Маховик переменного момента инерции Советский патент 1983 года по МПК F16F15/30 F16H33/02 

(5) МАХОВИК ПЕРЕМЕННОГО МОМЕНТА ИНЕРЦИИ

1 . .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах и машинах, у которых в процессе работы происходит значительное изменение приведенной массы механизма, что может отрицательно сказываться на работе машины особенно в периоды пуска и торможения.

Известен маховик переменного момента инерции, содержащий обод, уста- д новленные в с возможностью пере-мещения грузы и устройство для регулирования величины момента. В этом маховике грузы представляют собой радиально расположенные и размещенные 5 равномерно по окружности массы, на валу расположены подвижная вдоль вала и неподвижная ступицы, выполненные в виде контактных колец, обод представляет собой элементы, связи- 20 вающие грузы со ступицами, а устройство для регулирования величины момента выполнено в виде радиально .расположенных пластин из материала.

обладающего эффектом термомеханической памяти, один конец каждой из которых связан с грузом, а другой - с соответствующей ступицей lj.

Недостатком известного устройства является .низкое быстродействие, обусловленное тем, что для изменений (адмента инерции в сторону его увеличения под действием центробежных сил необходимо время для остывания пластин до температуры ниже интервала температур превращения.

Цель изо1бретения - повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в маховике переменного момента инерции, содержащем обод, установленные в нем с возможностью перемещения грузы, и устройство для регулирования величины момента, обод маховика выполнен в виде изогнутых труб, каждая из которых состоит из двух установленных на подшипниках прямолинейных с продольными прорезями на концах

и соединяющей их спиральной секции, грузы представляют собой размещенные 8 каждой трубе три группы Шаров с разным удельным весом, наиболее тяжелая из которых расположена Между двумя остальными группами шаров с равным удельным весом, а устройство для регулирования величины момента инерции выполнено в виде винтовой передачи, включающей установленный на опорных стойках ходовой винт направляющие для поступательного двжения и установленные на ходовом винте и взаимодействующие с направляющими две гайки, имеющие диски с упорными пальцами, установленными в прорезях труб и контактирующими с шарами.

Кроме того, направляющие для гае выполнены в виде круглых штанг, жеско закрепленных на гайках и имеющих опоры скольжения, взаимодействующие с опорными стойками ходового винта.

Направляющие для гаек могут быть выполнены в виде телескопических труб, один конец которых закреплен на гайках, а другой - на опорных стойках ходового винта.

На фиг. 1 представлен предложенный маховик, вид сбоку; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1j на фиг. 3 узел I на фиг. 1 (конструкция гайки и установка дисков); на фиг. вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 схема заполнения труб шарами с разным удельным весом.

Маховик содержит оббд 1, установленные в нем с возможностью перемещения грузы и устройство для регулирования величины момента. Обод 1 маховика выполнен в виде изогнутых труб 2, каждая из которых состоит из двух установленных на подшипниках 3 прямолинейных А с продольными прорезями 5 на концах 6 и 7 и соединяющей их спиральной 8 секций. Грузы представляют собой размещенные в каждой трубе 2 три группы 9, Ю и 11 шаров 12, 13 и k соответственно с разным удельным весом, наиболее .тяжелая из которых - группа 10, расположенная между двумя остальными группами 9 и 11 шаров 12 и 1 с равным удельным весом. Устройство для регулирования величины момента инерции выполнено в виде винтовой передачи, включающей установленный на опорных стойках 15 ходовой винт 16,

направляющие 17 для поступательного движения и установленные на ходовом винте 16 и взаимодействующие с направляющими 17 две гайки 18, имеющие J диски 19 с упорными пальцами 20, установленными в прорезях 5 и контактирующими с шарами 12 и . Ходовой винт 16 имеет привод от зубчатой передачи 21. Обод 1 имеет привод от

0 зубчатой передачи 22. При этом направляющие 17 для гаек 18 выполнены в виде круглых штанг, жестко закрепленных на гайках 18 и имеющих опоры 23 скольжения, взаимодействующие

5 с опорными стойками 15 ходового винта 16.

Направляющие 17 для гаек 18 могут быть выполнены в виде телескопических труб (не показано), один

0 конец которых закреплен на гайках, а другой - на опорных стойках 15 ходового винта 16.

Маховик может быть использован преимущественно в конструкциях мостовых кранов. У механизма передвижения мостового крана приведенный момент инерции левой и правой сторон бывает одинаковым только в случае положения тележки строго в середине пролета. Перемещение тележки в одно из крайних положений приводит jK различию в величине приведенного момента инерции левой и правой сторон, что приводит к забеганию (отставанию) одной из сторон относительно другой. При наличии жестких связей в ферме крана такое забегание (отставание) вызывает дополнительные нагрузки в металлоконструкции крана и его опорах,следствием чего являются повышенный износ ходовой части, снижение долговечности конструкций, деформация рельсов и т.д.

Маховик работает следующим образом.

Зубчатая передача 22 связана с устройством для регулирования величины момента, момент инерции которого в процессе работы изменяется в

значительных пределах. Если взять в качестве примера мостовой кран, то привод передачи 21 винта 16 управляется механически положением тележки от механизма ее перемещения, причем гайки 18 на винте 16 движутся синхронно в одном направлении. При крайних положениях гаек 18 (крайнем правом или крайнем левом, см. фиг О момент инерции маховика минимальный. При вращении винта 1б и при движении обеих гаек 18, упорными пальцами 20 дисков 19 шары 12, 13 и }k перемещаются по трубам 2 обо да 1. Причем более легкие шары 12 или J вытесняются из обода 1 в пря молинейную горизонтальную секцию i труб 2, а их место в ободе 1 занимают более тяжелые шары 13« т.е. момент инерции маховика плавно увел чивается. В момент, когда все более тяжелые шары 13 переместятся в обод 1, маховик имеет максимальныей момент инерции. И наоборот. При «необходимости уменьшить момент инерции гайки 18 двигаются в другом направл нии, более тяжелые шары 13 из обода 1 вытесняются более легкими. Тяжелые шары 13 занимают место в прямолинейных секциях k труб 2, а обод 1 заполняется более легкими шарами 12 или }k. Момент инерции маховика мин мальный. Использование в приводе механизмов передвижения мостовых кранов маховиков переменного момента инерции, управляемых в функции положения тележки, позволяет существенно уменьшить различие в величинах, при веденных моментов инерции правой и левой сторон крана особенно при раз дельном приводе, что обеспечивает плавную работу ходовой части, умень шает нагрузки на мост и опорные кон струкции крана, а это, в свою очередь, увеличивает долговечность машин. Формула изобретения 1. Маховик переменного момента инерции, содержащий обод, установленные в нем с возможностью перемещения грузы и устройство для регулирования величины момента, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, обод ма ховика выполнен в виде изогнутых труб, каждая из которых состоит из двух установленных на подшипниках прямолинейных с продольными прорезями на концах и соединяющей их спиральной секций, грузы представляют собой размещенные в каждой трубе три группы шаров с разным удельным весом, наиболее тяжелая из которых расположена между двумя остальными группами шаров с равным удельным весом, а устройство для регулирования величины момента инерции выполнено в виде винтовой передачи, включа щей установленный на опорных стойках ходовой винт, направлякщие для поступательного движения и установленные на ходовом винте и взаимодействующие с направляющими две гайки, имеющие диски с упорными пальцаУ и, установленными в прорезях труб и контактирующими с шарами. 2.Маховик по П.1 , о т л и ч а ющ и и с я тем, что направляющие для гаек выполнены в виде круглых штанг, жестко закрепленных на гайках и имеющих опоры скольжения, взаимодействующие с опорными стойками ходо вого винта. 3.Маховик по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что направляющие для гаек выполнены в виде телескопических труб, один конец которых закреплен на гайках, а другой - на опорных стойках ходового винта. Источники информации , принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР IP 759778, кл. F 16 F 15/30, 1978 (прототип),

д

2Z Фиг.З

9 1Z

/ ..

101

Фuг.S