СУПЕРМАХОВИК

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве накопителя энергии.
Известен супермаховик, содержащий ступицу и обод, выполненный в виде навивки из выскопрочного волокна. (SU, №507729).
В этом устройстве обод выполнен из двух сопряженных секций, навивка первой из которых выполнена от ступицы к внешней поверхности, а навивка второй секции выполнена непрерывной с навивкой первой секции от внешней поверхности к ступице и на ней закреплен последний виток навивки.
Недостатком устройства является неодинаковая упругая деформация обода и ступицы при вращении супермаховика, что может привести к нарушению механической связи обода со ступицей.
Наиболее близким является супермаховик, содержащий ступицу, выполненную в виде диска, обод, выполненный навитым гибким материалом с эластичной связкой между витками, кольцеобразный элемент, снабженный балластом и расположенный между ступицей и ободом, причем кольцеобразный элемент соединен с диском ступицы, а обод выполнен навитым на кольцеобразный элемент, прорези, выполненные в кольцеобразном элементе (SU, №693073).
В этом устройстве кольцеобразный элемент выполнен упругим с кольцевой полостью, балласт расположен в кольцевой полости под витым ободом, причем балласт выполнен с радиальными прорезями для повышения его упругой податливости. Такой балласт способствует надежному прижиму ступицы к ободу при вращении супермаховика. Кроме того, в этом техническом решении обод снабжен щеками и выполнен навитым гибким материалом между ними с эластичной связкой между витками, а радиальные прорези выполнены в балласте, щеках и части ступицы. Кольцеобразный элемент имеет достаточно сложную конфигурацию, и выполнение радиальных прорезей в нем усложняет конструкцию в целом и ухудшает ее технологичность.
К тому же недостатком ближайшего аналога является трудность балансировки супермаховика из-за опасности разрушения или нарушения равномерности упругих свойств балласта при снятии с него материала, например, его сверления при наличии радиальных прорезей.
Решаемая полезной моделью задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик.
Достигаемый технический результат полезной модели заключается в упрощении конструкции и балансировки.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном супермаховике, содержащем ступицу, выполненную в виде диска, обод, выполненный навитым гибким материалом с эластичной связкой между витками, кольцеобразный элемент, снабженный балластом и расположенный между ступицей и ободом, причем кольцеобразный элемент соединен с диском ступицы, а обод выполнен навитым на кольцеобразный элемент, прорези, выполненные в кольцеобразном элементе, согласно заявленной полезной модели прорези выполнены в виде поперечных отверстий, равномерно расположенных вдоль окружности кольцеобразного элемента, а балласт размещен в поперечных отверстиях.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- в качестве гибкого материала обода была использована стальная холоднокатаная лента, а в качестве эластичной связки - слои клея;
- кольцеобразный элемент был выполнен из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости материала обода;
- в качестве балласта был использован свинец;
- ступица была соединена с кольцеобразным элементом первым клеевым слоем, а кольцеобразный элемент соединен с ободом вторым клеевым слоем;
- ступица и кольцеобразный элемент были выполнены в виде единой детали.
Указанные преимущества полезной модели, а так же ее особенности поясняются с помощью лучшего варианта ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 изображает супермаховик, вид с торца.
Фиг. 2 - то же, что фиг. 1, поперечный разрез.
Супермаховик (фиг. 1, 2) содержит ступицу 1, выполненную в виде диска, обод 2, выполненный навитым гибким материалом с эластичной связкой между витками, кольцеобразный элемент 3, снабженный балластом 4 и расположенный между ступицей 1 и ободом 2. Кольцеобразный элемент 3 соединен с диском ступицы 1, а обод 2 выполнен навитым на кольцеобразный элемент 3. Прорези 5 выполнены в кольцеобразном элементе 3. Прорези 5 выполнены в виде поперечных отверстий, равномерно расположенных вдоль окружности кольцеобразного элемента 3. Балласт 4 размещен в поперечных отверстиях прорезей 5.
В качестве гибкого материала обода 2 может быть использована стальная холоднокатаная лента, а в качестве эластичной связки - слои клея.
Кроме того, кольцеобразный элемент 3 выполнен из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости материала обода 2.
В качестве балласта 4 может быть использован свинец.
Ступица 1 может быть соединена с кольцеобразным элементом 3 первым клеевым слоем 6, а кольцеобразный элемент 3 соединен с ободом 2 вторым клеевым слоем 7 (фиг. 1).
Для дополнительного упрощения конструкции ступица 1 и кольцеобразный элемент 3 могут быть выполнены в виде единой детали - монолитной (фиг. 2).
На фиг. 1, 2 также показан вал 8, через который на ступицу 1 супермаховика подается вращение.
Работает супермаховик (фиг. 1, 2) следующим образом.
Супермаховик включает обод 2, навитый из гибкого высокопрочного материала, например, стальной холоднокатаной ленты, со склейкой эластичной связкой, например, твердеющим клеем. Обод 2 посажен со склейкой на ступицу 1, выполненную в виде диска, в том числе и с кольцеобразным элементом 3, из пластичного материала, например, текстолита, с модулем упругости, более, чем на порядок меньшим, чем модуль упругости материала, из которого навит обод 2. В периферийной части ступицы 1, например, в кольцеобразном элементе 3, выполнены равномерно распределенные по окружности прорези 5 - поперечные отверстия, заполненные балластом 4 - цилиндрическими столбиками (стержнями) из тяжелого металла, например, из свинца. Работа устройства происходит следующим образом.
При вращении супермаховика его обод 2 увеличивает свой диаметр за счет упругого удлинения несколько больше, чем кольцеобразный элемент 3 ступицы 1, изготовленный из материала невысокой плотности. При наличии же в кольцеобразном элементе 3 балласта 4, выполненного в виде равномерно распределенных отверстий с тяжелым металлом в них, кольцеобразный элемент 3 получает при вращении дополнительную упругую деформацию, прижимающую его к внутренней цилиндрической части обода 2.
Что касается балансировки супермаховика, то при наличии прорезей 5 - поперечных отверстий, заполненных тяжелым металлом, например, свинцом, она производится путем частичного или полного высверливания отдельных цилиндрических отрезков металла, вставленных в прорези 5. При этом не нарушается прочность балласта 4, как, например, в ближайшем аналоге, если там подвергать его сверлению. При этом сверление торцов балансируемых дисков является типичным приемом при балансировке.
Таким образом, поставленный технический результат достигается тем, что ступица 1 и/или кольцеобразный ее элемент 3 (периферийный) выполнены из легкого пластического материала (типа текстолита), а балласт 4, выполнен в виде множества равномерно расположенных отверстий на периферии ступицы 1, заполненных цилиндрическими столбиками из тяжелого металла, например, свинца. Такое выполнение позволяет осуществить плотный прижим периферийной части ступицы к внутренней цилиндрической поверхности обода 2, а также упростить процесс балансировки супермаховика в ободе путем частичного или полного высверливания тяжелого металла.
Наиболее успешно заявленный «Супермаховик» промышленно применим в качестве накопителя энергии.