданном положении поршень 38 цилиндра 29 фиксируетс  путем самоторможени  винтовой передачи при прекращении вращени  винта 34 и, следовательно, фиксируетс  положение магнитов 7 и 8, тем самым устанавливаетс  и фиксируетс  величина передаточного числа вариатора, равна  отношению диаметров фрикционных элементов в сечени х, проход щих через середину магнитов 7 и 8.The rotation of the screw 34 in the fixed nut 35 moves the rod 30 together with the piston 38, for example, to the right to the position corresponding to the required gear ratio of the variator. When the piston 38 is moved to the right, the hydraulic fluid (oil) is displaced from the cavity 28 and through the tube 27, the box 20 and the channel 16 is fed into the cavity 12, thereby moving the magnet 8 to the right. The hydraulic fluid from cavity 13 through channel 17, box 21, tube 26, box 18 and channel 14 flows into cavity 10 and moves the magnet 7 also to the right by an agreed amount. Fluid from cavity 11 flows through channel 15, box 19 and tube 31 into cavity 32 of cylinder 29. In a predetermined position, piston 38 of cylinder 29 is fixed by self-braking of the helical gear when the rotation of screw 34 stops and therefore the position of the magnets 7 and 8 is fixed, thereby the value of the gear ratio of the variator is established and fixed, equal to the ratio of the diameters of the friction elements in the sections passing through the middle of the magnets 7 and 8.

Под воздействием магнитного потока 39 ферромагнитна  жидкость отвердевает, образу  промежуточный элемент 9. Вращение от ведущего вала 3 через фрикционный элемент5 (направление вращени  показано круговыми стрелками) и промежуточный элемент 9 передаетс  фрикционному элементу б и ведомому валу 4. Дл  изменени  передаточного числа магниты 7 и 8 перемещают в новое, соответствующее заданному передаточному числу, положение.Under the influence of the magnetic flux 39, the ferromagnetic fluid hardens, forming the intermediate element 9. Rotation from the drive shaft 3 through the friction element 5 (the direction of rotation is indicated by circular arrows) and the intermediate element 9 is transferred to the friction element b and the driven shaft 4. For changing the gear ratio, the magnets 7 and 8 move to a new, corresponding to a given gear ratio, position.

Дл  первоначальной установки согласованного положени  магнитов 7 и 8 при наладке устройства магниты 7 и 8 в полост х фрикционных элементов и поршень 38 в цилиндре 29 устанавливают в одном из крайних положений (в крайне левом или крайне правом), затем производ т заправку гидравлической системы гидравлической жидкостью, после чего работа устройства осуществл етс  согласно описанному выше.For initial installation of the coordinated position of the magnets 7 and 8, when setting up the device, the magnets 7 and 8 in the cavities of the friction elements and the piston 38 in the cylinder 29 are installed in one of the extreme positions (in the far left or far right), then the hydraulic system is filled with hydraulic fluid after which the operation of the device is carried out as described above.

00

Claims (1)

Формула и зобретени  Вариатор, содержащий корпус, размещенные в нем с зазором вдоль рабочих поверхностей два конических фрикционных элемента с полост ми, магнит, ферромагнитную жидкость дл  размещени  в зазоре и устройство управлени , отличающий- с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем установки фрикционных элементов с пересекающимис  или скрещивающимис  ос ми, полость каждого фрикционного элемента закрыта, магнит разделен на две части, размещенные по одной в соответствующей полости,Formula and acquisitions A variator comprising a case, two conical friction elements with cavities placed in it with a gap along the working surfaces, a magnet, a ferromagnetic fluid to be placed in the gap, and a control device that differs in that friction elements with intersecting or intersecting axes, the cavity of each friction element is closed, the magnet is divided into two parts, placed one by one in the corresponding cavity, 5 обращенные одна к другой разноименными полюсами и дел щие каждую полость на две камеры, а устройство управлени  выполнено в виде гидроцилиндра с двусторонним штоком, полости которого с камерами по0 следовательно соединены трубопроводами дл  образовани  замкнутой гидросистемы.5 facing each other with opposite poles and dividing each cavity into two chambers, and the control device is designed as a hydraulic cylinder with a double-sided stem, the cavities of which with the chambers are subsequently connected by pipes to form a closed hydraulic system.