Гидроинерционный трансформатор вращающего момента
Изобретение относится к машиностроению . Цель изобретения - повышение экономичностигидроинерционного трансформатора путем аккумулирования кинетической энергии. Для этого при торможении выходного вала 3 с рабочими органами машины управляемые муфты 30 и 34 выключаются, разъединяя соответственно водило 4 от входного вала 2 и центральное колесо 5 от выходного вала 3, и одновременно включаются управляемые муфты 32 и 33, устанавливая связь с помощью зубчатых колес 26 и 27, 25 и 24 между выходным валом 3 и водилом 4. и с помощью зубчатых колес 28 и 29, 22 и 21 - между центральным колесом 5 и маховиком 17, вследствие чего вращающий момент, создаваемый инерционностью рабочих органов машины передается от выходного вала 3 через инерционную цепь трансформатора на маховик 17, ускоряя его вращение и аккумулируя на ее кинетическую энергию. При использовании кинетической энергии, накопленной маховиком 17 для пуска машины управляемую муфту 30 выключают, разобщая водило 4 от входного вала 2, и включают муфты 34 и 31, соединяя центральное колесо 5 с выходным валом 3 и устанавливая связь с помощью зубчатых колес 21 и 22, 23 и 14 между маховиком 17 и водилом 4. В результате вращающий момент от маховика 17 передается через инерционную цепь на выходной вал 3, который приобретает вращение. Использование при пуске машины кинетической энергии, накопленной маховиком 17 при торможении выходного вала 3 с рабочими органами, повышает экономичность трансформатора . 3 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;,.;- -:—
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757650/28 (22) 09,11.89 (46) 07,01.92. 6юл, N. 1 (75) И. M. Данильченко (53) 621.833.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1441126, кл, F 16 Н 33/14, 1987. (54) ГИДРОИНЕРЦИОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — повышение экономичности гидроинерционного трансформатора путем аккумулирования кинетической энергии. Для этого при торможении выходного вала 3 с рабочими органами машины управляемые муфты 30 и 34 выключаются, рвзьединяя соответственно водило 4 от входного вала 2 и центральное колесо 5 от выходного вала 3, и одновременно включаются управляемые муфты 32 и 33, устанавливая связь с помощью зубчатых колес 26 и 27, 25 и 24 между выходным валом
3 и водилом 4, и с помощью зубчатых колес
28 и 29, 22 и 21 — между центральным колеИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин, обладающих большой инерционностью рабочих органов, например в трансмиссиях трансформаторных средств.
Цель изобретения — повышение экономичности гидроинерционного трансформатора путем аккумулирования кинетической энергии.
На фиг. 1 схематично изображен гидроинерционный трансформатор; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — структурная схема системы управления трансформатором.
„,ЯЛ„„1703897 А1
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 соответственно центральные колера 5 и 6, сцепленные с ними промежуточные сателлиты 7 и 8, взаимодействующие с последними неуравновешенные сателлиты 9 и 10 с жидкими грузами 11. Центральное колесо 5 первого планетарного механизма кинематически связано с выходным валом 3, а центральное колесо 6 второго планетарного механизма— 1703897 с корпусом. Неуравновешенные сателлиты 9 и 10 установлены на водиле 4 соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным л1еханизмам. Грузовое звено каждой пары неуравновешенных са теллитов 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 грузами 11. Лопасти барабанов 12 и 13 разделены друг от друга цилиндрической гильзой 14, закрепленной на водиле 4 и имеющей два перепускных окна 15 и 16, предназначенных для сообщения между полостями наружного 12 и внутреннего 13 барабанов и расположенных диаметрально противоположно на линии центров водила 4 и неуравновешенного сателлита. Предлагаемый трансформатор снабжен аккумулятором кинетической энергии, выполненным в виде маховика 17, зубчатым механизмом с паразитным колесом, включающим зубчатые колеса 18-20, зубчатыми парами, составленными колесами 21 и 22; 23 и 24; 24 и 25; 26 и 27; 28 и 29, и шестью управляемыми муфтами 30-35. При этом водило 4 посредством управляемой муфты 30 связано с входным валом 2, посредством управляемой муфты 31 и зубчатых колес 24 и 23, 22 и 21 — с маховиком 17 и посредством управляемой муфты 32 и зубчатых колес 24 и 25, 27 и 26 — с выходным валом 3. 8 свою очередь, маховик 17 и выходной вал 3 связаны с центральным колесом 5, первый из которых посредством управляемой муфты ЗЗ и зубчатых колес 28 и 29,, 22 и 21, а второй посредством управляемой муфты 34 напрямую, а также кинематической цепью через механизм с паразитным колесом 19, управляемую муфту 35 и зубчатые колеса 27 и 26, Предлагаемый трансформатор может быть снабжен также системой управления, включающей электрический контур, состоящий из блока 36 (фиг. 3) включения трансформатора для торможения выходного вала 3 с помощью маховика 17, подключенных к нему узла 37 ограничения максимальной чаcToTbl вращения маховика 17, контроллера 38 для включения муфт 34 и 35 и блока 39 включения трансформатора для разгона выходного вала 3 с помощью кинетической энергии, ранее накопленной маховиком 17. К блоку 39 подключен также блок 40, предназначенный для выключения муфты 30, связывающей водило 4 с входным валом 2, 5 55 э к узлу 37 — датчик 41 контроля частоты вращения маховика 17, выполненный в виде центробежного механизма (фиг. 1), кинематически связанного с маховиком 17. На схеме электрического контура (фиг. 3) системы управления трансформатором электромагниты реле обозначены цифрами со штрихами в соответствии с номерами включаел1ых ими управляемых муфт. Различают пять характерных режимов работы гидроинерционного трансформатора: 1. При разгоне выходного вала 3 с помощью энергии двигателя (на фиг. не показан) во включенном положении находятся посредством блока 40 управляемая муфта 30, соединяющая водило 4 с входным валом 2, и посредством контороллера 38, например, управляемая муфта 34, связывающая центральное колесо 5 с выходным валом 3. Остальные управляемые муфты 31, 32, 33 и 35 выключены. При вращении входного вала 2 с водилом 4 и наличии на выходном валу 3 момента сопротивления, создаваемого рабочими органами машины, промежуточные сателлиты 7 и 8 будут обкатывать соответственно центральные колеса 5 и 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 раэ перетекая под действием центробежных сил через окна 15 и 16 гильз 14 из лопастей одних барабанов в лопасти других при проходе ими верхних и нижних полОжений. При этом грузы, находящиеся на лопастях наружных барабанов 12, силами инерции формируют на центральном колесе 5 положительный вращающий момент, на водиле 4 — момент сопротивления, а грузы, находящиеся на лопастях внутренних барабанов 13, формируют на центральном колесе 6 и корпусе 1 отрицательный реактивный момент, на водиле 4 — положительный вращающий момент, Вращающий момент центрального колеса 5 передается через управляемую муфту 34 на выходной вал 3 и приводит его в движение в сторону, совпадающую с направлением вращения входного вала 2. 2. Для обеспечения вращения выходного вала 3 с противоположную сторону относительно входного вала 2 посредством контроллера 38 выключают муфту 34 и после полной остановки выходного вала 3 включа17,Ц897 10 20 ют муфту 35, вследствие че о положительный вращающий момент от центрального колеса 5 будет передаваться на выходной san 3 через зубчатые колеса 18 — 20, управляемую муфту 35 и зубчатые колеса 27, 26. В связи с наличием в этой цепи зубчатого механизма с паразитным колесом 19 выходной вал 3 будет приобретать вращение в противоположную сторону относительно входнОго вала 2. 3. Торможение выходного вала 3 и рабочих органов машины с помощью двигателя осуществляют при включечном контроллере 38 снижением частоты вращения вала двигателя, создавая на входном валу 2 момент сопротивления, поддействием которого снижается частота вращения выходного вала 3, благодаря свойствам реверсивностм трансформатора. При этом кинетическая энергия рабочих органов машины в период снижения их скорости движения преобразуется в двигателе-тормозе в тепловую энергию, которая передается s окружающую среду без возможности повторного ее испрльзования. 4. При торможении выходного вала 3 с рабочими органами машины с помощью маховика 17 нажимают на кнопку 42 блока 36. При этом управляемые муфты 30 и 34 выключаются, разъединяя первой водило 4 от входного ала 2, а второй — центральное колесо 5 от выходного вала 3. и одновременно включаются управляемые муфты 32 и 33. устанавливая механические связи соответственно между выходным валом 3 и водилом 4 и между центральным колесом 5 и маховиком 17, вследствие чего вращающий момент. создаваемый инерционностью рабочих органов машины, передается от выходного вала 3 через зубчатые колеса 26, 27, муфту 32, зубчатые колеса 25, 24, водило 4, инерционную цепь трансформатора. центральное колесо 5, зубчатые колеса 28, 29. муфту 33 и зубчатые колеса 22, 21 на маховик 17. Под действием вращающего момента маховик 17 ускоряет свое вращение. накапливая 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 кнопку 42 блока 36 отпускают, выключая муфты 33 и 32 и включая муфты 34 и 30. Дальнейшее торможение выходного вала 3 до полной его остановки продолжают с помощью рабоче о тормоза машины (на фиг. не показано). Если в период торможения выходного вала 3 маховик 17 будет стремиться увели25 55 чить частоту вращения выше расчетной, тогда центробежный механизм 41 (фиг. 1) посредством контактов 43 включает реле 44 (фиг. 3) узла 37, которым выключается реле (33 блока 36 и вместе с ним выключается управляемая муфта 33, разобщая механическую связь между центральным колесом 5 и маховиком 17, вследствие чего торможение выходного вала 3 с помощью маховика 17 автоматически прекращается и предупреждается разрушение маховика. 5, Для пуска машины с помощью кинетической энергии маховика 17 контроллером 38 включают, например, муфту 34, соединяющую центральное колесо 5 с выходным валом 3. и нажатием кнопки 45 блока 39 выключают муфту 30, разобщающую водило 4 от входного вала 2, и одновременно включают муфту 31, устанавливая механическую связь между маховиком 17 и водилом 4. При этом момент от маховика 17, вращающегося с большой частотой порядка 20-25 тыс.мин, передается посредством зубчатых колес 21, 22, муфты 31, зубчатых колес 23, 24, водила 4, инерционной цепи центрального колеса 5, муфты 34 на выходной вал и приводит последний в движение. По мере расходования маховиком 17 ранее накопленной кинетической энергии его частота вращения снижается и наступает период, когда прирост скорости вращения выходного вала 3 прекращается. Тогда кнопку 45 блока 39 отпускают, т.е, муфта 31 выключается, разобщающая механическую связь между маховиком 17 и водилам 4. и включается муфта 30, устанавливающая связь между водилом 4 и входным валом 2. Дальнейшая работа трансформатора осуществляется от приводного двигателя (см. п. 1). Использование при пуске MBUJL;I ül кинетической энергии, накопляемой маховиком 17 при торможении выходного вала, позволяет значительно (на 40-50 ) повысить экономичность трансформатора и в целом машины, работа которой сопровождается частыми остановками и пусками. Такое выполнение гидроинерционного трансформатора вращающего момента позволяет повысить экономичность за счет применения в нем маховика и средств для новых кинематических связей между его звеньями. 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, 1703897 каждый иэ которых включает также центральное колесо, у первого планетарного механизма кинематически связанное с выходным валом, у второго — с корпусом, промежуточные сателлиты, взаимодействующие с ними неуравновешенные сателлиты с жидкими грузами, установленные на водиле соосно парами разных планетарных механизмов и связанные с коаксиально установленными по числу сателлитов наружным и внутренним барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме и наружными лопастями во втором планетарном механизме для взаимодействия с жидкими грузами, и закрепленные на водиле цилиндрические гильзы, имеющие каждая два перепускных окна, предназначенных для сообщения между барабанами и расположенных диаметральíо противоположна на линии центров водила и неуравновешенного сателлита, отличающийся тем,что,с целью повышения экономичности путем аккуму5 лирования кинетической энергии, он снабжен маховиком, зубчатым механизмом с параэитным колесом, зубчатыми парами и шестью управляемыми муфтами, из которых первыми тремя водило с помощью зуб10 чатых пар связано соответственно с входным валом, маховиком и выходным валом, последние два звена с помощью четвертой и пятой муфт и зубчатых пар связано также с центральным колесом 15 первого планетарного механизма, которое кинематической цепью, включающей зубчатый механизм с параэитным колесом, шестую муфту и зубчатую пару, связано с выходным валом. 1703897 A-4 Риг.2! ! I Фиг. 3 Составитель И.Данильченко Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий Редактор Т.Зубкова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 51 Тираж Подписное 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
