Маховик

(72) Автор , изобретен о 71) Заявите 54) мРховик ино- уст- льной с У н ик,валомппы Изобретение относится к маш 1 строению, а более конкретно к ройству маховика с высокой уде энергоемкостью, предназначенного в качестве аккумулятора механической энергии, и может быть использовано преимущественно на транспортных и т говых машинах - автомобилях, тягача локомотивах и др.Известны составные маховики, одержащие элемент крепления с валом, жестко связанную с элементом ступиц и насаженный на нее обод, намотанны из высокопрочной стальной проволоки 1.ближайшим к изобретению по тех и ческой сущности является махов содержащий элемент крепления с и обод, выполненный в виде гру концентрических колец, насаженных друг на друга с предварительным напряжением растяжения. Иаховик установлен в защитном кожухе и одно из колец - наружное - навито из вы сокопрочной ленты с закрепленнымиконцами. Последний виток ленты незакреплен и выполнен с местным ослабленным сечением вблизи конца ленты.Это кольцо насажено на упругое кольцо, расположенное на элементе крепления маховика с валом 2.Недостатком известных маховиковявляется их низкая удельная энергоемкость, обусловленная тем, что количество механической энергии, приходящейся на единицу веса этих маховиков,которое они могут аккумулировать безопасности разрушиться от центробежных сил, не достаточно высокое в силу особенностей их конструкции, вкоторой имеет место недонапряжениематериала колец, в результате чего недоиспользуются его прочностные свойства.Цель изобретения - повышение удельной энергоемкости маховика.Указанная цель достигается тем, что маховик, содержащий элемент креп93782 3ления с валом и обод, выполненныйв виде группы концентрических колец,насаженных одно на другое с предварительным напряжением растяжения, снабжен второй группой концентрическихколец, расположенный на наружномкольце первой группы и выполненнойс предварительным напряжением сжатиякаждого кольца так, что напряжениерастяжения первой группы колец урав вновешено напряжением сжатия второйгруппы колец, а все кольца изготовлены из ориентированно армированногопластика с концентрическим или спиральным расположением армирующихволокон и склеены между собой.На фиг, 1 представлен маховик,общий вид; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1; на фиг. 3 - то же (вариант).Маховик содержит элеиент 1 крепления с валом (не показан) и обод 2,выполненный. в виде группы 3 концентрических колец 4, насаженных другна друга с предварительным напряжением растяжения. Маховик снабженвторой группой 5 концентрических колец б, расположенной на наружномкольце 4 первой группы 3 и выполненной с предварительным напряжениемсжатия каждого кольца так, что напряжение растяжения первой группы 3колец 4 уравновешено напряжениемсжатия второй группы 5 колец б, авсе кольца 4 и 6 изготовлены из ориентированно армированного пластика.с концентрицеским или спиральнымрасположением армирующихволокон (непоказаны) и склеены между собой водно изделие,Штриховой пунктирной линией 7 показана цилиндрическая поверхность,которая условно делит обод 2 на двегруппы 3 и 5 колец 4 и 6. В первойгруппе 3 колец 4 наибольшую степеньпредварительного сжатия получает на 45ружное (наибольшее по диаметру) кольцо 4: Во второй группе 5 колец 6наибольшую степень предварительногорастяжения получает внутреннее (наименьшее по диаметру) кольцо 6. для .наиболее эффективного использованияпредварительно напряженного состоянияплощади поперечных сечений предварительно растянутых колец 6 по мереуменьшения среднего радиуса увеличиваются за счет увеличения ширины(размера колец 6 в осевом направлении). Поэтому на поперечном сечении 1обода 2 (фиг2) показано, что все. предварительно сжатые кольца 4 имеют одинаковую ширину, а ширина предварительно растянутых колец 6 ступен чато от кольца к кольцу увеличивает- . ся по мере приближения к центральному элементу 1. Это увеличение может быть плавным, бесступенчатым (фиг. 3).Предварительно напряженная группа 5 колец б (группа с предварительным напряжением сжатия каждого кольца) может быть изготовлена любыи известным способом. Один из таких способов выглядит так.В отверстие монтажного цилиндра (не показан) залрессовцеают с заранее рассчитанным натягом наружное кольцо 6. После подготовки поверхностей и покрытия их клеем в отверстие наружного кольца 6 запрессовывают второе кольцо 6 и далее таким же образом запрессовывают третье, четвертое и все остальные кольца 6, которые входят в состав группы 5 предварительно сжатых КОлец 6. Отклонения колец от номинала рассчитаны на определенную степень сжатия. Аналогично готовят группу 3 предварительно растянутых колец 4: внутреннее кольцо 4 напрессовывают. на элемент 1 с заранее рассчитанным натягом на специальный: шаблон (не показан), затеи после подготовки поверхностей и покрытия их клеем на первое кольцо 4 напрессовывают второе, третье и все остальные кольца 4, которые входят в состав группы 3 предварительно растянутых колец 4, В этой группе 3 отклонения диаметров колец 4 рассчитаны на определенную степень растяжения. Группу 3 колец 4 вводят без натяга в отверстие меньшего кольца 6 из группы 5 предварительно сжатых колец 6 и обе группы склеивают в единое изделие. После отверждения клея извлекают шаблон, а затеи и одоб 2 в целом извлекают из монтажного цилиндра (шаблон и цилиндр не показаны).Маховик работает следующим образом.При вращении маховика в инерционном аккумуляторе энергии (не показан), благодаря предварительно напряженной конструкции предельно допустимое напряжение растяжения на самой нагруженной внешней цилиндрической поверхности обода 2 будет достигнуто при более высокой скорости вращения маховика, так как по мере увеличения центробежной силы сначала снимается предварительное напряжение сжатия, и лишь после этого увеличивается напряжение растяжения в соответствующих группах колец. Следовательно, при этом будет достигнут и более высокий уровень кинетической энергии маховика, Форма и размеры диаметрального сечения обода 2 маховика подобраны с таким 0 расчетом, чтобы одинаково полно была использована прочность материалов всех его колец 1 и 6, поэтому в момент достижения расчетной скорости вращения маховика напряжение растя жения становится одинаковым по всему сечению обода 2 и равным допускаемому напряжению.Использование изобретения позволяет повысить удельную энергоемкость ув маховика, так как его конструкция позволяет максимально использовать прочностные свойства- материала всех составляющих маховик частей, а также повысить безопасность маховика, 25 обусловленную тем, что обод махови,ка выполнен из концентрически расположенных колец, собранных и склеенных в одно изделие. Благодаря этому 1разрушение маховика в случае превы- зв щения расчетной скорости вращения ( или других причин) может происхо" дить только послойно, начиная с наружного кольца.Формула изобретенияИаховик, содержащий элемент крепления с валом и обод, выполненный ввиде группы. концентрических колец,насаженных одно на другое с предва"рительным напряжением растяжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения удельной энергоемкости, маховик снабжен второй группой концентрических колец, расположенной на наружном кольце первойгруппы и выполненной с предварительным напряжением сжатия каждого кольца так, что напряжение растяженияпервой группы колец уравновевенонапряжением сжатия второй группыколец, а все кольца изготовлены изориентированно армированного пластика с концентрическим или спиральнымрасположением армирующих волокони склеены между собой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гулиа Н. В. Инерционные аккумуляторы. Воронеж, изд. Воронежского университета, 193, с. 21,28, рис. 15.2. Авторское свидетельство СССРМ 200359, кл. Г 16 Г 15/30 1966937824 В. Ятукарстелевич ректо ск 20/50 Тира)х 990 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб д.аказ лиап ППП "Патент",Составитактор П. Коссей Техред Ж. кгород, ул, Проектная,