Инерционная передача

(г 9) НЗЗ 0 И ИСАНИ РЕТ ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ(54) ИНЕРЦИОНР (5) Изобретение нию и может быть пенчатого прео вращающего мом АЯ ПЕ относи испол бразов ента н ЕДАЧАся к машиностроезовано для бесстуния скорости и рабочих органах б 1 У д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(21) 4389169/25- (22) 15.02,88 (46) 15.07,90, Бю (71) МГТУ им. Н, (72) А.В.Сафонов (53) 621.825 (088 (56) Мальцев В. ные передачи. М ф. Механические импуль ; Машиностроение, 1978 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,1578405 5 10 15 20 25 30 55 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесступенчатого преобразования скорости ивращающего момента на рабочих органахмашин.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; нафиг.8 - графики скоростей вращения входного вала и маховика; на фиг,9 - механическая характеристика асинхронногоэлектродвигателя.Инерционная передача содержит корпус 1, в крышках 2 которого в подшипникахЗ.установлен входной 4 и выходной 5 валы.На входном валу 4 установлен с возможностью свободного вращения на нем маховик6 и жестко закреплен в центральной частидвуплечий рычаг 7. На выходном валу 5 установлены противоположно направленныеэксцентрики 8 и 9, имеющие эксцентриситет е. На подшипниках 10 и 11, установленных на эксцентриках 8 и 9, установленышатуны 12 и 13. Нэ концах шатунов установлены оси 14, через которые шатуны 12 и 13связаны шарнирно через тяги 15-18 с маховиком 6 через оси 19 и с двуплечим рычагом7 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 видемассивного маховика с большим моментоминерции (не показан), Момент инерции маховика 6 выбирается таким образом, чтобыон был существенно больше суммарногомомента инерции ротора электродвигателяи связанных с ним входного вала 4, рычага7 и других деталей, связанных с валом 4,причем достаточно, чтобы момент инерциимаховика 6 был на порядок выше указанного суммарного момента инерции, чтообеспечит незначительные амплитуды колебания скорости вращения маховика 6 заполный оборот вала 4 и связанного с нимвала 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(в = 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 приближеныодна к другой. При положении шатуна, показанного на фиг,4, мгновенные скорости вращения маховика 6 и вала 5 (рычага 7) одинаковы (вм =брэд), 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 Р 1 от крутящего момента электродвигателя (Мд, фиг.9) и сила Г 2 от момента инерции маховика 6. Результирующая сила Е действует на эксцентрик 8 и создает активный момент М = Р а, (где а - плечо силы Р), действующий на вал 5. Момент М в зависимости от значений Р и а постоянно действует на угле поворота шатуна относительно 40 эксцентрика 8 от О до 180 О. При этом маховик. 6 поворачивается на угол 180 + р, а рычаг 7 и вал 4 - на угол 180 -у (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 6продолжают 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 превышаетскорость 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 Р 1, которая замедляет вращение шатуна 12, а от маховика 6 действует сила Р 2, которая стремится вращать шатун12 со скоростью вращения маховика 6. Ре. зультирующая сила Р (фиг.7) действует через шатун 12 на эксцентрик 8 и создает активный момент М = Г а, действующий на вал 5, Момент М зависит от Е и а, которые зависят от Мг 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 в двигательном и генераторном режимах и при неподвижном выходном вале 5 затрачивать энергиюна 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 щ, меньше скоростей вращения а м маховика 6 и в эд вала электродвигателя, При этом время работы электродвигателя в двигательном режиме увеличивается, а в генераторном - уменьшается, уменьшается и разность угловых скоростей Ь а= ищ - вэд, что приводит к снижению соответственно Мд и Мг и снижению крутящего момента М на выходном валу до нуля при и = вм = вэдА При работе инерционной передачи возможна частичная работа электродвигателя вдвигательном режиме при прохождении шатуном 12 угла 180-360 сразу после прохож 5 дения угла 180 и при подходе к углу 360.Однако, так как скорость вращения валаэлектродвигателя при этом выше скоростивращения маховика 6, то крутящий моментсопротивления вращению эксцентрика 8 не 10 значителен и всегда меньше движущего момента около значений углов выше 0 и приподходе к 180.Ф о рмул а изобретен и яИнерционная передача, содержащая15 корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, эксцентрики, установленныена входном валу, эксцентриситеты которыхнаправлены в противоположные стороны,связанные с ними соответствующие шату 20 ны, маховик, тяги, одними концами шарнирно связанные с маховиком, а другими - ссоответствующими шатунами, и управляющее устройство, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежности и дол 25 говечности, маховик свободно установленна выходном валу, управляющее устройствовыполнено в виде асинхронного электродвигателя, связанного с входным валом, апередача снабжена двуплечим рычагом, же 30 стко закрепленным на входном валу, и дополнительными тягами, шарнирносоединенными с соответствующими плечами рычага и шатунами,1578405 Корректор С.Шекм едактор М.Келем Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1902 ВНИИП Составитель Г.Савочк Техред М.Моргентал Тираж 484 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5