СИЛОВОЙ ПРИВОД
POWER DRIVE

Изобретение относится к устройствам приводов вращательного движения, в частности к инерционным системам, использующим энергию вращения неуравновешенных масс, и может быть использовано для силового привода различных машин: транспортных средств; вибростендов; тросовых лебедок; силовых манипуляторов и др.
Известны устройства в виде передачи вращения с аккумулированием и повторной отдачей энергии, в которых для этого используется вращение неуравновешенных масс (например: DE 2612035 A1, опубл. 22.03.1976; FR 1588205, опубл. 10.04.1970; US 4498357, опубл. 12.02.1985).
Известно устройство [1], а именно, электростанция, содержащая электрогенератор, силовой привод для его вращения и устройство управления, отличающаяся тем, что силовой привод содержит основание, на котором установлен, по крайней мере первый узел, выполненный с возможностью одностороннего вращения и содержащий ведущее звено для передачи рабочего момента, двигатель и задающий привод с возможностью свободного вращения двигателем не менее одного элемента с неуравновешенной массой на оси, расположенной на первом узле аксиально вращению ведущего звена, при этом кинематическая цепь между ним и конечным, ведомым звеном, содержит второй узел, выполненный с возможностью передачи рабочего момента.
Недостатком известного устройства является то, что узел с возможностью одностороннего вращения (в частности, муфта одностороннего хода) расположен на неподвижной оси, на которой выполнен задающий привод, содержащий ведущее звено для передачи рабочего момента. При этом к муфте приложен знакопеременный максимально возможный момент с относительно высокой частотой. Эффективность известных муфт (как механических, так и электромагнитных), работающих при знакопеременных нагрузках и с малыми угловыми амплитудами, резко падает, если частота циклов включений-выключений начинает превышать 20-30 Гц. Также эффективность известных муфт снижается, если они работают в составе кинематической цепи, предназначенной для преобразования угловых колебаний с малыми амплитудами, но с большими моментами. По указанным причинам в известном устройстве не удается преобразовать с высокой эффективностью мощность крутильных колебаний задающего привода в одностороннее вращение ведущего звена.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков с целью повышения кпд работы силового привода вращения.
Для решения поставленной технической задачи предлагается силовой привод, включающий основание, неподвижную ось, установленную на плите, ведущее звено для передачи рабочего момента, электродвигатель, элемент с неуравновешенной массой, расположенной аксиально неподвижной оси, при этом силовой привод дополнительно снабжен мультипликатором, содержащим ведущий элемент, кинематически соединенный с ведомым элементом, закрепленным на вращающейся части муфты одностороннего хода, выполненной на дополнительной оси, и неподвижно закрепленной на плите аксиально неподвижной оси.
Изобретение поясняется с использованием чертежей, на которых представлено: фиг.1 - общий вид силового привода; фиг.2 - вид A с фиг.1.
Введены следующие обозначения: 1 - неподвижная ось, 2 - основание, 3 - стакан, 4 - ведущее звено, 5 - ведущий элемент, 6 - ведомый элемент, 7 - муфта одностороннего хода, 8 - дополнительная ось, 9 - плита, 10 - электродвигатель, 11 - ось ротора двигателя 11, 12 - ведущая шестерня, 13 - ведомая шестерня, 14 - аксиальная ось, 15 - элемент с возможностью вращения, 16 - неуравновешенная масса, 17-20 - подшипники, 21 - элемент конструкции, 22 - кожух, 23 - токосъемник, 24 - уравновешивающий груз, 25 - фундамент.
Силовой привод содержит основание 2, закрепленное на стакане 3, который на подшипниках 19 и 20 установлен на оси 1. На стакане 3 закреплены ведущее звено 4, предназначенное для присоединения нагрузки (не показана), и ведущий элемент (зубчатое колесо) 5. Ведущий элемент 5 кинематически соединен с ведомым элементом (шестерня) 6. Ведомый элемент 6 соединен с вращающимся кольцом муфты одностороннего хода 7. В качестве последней в данном случае используется обгонная муфта. Неподвижное кольцо муфты 7 насажено на дополнительную ось 8, которая неподвижно закреплена на плите 9. На основании 2 установлен электродвигатель 10. На оси 11 его ротора закреплена ведущая шестерня 12, кинематически соединенная с ведомой шестерней 13, выполненной на аксиальной оси 14, установленной на подшипниках 17 и 18 в основании 2. Стакан 3 установлен на подшипниках 19 и 20 на оси 1, которая закреплена на плите 9. Подшипники 19 и 20 связаны элементом 21, предназначенным для выборки осевого зазора. Основание 2 вместе со стаканом 3 закреплено на оси 1 болтом 22. Для подвода электропитания к двигателю 10 служит токосъемник 23. Уравновешивающий груз 24 предназначен для уравнивания центробежных сил при вращении основания 2. Плита 9 закреплена на фундаменте 25.
Силовой привод работает следующим образом. От источника подают электропитание через токосъемник 23 на электродвигатель 10. Последний набирает обороты до номинальной частоты вращения и раскручивает через шестерни 12 и 13 элемент 15, а с ним неуравновешенную массу 16. Основание 2, ведущее звено 4, ведущий элемент 5 и ведомый элемент 6 совершают крутильные колебания. Муфта одностороннего хода 7 преобразует крутильные колебания в непрерывное одностороннее вращение основания 2, а с ним ведущего звена 4 и ведущего элемента 5. При этом зубчатый мультипликатор, состоящий из элементов 5 и 6, увеличивает угловую амплитуду колебания муфты одностороннего хода 7 и одновременно уменьшает величину момента, приложенного к последней. При этих условиях эффективность работы муфты 7 увеличивается, а с ней увеличивается и общий кпд силового привода.
В предлагаемом изобретении используются кулачковые муфты одностороннего хода, которые работают эффективнее роликовых.
Заявленное изобретение может быть использовано в промышленности в качестве механического привода для различного оборудования и машин.
Источники информации
1. Изобретение, патент RU №2377458 «Способ работы силового привода вращения и электростанция для его осуществления», опубл. 27.12.2009 г.