Гидроинерционный трансформатор вращающего момента

(5)5 ашиностроео в приводах инерционномер в трансназемных шение эконо трансформа ия энерги ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР (чт 1441126, кл. Р 16 Н 33/14, 1987.(54) ГИДРОИНЕРЦИОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение экономичности гидроинерционного трансформатора путем использования энергии обратного импульса. Для этого при вращении входного вала 2 с соединенным с ним посредством управляемой муфты 36 водилом 4, при наличии сопротивления на выходном валу 3, связанном посредством управляемой муфты 40 с центральным колесбм 5, промежуточные сателлиты 7 и 8, обкатывая соответственно центральные колеса 5 и 6, приводят в движение неуравновешенные сателлиты 9 с барабанами 12 и .неуравновешенные сателлиты 10 с бараба-. нами 13. Жидкие грузы 11 помещаются по окружности на лопастях барабанов 12 к центру трансформатора, а на лопастях барабаИзобретение относится к мнию и может быть использовамашин, обладающих большойстью рабочих органов, напримиссии быстроходныхтранспортных средств,Цель изобретения - павы мичности гидроинерционного тора путем использован обратного импульса,Н 33/14, 47/08. В 60 К 17/О нов 13 - к его периферии, создавая дисбалансы на сателлитах 9 и 10, которыми на центральном колесе 5 формируется положительный вращающий момент, а на центральном колесе 6 - отрицательный. Положительный вращающий момент от центрального колеса 5 передается на выходной вал 3 напрямую через муфту 40, а отрицательный вращающий момент от центрального колеса 6 передается посредством механизма 21 свободного хода, зубчатой пары 34, 35, промежуточного вала 22 и зубчатого механизма с паразитным колесом 19 на центральное колесо 5, преобразуясь на них в положительный вращающий момент и суммируясь с моментом центрального колеса 5. В результате выходной вал 3 приводится в движение под действием суммарной величины вращающего момента, создаваемого энергией как прямого, так и обратного импульсов, что и повышает экономичность гидроинерционного трансформатора. Имеется возможность аккумулировать кинетическую энергию на маховике 17 в период торможения выходного вала 3 для повторного ее использования.при разгоне выходного вала, 2 ил. На фиг. 1 схематично изображен гидро- инерционный трансформатор; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1.Гидроинерционный трансформатор вращающего момента содержит корпус 1. входной 2 и выходной 3 валы. два планетарных механизма с общим для них водилом 4, кинематически связанным с входным валом 2. Планетарные механизмы включают также соответственно центральные колеса 5 и 6, сцепленные с ними промежуточные сател 1703898питы 7 и 8, взаимодействующие с последними неуравновешенные сателлиты 9 и 10 с жикими грузами 11. Центральное колесо 5 первого планетарного механизма кинематически связано с выходным валом 3. Неуравновешенные сателлиты 9 и 10 установлены на водиле 4 соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным механизмам, Грузовое звено каждой пары неуравновешенных сателлитов 9, 10 выполнено в виде заполненной жидким грузом 11 герметичной камеры, которая образована коаксиально установленными на водиле 4 и связанными с соответствующими сателлитами наружным 12 и внутренним 13 барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме и наружными лопастями во втором, предназначенными для взаимодействия с жидкими грузами 11. Лопасти барабанов 12 и 13 разделены друг от друга посредством цилиндрической гильзы 14, закрепленной нв водиле и имеющей два перепускных окна 15 и 16, предназначенных для сообщения между полостями наружного 12 и внутреннего 13 барабанов и расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей,через ось гильзы 14 под небольшим углом а к плоскости, проходящей через оси гильзы 14 и водила 4 в сторону вращения барабанов относительно ильзы, Трансформатор снабжен такжв аккумулятором кинетической энергии, выполненным в виде маховика 17, зубчатым механизмом с паразитным колесом, включающим зубчатые колеса 18-20, механизмом 21 свободного хода, промежуточным валом 22, зубчатыми парами составленными колесами 23 и 24; 25 и 26; 27 и 23;28 и 29; 30 и 31; 32 и 33; 34 и 35 и шестью управляемыми муфтами 36-41.При этом водило 4 посредством управляем 1 й муфты 36 связано с входным валом 2, посредством управляемой муфты 37 и зубчатых пар 23 и 24, 25 и 26 - с маховиком 17 и посредством управляемой муфты 38 и зубчатых пар 32 и 27, 28 и 29 - с выходным валом 3. В свою очередь, маховик 17 и выходной вал 3 связаны с центральным колесом 5, первый из которых через посредство управляемой муфты 39 и зубчатых пар 25 и 26, 30 и 31, а второй - посредством управляемой муфты 40 напрямую, а также кинематической цепью через зубчатый механизм с паразитным колесом 19, проме жуточный вал 22, управляемую муфту 41 и зубчатые колеса 32, 33, А центральное колесо 6 второго планетарного механизма посредством механизма 21 свободного хода и зубчатых колес 34, 35 связано с промежу точным валом 22, на котором закреплены ведомое колесо 18 механизма с паразитным колесом 19 и ведущая полумуфта управляемой муфты 41,Передаточные числа между неуравновешенными сателлитами 9, 10 и соответствую щими центральными колеями 5, 6 выбрано равным или меньшим единицы, причем передаточное число между неуравновешенным сателлитом 9 и центральным колесом 5 в первом планетарном механизме больше, чем между неуравновешенным сателлитом 10 и центральным колесом 6 во втором планетарном механизме, а наружные барабаны 12 выполнены с рабочим объемом меньшим,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 во сколько раз больше передаточное число неуравновешенным сателлитом и центральным колесом в первом планетарном механизме, чем во втором.Гидроинерционный трансформатор работает следующим образом,При вращении входного вала 2 с соединенным с ним посредством управляемой муфты 36 водилом 4 и при наличии момента сопротивления на выходном валу 3, связанном посредством управляемой муфты 40 с центральным колесом 5, промежуточные сателлиты 7 и 8 будут обкатывать соответственно центральные колеса 5, 6 и приводить в движение неуравновешенные сателлиты 9 с наружными барабанами 12 и неуравновешенные сателлиты 10 с внутренними барабанами 13. а жидкие грузы 11 будут перемещаться по окружности лопастями наружных барабанов 12 к центру трансформатора, а лопастями внутренних барабанов 13 - к его периферии, каждый раз перетекая под действием центробежных сил через пере пускные окна 15 и 16 гильз 14 иэ лопастей одних барабанов в лопасти других при проходе ими верхних и нижних положений, При этом грузы, находящиеся на лопастях наружных барабанов 12 и создающие дисбалансы на сателлитах 9, формируют на центральном колесе 5 положительный вращающий момент, а грузы, находящиеся на лопастях внутренних барабанов 13 и создающие дисбалансы на сателлитах 10, формируют на центральном колесе 6 отрицательный вращающий момент. Положительный вращающий момент от центрального колеса 5 передается на выходной вал 3 напрямую посредством управляемой муфты 40, а отрицательный вращающий момент от центрального колеса 6 посредством механизма 21 свободного хода, зубчатых колес 34, 35, промежуточного вала 22 и зубчатого механизма с паразитным колесом 19 - на центральное колесо 5, преобразуясь на чем внутренние барабаны 13 во столько раэ,них в положительный вращающий момент исуммируясь с моментом центрального колеса 5, В результате выходной вал 3 приводится в движение под действием суммарнойвеличины положительного вращающего момента, создаваемого энергией как прямогоимпульса, так и энергией обратного импульса.Использованием энергии обратного импульса для создания вращающего моментана выходном валу обеспечивается повышение экономичности трансформатора и увеличение коэффициента трансформациимомента,Для реверсирования выходного вала 3муфту 40 выключают, а муфту 41 включают,вследствие чего отрицательный вращающий момент центрального колеса 6 будетпередаваться на выходной вал 3 посредством механизма 21 свободного хода, зубчатых колес 34 и 35, промежуточного вала 22,управляемой муфты 41 и зубчатых колес 32и 33 беэ изменения своего знака, а положительный вращающий момент центральногоколеса 5 будет передаваться посредствомзубчатого механизма с параэитным колесом19 на промежуточный вал 22, преобразуясьв отрицательный момент и суммируясь смоментом передаваемым от центральногоколеса 6. Под действием суммарной величины отрицательного вращающего моментавыходной вал 3 приобретает движение впротивоположную сторону относительнонаправления вращения входного вала 2.С переходом трансформатора в режимдинамической муфты. когда наружные барабаны 12 не вращаются относительно гильз14, а грузы 11 во внутренних барабанах 13располагаются равномерным слоем по ихпериметрам и прекращается действие отрицательного вращающего момента на центральном колесе 6, тогда посредством механизма 21 свободного хода центральное колесо 6 под действием сил трения внутренних барабанов 13 о гильзы отсоединяется отведущего зубчатого колеса 34,и вращениевнутренних барабанов 13 относительногильз 14 прекращается. В результате при.работе трансформатора в режиме муфтыпредупреждается перелопачивание и разогрев грузов, находящихся во внутренних барабанах 13, и снижаются потери передаваемой мощности.В момент перехода трансформатора изрежима муфты в режим трансформации моментаиз-за начала вращения наружных барабанов 12 относительно гильз 14 и перетекания части грузов через окна 15 из внутренних барабанов 13 в наружные барабаны 12 на внутренних барабанах 13 созда 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 ются дисбалансы, формирующие на центральном колесе 6 отрицательный вращающий момент, под действием которого механизм 21 свободного хода заклинивается и обеспечивается передача этого момента на ведущее зубчатое колесо 34, Быстрому заклиниванию механизма 21 свободного хода способствует расположение перепускных окон 15, 16 в плоскости, проходящей через ось гильзы 14 под небольшим углом а относительно плоскости, проходящей через оси гильзы 14 и водила 4, по ходу вращения барабанов относительно гильзы.В режимах торможения и разгона выходного вала 3 с помощью маховика 17 предлагаемый трансформатор работает следующим образом.При торможении выходного вала 3 с рабочими органами машины (на фиг. не показано) с помощью маховика 17 управляемые муфты 36 и 40 выключают, разъединяя первой водило 4 от входного вала 2, а второй выходной вал 3 от центрального колеса 5 (муфты 37 и 41 выключены), и одновременно включают управляемые муфты 38 и 39, устанавливая механические связи соответственно между выходным валом 3 и водилом 4 и между маховиком 17 и центральным колесом 5. Вследствие этого вращающий момент, создаваемый инерционностью массивных рабочих органов машины. передается от выходного вала 3 через зубчатые колеса 28, 29, управляемую муфту 38. зубчатые колеса 27, 23, водило 4, инерционную цепь трансформатора, центральные колеса 5, 6, зубчатые колеса 34, 35, зубчатый механизм с паразитным колесом 19, зубчатые колеса 31, 30, управляемую муфту 39 и зубчатые колеса 25, 26 на маховик 17. Под действием вращающего момента маховик 17 ускоряет свое вращение, аккумулируя кинетическую энергию, одновременно маховик 17 своей инерционностью вызывает действие на выходном валу 3 тормозного момента,После заметного снижения скорости вращения выходного вала 3 и прекращения его замедления управляемые муфты 38 и 39 выключают, Дальнейшее торможение выходного вала до полной его остановки продолжают с помощью рабочего тормоза машины (на фиг. не показано).1Для разгона выходного вала 3 при пуске машины с использованием кинетической энергии, ранее накопленной маховиком 17, включают управляемые муфты 37 и 40 (муфты 36, 38, 39 и 41 выключены), устанавливая связь соответственно между маховиком 17 и водилам 4 и между выходным валом 3 с центральным колесом 5. При этом момент отмаховика 11, вра 1 цающегося с большой частотой, передается посредством зубчатых колес 26, 25, муфты 31. зубчатых колес 24, 23, -водило 4, инерционную цепь трансформатора, центральные колеса 5, 6 суммирующий механизм (включающий зубчатые колеса 34, 35 и 18-20),муфту 40 на выходной вал 3 и приводит последний в движение. По мере расходования маховиком 17 кинетической энергии его частота вращения снижается и наступает период, когда прирост скорости вращения выходного вала 3 прекращается, тогда управляемую муфту 37 выключают, раэобщая связь между маховиком 17 и водилом 4, а управляемую муфту 36 включают, соединяя водило 4 с входным валом 2, к которому приложен входной вращающий момент,Использование при пуске машины кинетической энергии, накопленной маховиком 11 в период торможения выходного вала в сочетании с использованием энергии обратного импульса, позволяет повысить экономичность гидроинерционного трансформатора.Формула изобретения Гидроинерционный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма с общим для них водилом, кинематически связанным с входным валом, каждый из которых включает также центральное колесо, у первого механизма кинематически связанное с выходным валом, оромежуточные сателлиты, взаимодействующие с ними неуравновешенные сателлиты с жидкими грузами, установленные на водиле соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным механизмам, и связанные с коаксиально установленными по числу сателлитов наружным и внутренним барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме для взаимодействия с жидкими грузами, ию щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности путем использования энергии обратного импульса, он снабжен маховиком, зубчатым механизмом с паразитным колесом, механизмом свободного хода, промежуточным валом, зубчатыми парами и шестью управляемыми муфтами, из которых первыми тремя водило с помощью зубчатых пар связано соответственно с входным валом, маховиком и выходным валом, последние два звена с помощью четвертой и пятой муфт и зубчатых пар связаны также с центральным колесом первого планетарного механизма, которое посредством зубчатого механизма с паразитным колесом, шестой муфты и зубчатой пары связано с выходным валом, а центральное колесо второго планетарного механизма посредством механизма свободного хода и зубчатой пары связано с промежуточным валом, на котором закреплены ведомое колесо механизма с паразитным колесом и ведущая пэлумуфта шестой муфты, их передаточное число между неуравновешенными сателлитами и соответствующими центральными колесами выбрано равным или меньшим единицы, передаточнбе число между неуравновешенным сателлитом и центральным колесом в первом планетарном механизме больше, чем во втором, а наружные барабаны выполнены с рабочим объемом меньшим, чем внутренние барабаны во столько раз, во сколько раэ больше передаточное число между неуравновешенным сателлитом и центральным колесом в первом планетарном механизме, чем во втором. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 закрепленные на водиле цилиндрические гильзы, имеющие каждая два перепускных окна, предназначенных для сообщения между барабанами и расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось гильзы под небольшим углом к плоскости, проходящей через оси гильзы и водила в сторону вращения барабанов относительно гильзы, о т л и ч а1703898 тг 4 Я 1 Редактор Т.Зубкова ректор Т,Палий Заказ 51 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 О оставительехред М,Мо анильченкотал