Инерционный двигатель

 

Союз Соеетсхих

Социалистичесхих

Республих (i>)939817

К АВТСРСКОь у щ „гтп рд ду (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51 ) M. Кл. (22) Заявлено 22.01.80 (21) 2872903/25-06 с присоединением заявки )1я (2 ) ) Приоритет

F 03 G 3/00

1оеударетвтнньй квинтет ао делан нэабретеннй а вткрытнй

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень И 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК 621.8. .031.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Г. Мудрое н А. Г. Мудрое (75) Заявитель

Казанский ордена "Знак Почета" сельскохозяйственный институт нм. М. Горького (54) ИНЕРЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к машиностроению н может быть использовано в качестве привода поступательного движения исполнительного органа механизмов и машин и в качестве двигателя транспортных средств.

Наиболее близким к предлагаемому является инерционный двигатель, содержащий опору н установленный на ней с возможностью поворота вокруг оси корпуса с раэмещея ыми на ней двумя одинаковыми деоалансными грузами, соединенными передачей с приводным валом, установленными на кривоши-. пах симметрично относительно плоскости с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях (1) .

Недостаток известного двигателя заключается в малой величине амттнтуды тягового усилия в направлении перемещения, ограничений вследствие наклона направления действия этого усилия к направлению перемещения н постоянного значения центробежной силы, действ>ющей на каждый груз, иэ-эа постоянной скорости вращения кривошилов грузов. цель иэобретенья — уаеличение амглнГУды тягового усилия.

Указанная цель достигается тем, что кривошипы грузов установлены на вертикальных осях вращения, горизонтальной приводной вал снабжен двумя кривошипами, передача выполнена из двух симметричных ветвей, вертикальная плоскость симметрии которых совпадает с плоскостью симметрии грузов, 10 каждая ветвь передачи имеет шатун, соединяющий один кривошип приводного вала с соответствующим ему кривошипом груза через установленные на каждом крнвошипе цилиндрические шарниры, причем ось каждо15 го шарнира расположена под скрещивающимся узлом к осн вращения своего. кривошипа, углы скрещивания осей шарниров с осями вращения своих кривошипов, соединенных одним шатуном, равны между собой, расстояния от осн кажцого шарнира до оси вращения его кривошипа одинаковы н их отношение к длине шатуна равно синусу утла

СКРЕШИВаНИЯ ОСЕ)1 ШаРНИРОВ С ОСЯМН ИХ криво шипов.

939!) э!

1ри врл)цс»ии каждо) > иэ (ру)»г) и i0 возникл« I инерционна>) ll );> Р, и рс;глг>;)см.>я через криг)»ц)>п)).) 2 и Х пл кг)рг) с .!. Ве!lllчина силы Р опрелеляе)ся нь)рлж>нисм

P = mw, (4) где P величина инершннн>ого у си;) ия; масса груза; полное ускор«ние врлшлницег ося груза;

W = Ii/û

/ (5) — угловая скорость вращения груза; угловое ускорение при вращении груза; расстояние от оси шарнира кривошипа груза до оси вращения послед20 него.

В результате сложения векторов инерционных усилий, действующих на грузы 9 и

10, вследствие симметригного синхронного вращения грузов в противоположные стороны, составляющие инерционных усилий, дей- 25 ствуюших на равные грузы, направленные перпендикулярно к вертикальной плоскости симметрии, взаимно уравновешиваются, а состзвляюшие этих усилий, направленные параллельно плоскости симметрии, складьг- З)э ваются, поэтому итоговое инерционное усилие действует на корпус 3 в плоскости симметрии грузов по горизонтачи. Направпение действия этого усилия периодически изменяется нл противоположное, при этом максимальное по величине усилие, соответствующее максимальной скорости вращения грузов, направлено в сторону перемещения приводимой в движение опоры 1, а минимальное по величине усилие, соответствующее минимальной скорости вращения грузов, направдено в противоположную сторону.

На фиг. 3 обознзчены: результируюшее (итоговое) инерш онное усилие Р, получаемое в результате сложения векторов инерционных усилии, действуюших на грузы 9 и

10; сила трения F!)f! опоры о поверхность, по которой она перемешается, в направлении движения устройства (вперед); сила трения Гнет опоры о поверхность, по котовой

50 она перемешается, препятствую)цзя движению устройства в противоположном направлении (назад); вРемЯ тоб, соответствУющее одному обороту приводного влла 1! и грузов 9 и 10.

Плошадь, ограниченная кривой Ргг = f(t)

55 и находящаяся над осью абсцисс графика (фиг. 3), представляет согюй импульс силы

Рь в направлении движения опорьг, а плошаn». »гр;)ни или<ля кривой Р = f(t), нлv.

x0!L)>Ilia>lc>) ио)г осг )>) л) >с)!и«с э го) О l !)л(!>икл, прелсглг>:)нет собои )li»!1;l),«c)<лы Р н противоположном напрлвлеш)и. В соответствии с законом coõp:)ленин ко:цгчесгва iLBHженин величины этих импульсов равны. Однако вследствие неравномерное) и вр;шгения грузов и существенного прсвьппения амплитуды силь) Ря в напрлв:)ении перемсгцения опоры по сравнению с амплитудой этой силы в про)ивоположном направлении при обеспечении величины сил трения Евп и

Еиаз, равной или немного болыцей амплитуды силы Р з в направлении, противоположном движению опоры ), действие силы Ря в этом направлении парируется силой трения г наз, а сила Pg в направлении движения лишь чменьшается на величину силы трения

Fi)„, так как максимальное значение силы

P в этом направлении существенно превышает величину Fi)„. В итоге полезный движуший импульс предлагаемого двигателя отображается на графике фиг. 3 плошадью, ограниченной сверху кривой Рс = 1(т ); а снизу — прямой Евп = сопзт.

В моменты, и с), „ р, угловое ускорение равно нулю. Поэтому максимальное и минимальное значения силы инерции, действующей суммарно на оба груза предлагаемого двигателя, с учетом выражений (2), (31, (4) и (5) соответственно равнь СО э- (, уток уу, „)л- с х>> г г>)

COG d. 1

ill jn - (4+ с1w)

Для значений: m = 10 кг, 1 = 0,1 м, г) 10 с при а = 20 Ргпах = 408 Н Pmin = 94 Н; при а = 60 Ртах = 2782-1> Pmi)l = 14 Н.

Как видно из этого примера, с увеличением угла а скрещивания осей шарниров с осями вращения их кривошипов значительно увеличивается амплитуда тягового усилия.

Значение угла а х3 конструктивных сообра0 жений желательно брать в пределах 10 — 65 .

Для изменения нзггрзвлсния движения поворачивают рулевое колесо 5, в результате чего корпус 3 через червячное колесо 6 поворачивается червяком 4 вокруг оси 2 относительно опоры 1. Этим достигается изменение направления действия тягового уcH!lxR двигателя. При изменении направления движения опоры 1 сзмоустанзвливзюшисся колеса 0 поворачиваются вдоль новой траектории движения.

939817

Формула изобретения 15

1. Инерционный двигатель, содержаший опору и установленный на ней с воэможностью поворота вокруг оси корпус с размещенными на нем двумя одинаковыми дебас лансными грузами, соединенными передачеи с приводным валом, установленными на кривошипах симметрично относительно плоскости с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения амплитуды тягового усилия, кривошиИспользование изобретения обеспечит увеличение амплитуды тягового усилил двигателя, простоту его конструкции и технологии изготовления, обусловленные установкой простой передачи с цилиндрическими шарчирами для неравномерного врашения грузов, а также улучшение управляемости эа счет того, что опора снабжена самоустанавливающимися колесами. Все это позволит расширить область применения инерционных двигателей и повысить проходимость приводимых ими в движение устройств. пы грузов установлены на вертикальных осях вращения. горизонтальный приводной вал снабжен двумя кривошипами, передача выполнена иэ двух симметричных ветвей, вертикальная плоскость симметрии которых совпадает с плоскостью симметрии грузов, каждая ветвь передачи имеет шатун, соединяющий один кривошип приводного вала с соответств> ющим ему кривошипом груза через установленные на каждом кривошипе цилиндрические шарниры, причем ось каждого шарнира расположена под скрещивающимся углом к.оси вращения своего кривошипа, углы скрещивания осей шарниров с осями вращения своих кривошипов, соединенных одним шатуном, равны между собой, расстояния от оси каждого шарнира до оси вращения его кривошипа одинаковы и их отношение к длине шатуна равно синусу угла скрещивания осей шарниров с осями их кривошипов.

2, Двигатель по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что опора снабжена самоустанавливающимися колесами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 347232, кл. В 62 D 57/02, 1971.

939817

%bed. 2

Р

Л еюр в г мл

Составитель Л. Тутарев

Техред М. Тенер Корректор

Редактор А. Лежнкна

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, у». Прс ктн я, 4

Заказ 4630/53 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам яэобретений н огкры.пй

ll3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская изб., д. 4/5