Способ преобразования кинетической энергии звеньев механизма в потенциальную и наоборот и устройство для его осуществления

 

Союз Советскин

Соцкапистическик

Республик

О П И С А H И Е ()932026

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5 I ) М. Кл. (22)Заявлено 03.10.80 (21) 2988789/25-28

Р 16 Н 33/02. Р .16 F 15/30

F 16 H 23/04

F 16 Н 25/16 (53) УДК621. 851, .059.2-755 ° .621.8.032.2"

-652(0-888) с присоединением заявки М

1ваударетаенный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень Р1е 20

Дата опубликования описания 30. 05.82 но делам наабретений н открытий (72) Авторы изобретения

Л.А. Янковский, S.À. По

" I

Куйбышевское объединение по механизации и ав гевара-тизацйи производства "ВИТстройдормаш" (71) Заявитель

{54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМА В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ И НАОБОРОТ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиност., роению, а именно к инерционным приводам прессов обработки металлов давле нйем и может быть использовано в качестве привода различных машин, в ко" торых требуются кратковременные усилия значительных величин.

Известен способ преобразования кинетической энергии звеньев механизма в потенциальную и наоборот,заключающийся в том, что ведущее звено механизма подключают к маховику инерционного аккумулятора энергии и вращают маховик вокруг его собственной оси, после чего аккумулятор подключают к ведомому звену (1) .Раэ-15 гон маховика осуществляют только в одном направлении — вокруг собствен" . ной оси вращения.

Этот способ реализован, например, с помощью устройства для преобразования кинетической энергии звеньев ме.ханизма в потенциальную и наоборот, содержащего основание, размещенный на нем маховик, разгонный привод маховика и выходной вал, это устройство содержит также инерционный вариатор, включающий обойму с внутренней профилированной поверхностью, втулку и установленные на втулке на осях с возможностью вращения рычаги с роликами, взаимодействующие с внутренней профилированной поверхностью обоймы, в рычагах по их длине выполнены прорези, в которых размещены оси,привод снабжен тремя обгонными муфтами, две иэ которых, соединяющие вал разгонного двигателя и вал маховика с втулкой вариатора, установлены с возможностью передачи вращения в одном направлении, а третья,соединяющая обойму вариатора с валом маховика, установлена с воэможностью передачи вращения в направлении, противоположном направлению вращения, передаваемому первыми двумя муфтами, при этом вариатор снабжен блокиоово3 ной муфтой включения, соединяющей обойму и втулку вариатора $2j.

Недостатком известных способа и печивают низкие энергоемкость и КПД.

Это обусловлено тем, что разгон маховика осуществляют только в одном направлении - вокруг собственной оси вращения, а также тем, что для реализации этого способа в устройст- 1в вах с целью повышения энергоемкости необходимы высокие скорости вращения, сложное оборудование с большим количеством кинематических пар и поверхностей трения, что, в свою очередь, снижает КПД устройства.

Цель изобретения - повышение энергоемкости и КПД.

Предлагаемое изобретение направлено йа создание способа преобразова. ния кинетической энергии звеньев меПоставленная цель достигается тем, что в способе преобразования кинетинизма подключают к маховику инерциондополнительное вращение относительно вертикальной оси ведущим звеном и синхронизируют оба вращения маховика посредством опорной поверхности. При этом оба вращения осуществляют накУстройство содержит основание 1, размещенный на нем маховик 2, разгон.ный привод маховика 2 и выходной вал 3. Маховик 2 выполнен в виде диска, свободно посаженного на конце балки 4. Устройство снабжено установленными на основании 1 регулируемыми упорами-ограничителями 5 и б, путевым переключателем 7 привода, кольцевой платформой 8, установленной на основании 1 с возможностью качания относительно него посредством цилиндрических шарниров 9 и 10 и взаимодействующей с упорами-ограничителями 5 и б. Устройство снабжено также размещенным в центре кольцевой платформы 8 и жестко с ней связанным полым корпусом 11, вертикальным валоном опорной поверхности и последующим сообщением маховику горизонтального импульса переносного движения,а

45 наклон на положительный угол опорной поверхности с маховиком и сообщение ему горизонтального импульса производят во время вращения периодически дважды за один оборот маховика вокруг вертикальной оси.

8 устройстве .для преобразования кинетической энергии звеньев механизма в потенциальную и наоборот, содержащем основание, размещенный на нем маховик, разгонный привод маховика и выходной вал, маховик выполнен в виде диска, свободно посаженного на конце балки, устройство снабжено ус50

932026 4 тановленными на основании регулируемыми упорами-ограничителями, путевым переключателем привода, кольцевой устройства, является то, что они обес- платформой, установленной на основании с возможностью качания относительно него посредством цилиндрических шарниров и взаимодействующей с упорами-ограничителями, размещенным

s центре ее и жестко с ней связанным полым корпусом, вертикальным валом, установленным в полом корпусе с возможностью вращения и жестко связанным одним концом с балкой, а вторым— кинетически связанным с выходным валом, разгонный привод выполнен в виде двух силовых цилиндров, смонтированных на основании и размещенных с двух сторон от оси качания платформы и взаимодействующих с ней, на вертикальном валу жестко установлен элемент с двумя диаметрально расположенханизма в потенциальную и наоборот,а ными приливами, периодически взаимотакже устройства для его осуществле-,действующими с путевым переключателем ния, последовательность операций и конструкция которых соответственно Кроме того, разгонный привод может обеспечивали бы повышение энергоем- быть снабжен дополнительным откидывакости и КПД. ющимся толкателем, взаимодействующим с опорной поверхностью маховика; а упоры-ограничители установлены с возможностью одновременного выдвижения в направлении платформы. При этом маховик установлен на балке с возможностью фиксации и поступательного пеного аккумулятора энергии и вращают ремещения вдоль оси вертикального маховик вокруг его собственной оси, — вала с последующим стопорением. после чего аккумулятор подключают к

На фиг. 1 изображено устройство ведомому звену, маховику сообщают для осуществления способа, на фиг.2— разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3схема действия разгонного импульса на маховик.

6 6 ма 8 меняет знак наклона и поднимает маховик 2. 3 это же время при движении маховика 2 от точки 21 до точки

22 сектора tf 2 он получает горизонтальный импульс, так как скорость вращения маховика 2 вокруг вертикальной оси меньше скорости изменения угла наклона платформы 8. Маховик 2 складывается е- наклонной опорной поверхности платформы 8. При этом откидывается на шарнире (не обозначен) пусковой толкатель 19, и цикл с ускорением вращения маховика повторяется. При достижении маховиком 2 расчетной скорости, т.е. когда время прохождения маховика 2 от точки 21 до точки 22 любого из секторов N 1 и У 2 становит-ся равным времени импульса устройство входит в стационарный режим. Так как скорости перемещения маховика 2 и импульса, передаваемого ему от платформы 8, сравнялись, то маховик 2 уже не получает разгонного импульса, и энергия цилиндров 15 и 16 тратится только на изменение наклона платформы 8 и подъем маховика 2 без разгона последнего. Перед подключением устройства к ведомому звену 3, например,. к прессу, упоры-ограничители и 6 одновременно выдвигаются вверх, и платформа 8 выставляется в горизонтальное положение, затем подключается ведомый вал 3, и накопленная энергия от маховика 2 передается на него.

Для использования устройства в качестве простого преобразователя последовательных возвратно-поступательных движений штоков силовых цилиндров

1 и 16 so вращательное непрерывное вижение выходного вала маховик 2 фиксируется на балке 4 с помощью,например, электромагнитного фиксатора (не показан), перемещается на вертикальном валу 12 в направлении от, платформы 8 и стопорится в этом положении стопором любой известной конструкции (не показан). При поочередной работе силовых цилиндров 15 и 16 производится периодический наклон платформы 8,. корпуса 11, вертикального вала 12, балки 4 и жестко связан" ного с ней маховика 2. Так как маховик 2 расположен на некотором плече, равном длине балки 4, а перечисленные элементы конструкций расположены под некоторйм углом от вертикали,под действием силы тяжести создается крутящий момент, который передается

5 93202 лом 12, установленным в полом корпусе 11 с возможностью вращения и жестко связанным одним концом с балкой 4, а вторым — кинематически cBR занным, например, посредством зубчатой передачи - пары конических колес 13 и 14, с выходным валом 3.Разгонный привод выполнен в виде двух силовых цилиндров 1g и Ф6, смонтированных на основании 1 и размещенных 0 с двух сторон от оси 1 качания плат формы 8 и взаимодействующих с ней.

На вертикальном валу 12 жестко установлен элемент 18 с двумя диаметрально расположенными приливами (не по- 15 казаны), периодически взаимодействующими с путевым выключателем 7 привода. Последний снабжен дополнительным откидывающимся толкателем 19, взаимодействующим с опорной поверх- 20 ностью 20 маховика 2, а упоры-ограничители 5 и 6 установлены с возможностью одновременного выдвижения в направлении платформы 8.

Маховик 2 установлен на блоке с 25 возможностью фиксации, например, с помощью электромагнитного фиксатора (не показан) и поступательного перемещения вдоль оси вертикального вала с последующим стопорением (средства зо для перемещения маховика 2 с балкой

4 и стопор не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) платформа 8 наклонена на отрицательный угол и опирается на упор-ограничитель 6, а маховик 2 находится в самой низкой точке (угол О = 0 P:.

Затем приводят в действие привод ма» „ ховика 2. Силовой цилиндр 15 поднимает край платформы 8 с маховиком 2, а шток силового цилиндра 16 опускают и включают пусковой толкатель 19, который сдвигает маховик 2 с мертвой точки и сообщает ему импульс в сторону вращения. Маховик 2 скатывается с наклонной опорной поверхности платформы 8 и под действием сил инерции пройдя новую нижнюю точку,, распо .

Ф

О 50 ложенную на отметке 180 (фиг. 3),ïîä-. нимается по опорной поверхности платформы 8 до точки 21 сектора N 2. В этой точке элемент 18 через переключатель 7 включает в режим подъема

55 платформы 8 силовой цилиндр 16, находящийся в данный момент под маховиком 2, а силовой цилиндр 15 — в режим опускания платформы 8, и платфор7 9320

1 через пару шестерен 13 и 14 на ведомый вал 3,Маховик 2 может быть выполнен в виде железобетонной конструкции с целью снижения себестоимости приводов s для мощных прессов.

Использование предлагаемых способа и устройства для его осуществле-. ния обеспечивает повышение КПД и энергоемкости системы при сравнитель- 10 но небольшом числе оборотов эа счет вращения маховика вокруг собственной и вертикальной осей вращения.

15 с возможностью вращения и жестко свяСпособ преобразования кинетической энергии звеньев механизма в потенциальную и наоборот, заключаю- 20 щийся в том, что ведущее звено механизма подключают к маховику инерционного аккумулятора энергии и вращают маховик вокруг его собственной оси, после чего аккумулятор подключают к 2s ведомому звену, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения энергоемкости и КПД, маховику сообщают дополнительное вращение относительно вертикальной оси ведущим зве- З0 ном и синхронизируют оба вращения маховика посредством опорной поверхности.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что оба вращения осу-з ществляют наклоном опорной поверхности и последующим сообщением маховику гориЗонтального импульса переносного движения, а наклон на положительный угол опорной поверхности с маховиком и сообщение ему горизонтального импульса производят во время вращения периодически - дважды за один оборот маховика вокруг вертикальйой оси.

4S

3. Устройство для преобразования кинетической энергии звеньев механиз,ма в потенциальную и наоборот, содержащее основание, размещенный на нем маховик, разгонный привод махови50 ка и выходной вал, о т л и ч а ю—

Формула изобретения щ е е с я тем, что маховик выполнен в виде диска, свободно посаженного на конце балки, устройство снабжено установленными на основании регулируемыми упорами-ограничителями, путевым переключателем привода, кольцевой платформой, установленной на основании с возможностью качания относительно него посредством цилиндрических шарниров и взаимодействующей с упорами-ограничителями, размещенным в центре ее и жестко с ней связанным полым корпусом, вертикальным валом, установленным в полом корпусе занным одним концом с балкой, а вторым — кинетически связанным с выходным валом, разгонный привод выполнен в виде двух силовых цилиндров, смонтированных на основании и размещенных с двух сторон от оси качания платформы и взаимодействующих с ней, на вертикальном валу жестко установлен элемент с двумя диаметрально расположенными приливами, периодически взаимодеиствующими с путевым переключателем привода.

4. Устройство по и. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что разгонный привод снабжен дополнительным откидывающимся толкателем, взаимодействующим с опорной поверхностью маховика, а упоры-ограничители установлены с возможностью одновременного выдвижения в направлении платформы.

5. Устройство по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что маховик установлен на балке с возможностью фиксации и поступательного перемещения вдоль оси вертикального вала с последующим стопорением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Гулиа H,В. Инерционные аккумуляторы энергии. Изд. Ворднежского университета, Воронеж, 1973, с. 5-84 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР

N 605051, кл. F 16 H 33/02, 1976 (прототип).