Пружинный импульсный движитель

 

Использование: в энергетике, в транспортной технике. Сущность изобретения: на раме 1 установлено цилиндрическое гнездо 2, взаимодействующее с цилиндрической платформой 4, в которой установлен двигатель, соединенный с кулачковым валом, кулаки 11 которого взаимодействуют через кронштейн 14 с маятником 13, шарнирно соединенным через шатун 16 с молотом 17, на кронштейн 14, торец которого соединен с кулачковым валом, крепится торец маятника 13, на шарнирно соединенную тарелку 22 опирается нижний торец силовой пружины 21, другой торец которой упирается в крышку 24, взаимодействующую с роликом 25. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к движительным устройствам, предназначенным для движения автомобильного, железнодорожного, водного, воздушного и космического транспорта.

Наиболее близким к изобретению является инерционно-импульсное устройство, содержащее корпус транспортного средства со средством связи с инерционно-импульсным преобразователем периодичес- кого воздействия в однонаправленное движение, выполненный в виде подвижно установленного инерционного ударного элемента и наковальни, неподвижно установленной на корпусе, и привод.

Недостатками известного устройства являются низкий КПД, а также недостаточная надежность конструкции.

В предложенном пружинном импульсном движителе, содержащем цилиндрическое гнездо, закрепленное на поверхности рамы, в котором размещается на роликах цилиндрическая платформа с возможностью поворота вокруг своей оси, где установлен двигатель, вал которого соединяется с кулачковым валом пружинного импульcного движителя, маятник, верхний торец которого закреплен на валу, щиты которого взаимодействуют с отверстиями, выполненными в боковых опорах, между верхним и нижним торцами маятника выполняется кронштейн с роликом, взаимодействующий с роликами и плитой, выполненный с шарнирно соединенным шатуном, шарнирно соединенным с нижним концом маятника, с целью удержания силовой пружины в вертикальном положении (при работе) ее нижний торец упирается в тарелку, шарнирно соединенную с концом кронштейна, закрепленного на валу, верхний торец пружины упирается в крышку, взаимодействующую с роликами, шипы которых взаимодействуют с отверстиями, выполненными в боковых опорах.

На фиг. 1 изображен транспорт с предложенным пружинным импульсным движителем; на фиг. 2 показано цилиндрическое гнездо, вид сверху; на фиг. 3 изображен импульсный движитель без одной боковой опоры, когда маятник находится в вертикальном положении; на фиг. 4 маятник находится в крайнем левом положении.

Пружинный импульсный движитель (автомобильного, железнодорожного, водного транспорта и т.д.) содержит раму 1 транспорта, в которой закреплено цилиндрическое гнездо 2, на дне которого на роликах 3 установлена цилиндрическая платформа 4, выполненная с шипом 5, с возможностью поворота вокруг своей оси (стрелка ω механизм поворота известен). На платформу 4 установлен пружинный импульсный движитель 6, содержащий боковые опоры 7 (на фиг. 3 и 4 передняя опора снята), двигатель 8, закрепленный снаружи на опоре 7. Вал 9 двигателя соединяется с кулачковым валом 10, концы которого оканчиваются шипами, взаимодействующими с отверстиями боковых опор 7. Кулачковый вал 10 выполняется с кулаками 11. В отверстиях боковых опор 7 подвижно устанавливаются шипы вала 12. С целью предотвращения передачи импульсных ударов пружинного движителя на вал 12 крепится верхний торец маятника 13, между верхним и нижним торцами которого крепится кронштейн 14, на торце которого установлен ролик 15, взаимодействующий с кулаками 11. На нижнем конце маятника 13 шарнирно крепится шатун 16, шарнирно соединенный с молотом 17, взаимодействующим с наковальней 18, закрепленной на платформе 4 и на плите 19, боковые торцы которой закреплены на боковых опорах 7. С целью уменьшения силы трения устанавливаются ролики 20, взаимодействующие с молотом 17, выполненные на их торцах шипы взаимодействуют с отверстиями, выполненными на боковых опорах 7.

С целью удержания силовой пружины 21 в вертикальном положении (при работе) ее нижний торец упирается в тарелку 22, шарнирно соединенную с концом кронштейна 23, закрепленного на валу 12. Верхний торец пружины 21 упирается в крышку 24, взаимодействующую с роликами 25, шипы которых взаимодействуют с отверстиями, выполненными в боковых опорах 7.

На фиг. 3 показан импульсный удар с силой F молота 17 по наковальне 18. Сила F передается на наковальню 18, закрепленную на цилиндрической платформе 4, далее на стенку цилиндрического гнезда 2 и на раму 1, вследствие чего транспорт начинает двигаться (фиг. 2, стрелка V).

На фиг. 4 преодолевая силу F, давление рабочей пружины 21, инерцию покоя молота 17, кулак 11 через кронштейн 14, выполненный с роликом 15, поворачивает маятник 13 в левое крайнее положение. Силой F давление рабочей пружины 21 передается на крышку 24, таpелку 22 и кронштейн 23, поворачивающий с крутящим моментом М_кр F ˙ l вал 12 с маятником 13. Вал 10 вращается со значительной частотой (при n 3600 об/мин или 60 об/с), каждый кулак 11 60 раз в секунду отодвигает маятник 13 влево), следовательно, при наскоке кулака 11 возникает импульсная сила F₂ удара (фиг. 4), направленная в сторону движения транспорта (фиг. 2, стрелка V). Импульсная сила F₂ удара передается через шипы кулачкового вала, соединенного с валом 9 двигателя 8, на боковые опоры 7, закрепленные на цилиндрической платформе 4, далее на стенку цилиндрического гнезда 2 и раму 1. Одновременно сила F₂ передается и через шип 5 на раму 1. Чем сила F₁ давления пружины 21 и масса молота 17 (с учетом E ) больше, тем мощность движителя, а следовательно, и скорость будут больше. Как только кулак 11 повернется вправо (стрелка ω) под силой F₁давления пружины 21 (под крутящим моментом М_кр F ˙ l), маятник 13 двинет шатун 16 с молотом 17, взаимодействующим с плитой 19 и роликами 20, вправо до импульсного удара по наковальне 18. После удара молота 17 о наковальню 18 между валом 10 и роликом 15 образуется зазор e.

Итак, за полоборота вала 10 возникает два импульсных удара с силами F, F₂, двигающими тpанспоpт в одном направлении, а за полный оборот вала 10 четыре импульсных удара или в течение одной секунды (4 х 50 200 ударов) происходит 200 импульсных ударов.

При отклонении маятника 13 с рычагом 23 вправо и влево пружина 21 с крышкой 24, взаимодействуя с роликами 25, тоже отклоняется влево и вправо. Силы F, F₂ импульсных ударов зависят от силы давления рабочей пружины 21, высоты кулака 11 (фиг. 3), отклонения маятника 13 на угол α (фиг. 4), от длины L маятника, увеличивающие ход S движения молота 17, и от расстояния l между кулачковым валом 10 и валом 12.

Для движения транспорта назад импульсный движитель 6 при помощи шипа 5 платформы 4, взаимодействуя с роликами 3, поворачивается на 180^о, после чего запускается двигатель 8.

Формула изобретения

1. ПРУЖИННЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий корпус транспортного средства со средством связи с инерционно-импульсным преобразователем периодического воздействия в однонаправленное движение, выполненный в виде подвижно установленного инерционного ударного элемента и наковальни, неподвижно установленной на корпусе, и привод, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрической платформой, установленной на корпусе, с боковыми упорами для вала привода, на котором установлен элемент связи вала привода с преобразователем, выполненным в виде вертикально установленного маятника-рычага, связанного через ролик с ударным кулачковым элементом, закрепленным на валу привода, при этом верхний конец маятника-рычага шарнирно соединен с упругим элементом средства связи корпуса транспортного средства с преобразователем, нижний конец шарнирно соединен через шатун с подвижно установленным инерционным ударным элементом.

2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что инерционный ударный элемент размещен на цилиндрической платформе и выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью роликов.

3. Движитель по п.1, отличающийся тем, что наковальня боковыми сторонами закреплена на цилиндрической платформе.

4. Движитель по п.1, отличающийся тем, что узел крепления средства связи корпуса с преобразователем выполнен в виде вертикально установленной пружины сжатия, на верхнем торце которой установлен элемент скольжения, выполненный в виде роликов, а нижний торец шарнирно соединен с верхним концом маятника-рычага через кронштейн.

5. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая платформа выполнена с возможностью поворота вокруг оси и связана с корпусом транспортного средства с помощью элементов скольжения, выполненных в виде роликов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4