Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Техническим результатом является увеличение момента силы тяги электродвигателя для облегчения его запуска и повышение КПД двигателя. Cтатор двигателя выполнен в виде тороида с внешней намоткой катушки. Ротор вращается на подшипниках внутри статора и имеет постоянные магниты в виде цилиндров, расположенных по касательной к ротору. 1 ил.
Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов.
В основе действия известных электрических генераторов и двигателей лежит закон Фарадея об электромагнитной индукции, определяющий возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике с током, находящимся в поперечном магнитном поле, либо возникновение в таком проводнике ЭДС индукции в случае движения проводника в поперечном магнитном поле (Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Дж. Джексон, Классическая электродинамика, пер. с англ., М., 1965; Д.В. Сивухин, Общий курс физики, 2 изд., т.3, Электричество, М., 1983).
В электрических двигателях и генераторах постоянного тока используются статоры на основе постоянных магнитов и электромагнитов постоянного тока и роторы, обмотка которых соединена с коллектором, к ламелям которого через скользящие контакты (как правило, угольные или медно-угольные щетки) подключены проводники, связанные либо с источником постоянного тока при работе устройства в качестве мотора, либо с электрической нагрузкой при работе этого устройства в качестве генератора постоянного тока.
Недостатком известных устройств является необходимость использования в них коллекторов (или контактных колец) и скользящих контактов, снижающих надежность таких электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Из известных наиболее близким по технической сущности является электрический двигатель, включающий ротор и статор, выполненный в виде цилиндрического магнитопровода, внутри которого размещены две секции из нескольких кольцевых магнитопроводов каждая, в первой секции закреплен первый, а во второй секции - второй ребристо-цилиндрические электропроводники, выполненные из медной фольги, внутренние концы первого и второго ребристо-цилиндрических магнитопроводников электрически соединены с внутренними медными кольцевыми электродами, а их внешние концы - с внешними медными кольцевыми электродами, ротор выполнен в виде ребристо-цилиндрического электромагнита, кольцевые ребра которого входят в пазы первого и второго электропроводников, в средней части ротора размещена катушка подмагничивания, один конец которой соединен с электродом первого электропроводника, а второй - к внешнему электроду второго электропроводника; кроме того, вместо электромагнита в роторе можно использовать постоянный магнит с большим значением коэрцитивной силы (Патент RU №2391761, МПК H02K 31/00 от 10.06.10 г.).
Недостатком является сложная конструкция низкий силовой момент и КПД двигателя.
Предлагаемое изобретение направлено на увеличение момента силы тяги электродвигателя для облегчения его запуска. Это достигается вращением цилиндрических магнитов ротора в магнитном поле внешней обмотки тороида при подключении к источнику питания.
На фиг.1 изображена схема бесколлекторного роторного электрического двигателя. Двигатель содержит: тороидальный статор 1, на корпусе которого размещена проволочная обмотка 2, представляющая замкнутый соленоид-тороид. Внутри статора расположен ротор 3, вращающийся на подшипниках 4, на котором закреплены цилиндрические магниты 5.
Работа двигателя состоит в следующем. При подаче напряжения на тороидальные обмотки статора внутри корпуса возникает направленный магнитный поток, который воздействует на цилиндрические магниты ротора. Под действием возникающей магнитной силы от взаимодействия магнитных полей тороида статора и цилиндрических магнитов ротора, последний вращается, поворачиваясь в подшипниках, где установлен вал ротора. Вращающий момент, а следовательно, и скорость вращения вала зависит от напряжения на обмотках статора.
Применение бесколлекторного роторного электрического двигателя позволит увеличить вращающий момент на валу двигателя, обеспечить повышение его КПД за счет малого рассеивания магнитного поля в тороиде.
Технический результат данного изобретения достигается за счет того, что статор выполнен в виде тороида с внешней намоткой катушки, а ротор, вращающийся внутри статора на подшипниках, имеет постоянные магниты в виде цилиндров, расположенных по касательным к ротору.
Бесколлекторный роторный электрический двигатель, содержащий статор с обмоткой и ротор, вращающийся на подшипниках, отличающийся тем, что статор выполнен в виде тороида с внешней намоткой катушки, а ротор, вращающийся внутри статора на подшипниках, имеет постоянные магниты в виде цилиндров, расположенных по касательным к ротору.
www.findpatent.ru
Схема тороидного вариатора
В тороидном вариаторе между двумя колесами со сферической (тороидной) рабочей поверхностью зажимается ролик. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями колес и ролика. Изменение положения оси ролика в поперечной плоскости приводит к изменению передаточного числа вариатора, равного отношению радиусов окружностей проходящих через точки контакта колес с роликом.В зависимости от угла поворота ролика ведомое колесо может вращаться с той же скоростью, что и ведущее (если ролик горизонтален), с большей, или меньшей (если ролик поворачивается). При использовании тороидного вариатора в трансмиссии автомобиля так же, как и в случае клиноременного, необходимо обеспечить возможность получения заднего хода и отключения вариатора от двигателя с помощью сцепления.Первый патент на конструкцию трансмиссии с тороидным вариатором был получен Чарльзом Хантом еще в 1877 г. Такие трансмиссии производства Perbury-Hayes предлагались для автомобилей в 1930-е гг., однако они отличались недостаточной величиной передаваемого крутящего момента и низкой долговечностью из-за отсутствия соответствующих материалов и технологий. Основная проблема заключается в том, что передача крутящего момента целиком зависит от трения в контакте ролика с колесами, и чем выше передаваемый момент, тем больше должна быть сила трения, причем при очень малой площади контакта. Для увеличения трения давление между деталями вариатора должно быть выше, что может привести к повреждению вариатора.В 1999 г. компания Nissan начала устанавливать на некоторых из своих автомобилей, предназначенных для японского рынка, коробки передач Extroid. В этой коробке передач используется сдвоенный тороидный вариатор, разделяющий поток мощности с целью уменьшения размеров узла. Коробка передач была сконструирована для продольной установки на мощные заднеприводные автомобили и может передавать крутящий момент до 300 Н•м, что на сегодняшний день является рекордом для коробок передач с вариаторами.Возможность передачи таких усилий обеспечена применением высококачественных сталей и специальных трансмиссионных масел. Усилия сжатия колес и роликов вариатора составляют величину до 10 т. При таких усилиях сжатия повернуть ролик для изменения передаточного числа вариатора не просто. Nissan использует оригинальную систему поворота роликов, в которой ролики поворачиваются автоматически при их небольшом смещении относительно оси вращения. Совместно с вариатором в коробке передач Extroid работает гидротрансформатор. Для включения заднего хода используется планетарная передача, управляемая с помощью многодискового мокрого фрикционного сцепления.
Коробка передач Mazda с тороидным вариатором
На Токийском автосалоне 1999 г. компания Mazda продемонстрировала трансмиссию, которая включает в себя два тороидных вариатора, двухступенчатую планетарную передачу и два автоматических сцепления. При троганьи автомобиля с места планетарная передача понижает передаточное число, в целях получения высокого крутящего момента. На большой скорости привод на колеса осуществляется непосредственно от тороидного вариатора. Коробка передач включает в себя и главную передачу с дифференциалом и предназначена для поперечной установки на переднеприводные автомобили.
wiki.zr.ru
Вам может быть интересны также другие типы вариаторов:
В далеком 1878 году, задолго до изобретения ременного вариатора, в качестве игрушки, был изобретён тороидальный вариатор английским изобретателем Ч. Хантом. С тех пор о нём забыли до 1930-хх годов. Схема впервые была использована на практике забытым автомобильным брендом Austin. Его неоднократно пытались совершенствовать, но материалы не позволяли создать ролики подходящей прочности. Возвращение тороидальной коробки произошло благодаря японской компании Jatco в сотрудничестве с концерном Nissan в 1999 году. Тогда плодом их труда стала легендарная машина модели Skyline. Своё название устройство получило из-за поверхностей, напоминающих середину тора, которые образует пара шкивов.
Работа осуществляется за счёт пары роликов, касающихся разных диаметров ведущего и ведомого шкивов, имеющих форму полутора. В итоге передаточное отношение изменяется.
Он имеет ряд отличительных свойств:
Одним из самых знаменитых применений является передача усилия с турбины двигателя на электрогенератор в английском истребителе вертикального взлёта Hurrier. Огромная стоимость изготовления позволяет устанавливать его только на самые дорогие элитные автомобили. Конструктора часто называют его излишеством и желанием изобретателей выделиться на общем фоне. КПД этой коробки не настолько велик, чтобы можно было платить за присутствие 2-5% крутящего момента. Поэтому их использование является вопросом финансовых возможностей и целесообразности. В России этот вид трансмиссии является наименее изученным в силу его недоступности.
variator-cvt.ru
Общепринятые сегодня ступенчатые коробки передач имеют врожденный, заложенный в них конструктивно недостаток: набор фиксированных передаточных чисел лишь усредненно может отражать весь спектр постоянно меняющихся внешних условий. Даже при простом прямолинейном разгоне по ровной дороге на каждой из ступеней двигателю сначала приходится преодолевать внешнюю нагрузку (в данном примере – силу инерции), передача может оказаться более высокой, чем нужно, затем передача оказывается уже более низкой, чем требуется. «Точность» передач можно повышать, увеличивая количество ступеней в коробке, что ограничено прежде всего физически. К тому же при этом от «усредненности» избавиться все равно не удастся. Поэтому для постоянного «попадания в нужный момент» передаточное число должно не «скакать», а «плавать», для чего ступени из трансмиссии необходимо исключить.
Бесступенчатое изменение передаточного числа обеспечивает гидротрансформатор. Но диапазон его работы довольно узок, и для применения на автомобиле к нему приходится добавлять ступенчатую коробку передач.
Недостатков вышеперечисленных устройств лишен вариатор – в основе своей механическая, а поэтому работающая с небольшими потерями бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которое позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым, давая возможность максимально эффективно использовать его мощность. В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобиле получили распространение два вида вариаторов – клиноременной и тороидный.
Бесступенчатые передачи могут быть:
Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной — двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число.
Рис. Принцип работы вариаторной передачи:1 – ведущий привод; 2 – набор первичных аксиально перемещаемых дисков; 3 – набор вторичных аксиально перемещаемых дисков; 4 – ведомый привод; 5 – передающая цепь
Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.
Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.
Одной из первых вариаторных передач, нашедших практическое применение, была клиноременная передача, устанавливаемая на шведских автомобилях «Вольво».
Вариатор на автомобиле «Вольво» установлен в трансмиссии между главной передачей и ведущими колесами. Изменение передаточного числа в вариаторе происходит автоматически за счет изменения диаметров шкивов. Ведущая шестерня 1 главной передачи находится в зацеплении с двумя шестернями 2 и 5, свободно сидящими на валу 3. Шестерни могут соединяться с валом через кулачковую муфту 4, при включении левой шестерни происходит движение автомобиля вперед, правой – задний ход.
На обоих концах поперечного вала 3 закреплены ведущие шкивы вариатора 6. Левая часть шкива закреплена на валу жестко, правая может перемещаться вдоль оси вала. Подвижный правый шкив соединен с грузиками центробежного регулятора 11 и с поршнем цилиндра, связанного с впускным трубопроводом двигателя. Ведомый шкив 8 также состоит из двух частей, при этом правая неподвижна на ведомом валу, а левая подвижна в осевом направлении и нагружена пружиной 9. Ведомый вал вариатора через редуктор связан с ведущими колесами автомобиля.
Работает вариатор следующим образом. При малой частоте вращения коленчатого вала (начало трогания автомобиля) пружина 9 выжимает ремень на ведомом шкиве на больший радиус. Вследствие малой частоты вращения и сдвинутых грузиков регулятора 11 половины 6 ведущего шкива раздвинуты за счет действия пружины 14, и ремень располагается на малом радиусе. Передаточное число наибольшее. По мере разгона автомобиля и увеличения частоты вращения вала 3 увеличивается сила действия центробежного регулятора, которая смещает подвижную часть шкива и увеличивает его рабочий диаметр. Разрежение, создаваемое во впускных трубопроводе двигателя, передается в цилиндр 13, связанный с подвижной частью шкива. При уменьшении нагрузки, когда разрежение во впускном трубопроводе возрастает, рабочий диаметр шкива ведущего увеличивается, уменьшая передаточное число. Таким образом, осуществляется автоматическое изменение передаточного числа вариатора в зависимости от скорости движения и нагрузки двигателя.
Рис. Клиноременная передача:1– ведущая шестерня; 2, 5 – шестерни; 3 – вал; 4 – кулачковая муфта; 6 – ведущий шкив вариатора; 7 – ремень; 8 – ведомый шкив; 9, 12, 14 – пружины; 10 – цилиндрическая передача; 11 – центробежный регулятор; 13 – цилиндр
В результате развития электроники появились бесступенчатые коробки передач с электронным управлением, представителем которых является коробка передач «Ауди» для модели А6 2.8, оснащенной двигателем мощностью 193 л. с. с крутящим моментом 280 Нм.
Основными элементами бесступенчатой коробки передач автомобиля А6 2.8 являются:
Рис. Схема бесступенчатой коробки передач автомобиля Ауди:1 – маховик с встроенным демпфером; 2 – фрикционы для движения задним ходом; 3 – промежуточная передача; 4 – вариатор с цепью; 5 – электронный блок управления коробкой; 6 – гидравлическое управляющее устройство; 7 – гидравлическая система передвижения вариаторов; 8 – фрикционы для движения передним ходом; 9 – планетарный передаточный механизм
Вариатор состоит из ведущего и ведомого конических шкивов с аксиально перемещаемыми дисками, и передающей вращения специальной цепи. На ведущий привод передается вращения от двигателя через промежуточный передаточный механизм, ведомый привод передает крутящий момент на дифференциал. При передачи движения цепь всегда натянута.
Для плавного трогания с места при включения передачи переднего и заднего хода служит многодисковое сцепления включаемое с помощью гидравлики. Изменение направления вращения производится с помощью шестерен планетарного механизма.
Для привода ведомого шкива применяется многорядная стальная цепь, при этом со шкивами контактируют не сегменты ремня, как было в прежних конструкциях, а скошенные торцы соединительных осей звеньев. Чтобы исключить проскальзывание, прижим скошенных торцов осуществляется сложной следящей гидравлической системой, которая создает в каждый момент необходимое давление от 20 до 60 кгс/см2. В результате износ штифтов составляет лишь 0,2 мм за весь срок службы.
Рис. Вариаторная цепь:1 – соединительные оси; 2 – звенья; а – вид сверху; б – вид сбоку
Цепь обеспечивает не только передачу значительной нагрузки, но еще и изменение передаточного отношения в диапазоне от 1:2,1 до 1:12,7. Это позволило отказаться от гидротрансформатора, а значит, и от дополнительных потерь мощности.
Управление коробкой передач осуществляется с помощью электронного блока управления. Для принятия определенного решения в блок управления поступает информация от различных датчиков: частоты вращения коленчатого вала двигателя, частоты вращения входного передаточного механизма, положения педали подачи топлива, крутящего момента двигателя, температуры масла в коробке передач.
Электронный блок управления способен распознать по характеру движения педали подачи топлива, какой режим предпочитает водитель – экономичный или спортивный. В последнем случае уже со скорости 60 км/ч вариатор включает режим «овердрайв», то есть занижает передаточное отношение. При энергичном нажатии педали подачи топлива включается спортивный режим. Блок управления реагирует включением пониженной передачи и на наличие прицепа или крутого подъема, необходимость торможения двигателем. Программа блока управления позволяет работать коробке передач в ручном режиме, когда из памяти извлекаются заранее запрограммированные значения передаточного отношения. В этом случае бесступенчатая коробка действует как шестиступенчатая коробка передач с последовательным переключением.
Ауди с бесступенчатой коробкой передач расходует на 0,9 л/100 км меньше топлива, чем с традиционной автоматической коробкой, и на 0,2 л меньше, чем с механической пятиступенчатой коробкой передач. При этом разгон до 100 км/час занимает соответственно на 1,3 с и на 0,1 с меньше времени.
К бесступенчатым передачам относится и тороидный вариатор, применяемый в автомобилях японского производства «Глория» и «Скайлайн».
Рис. Схема тороидного вариатора:а – высшая передача; б – низшая передача; 1 – ведущий диск; 2 – ведомый диск; 3 – промежуточные ролики
Вариатор состоит из соосных дисков ведущего 1, ведомого 2 и промежуточных роликов, передающих момент от одного диска к другому. Один диск является ведущим, а другой – ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями дисков и роликов. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски.
В зависимости от угла поворота ролика ведомый диск может вращаться с той же скоростью, что и ведущее (если ролик горизонтален), с большей или меньшей (если ролик поворачивается).
Поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску (до 3000 Нм). Возможность передачи таких усилий обеспечивается применением высококачественных сталей, особых масел и специальной системой, в которой управляемый электронным блоком управления прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам. Кроме того, чтобы разгрузить детали и уменьшить размеры тороидной коробки передач, в ней работают два вариатора. При использовании тороидного вариатора в трансмиссии автомобиля так же, как и в случае клиноременного, необходимо обеспечить возможность получения заднего хода и отключения вариатора от двигателя с помощью сцепления. Задний ход обеспечивает планетарная передача, а для нейтральной передачи используется гидротрансформатор.
Для смазки бесступенчатых коробок передач специальное масло с маркировкой CVT, которое не совместимо с маслом ATF, применяемом для традиционных автоматических коробок передач.
Бесступенчатые коробки передач до сих пор не нашли широкого применения из-за некоторых имеющихся в них существенных недостатков по сравнению с механическими ступенчатыми коробками (размер, масса, диапазон преобразования, производственные расходы, к.п.д. коробки передач, компоновочные ограничения).
ustroistvo-avtomobilya.ru
Класс 27с, 3о
27с, 7ов
59е, боз
М 134803
СССР 1
1 !
;,;;: 1;,1}ЯТЕЙ А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Подписная группа М 129
С. И. Щибря
ТОРОИДНЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР ИЛИ
ДВИГАТЕЛЬ ЗУБЧАТО-ЧЕРВЯЧНОГО ТИПА
Заявлено 11 декабря 1958 г. за № 700931/25 в Комитет по делам изобретений и: открытий при Совете Министров СССР
Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 1 за 1961 г.
Основное авт. св. № 101569 от 1955 г. на то же нмя.
В основном авт. св. № 101569 описан ротационный компрессор или двигатель зубчато-червячного типа. В корпусе компрессора расположен тороидный ротор, входящий в зацепление с зубчатым уплотняющим отсечным колесом.
При взаимном вращении тороидного ротора и зубчатого уплотняющего отсечного колеса объем витка ротора заполняется газом через всасывающее: окно по всей длине. Затем происходит огсечка этого объема от всасывающего окна, после чего полость витка, заполненного газом, изолируется.от соседних витков. При дальнейшем вращении тороидного ротора виток подходит к зубчатому уплотняющему отсечному колесу и вступает с ним в зацепление. Объем газа в витке начинает уменьшаться и газ будет сжиматься до тех пор, пока виток не соединится с нагнетательным окном и не выбросит сжатый воздух через нагнетательный патрубок.
Описываемый тороидный двухступенчатый компрессор или двигатель зубчато-червячного типа является дальнейшим развитием основного изобретения. Он состоит из двух ступеней компрессора, каждая из которых представляет собой самостоятельный компрессор или двигатель.
В первой ступени описываемого компрессора тороидный ротор взаимодействует с двумя зубчатыми уплотняющими отсечными колесами, осуществляющими встречную подачу газа в один нагнетательный диффузор.
Во второй ступени компрессора тороидный ротор взаимодействует с четырьмя зубчатыми уплотняющими отсечными колесами, осуществляющими встречную подачу газа в два нагнетательных диффузора. № 134803
Такое устройство обеспечивает повышение давления нагнетания, увеличивает коэффициент полезного действия компрессора, уменьшает его габариты и упрощает конструкцик .
На фиг. 1 изображена схема описываемого компрессора; на фиг. 2 — кинематическая схема его первой ступени; на фиг. 3 — кинематическая схема второй ступени.
В корпусе компрессора расположены тороидный ротор 1 первой ступени и тороидный ротор 2 второй ступени.
На тороидном роторе 1 первой ступени нарезаны два шевронных тороидных четырехзаходных червяка, каждый из которых взаимодействует с одним зубчатым уплотняющим отсечным колесом 8, имеющим
9 зубьев.
На тороидном роторе 2 второй ступени нарезаны два шевронных тороидных шестизаходных червяка, каждый из которых взаимодействует с двумя зубчатыми уплотняющими отсечными колесами 4, имеющими по 11 зубьев. Компрессор имеет всасывающие окна 5 и 6 с патрубками для первой и второй ступеней.
Зубчатые уплотняющие отсечные колеса 8 первой ступени компрессора осуществляют встречную подачу сжатого газа в один нагнетательный диффузор через нагнетательное окно 7. Зубчатые уплотнительные отсечные колеса 4 второй ступени подают встречный сжатый газ в два нагнетательных диффузора через нагнетательные окна 8.
Вращение тороидных роторов 1 и 2 осуществляется ведущим валом 9.
В случае работы описываемого компрессора в качестве двигателя в него подается сжатый воздух через окна 7 и 8.
Принцип работы компрессора аналогичен описанному в авт. св. № 101569 того же автора."
Предмет изобретения
Тороидный двухступенчатый компрессор или двигатель зубчаточервячного типа по авт. св. № 101569, отличающийся наличием во второй ступени тороидного ротора, взаимодействующего с четырьмя уплотняющими отсечными колесами, осуществляющими встречную подачу газа в два нагнетательных диффузора, а в первой ступени — To. роидного ротора, взаимодействующего с двумя уплотняющими отсечными колесами, осуществляющими встречную подачу газа в один нагнетательный диффузор, причем каждая ступень компрессора представляет собой самостоятельный компрессор или двигатель.
Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению, к роторным машинам, преимущественно компрессорам, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания и холодильной технике
Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к роторным компрессорам, и предназначено для использования во всех отраслях народного хозяйства, где требуется сжатый газ или воздух
Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам, преимущественно компрессорам, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, в холодильной технике, а также в химической и пищевой промышленности
Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам, преимущественно компрессорам, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, в холодильной технике, а также в химической и пищевой промышленности
Изобретение относится к роторным машинам и может использоваться в компрессорах, насосах, расширительных машинах
Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к двухроторным компрессорам и вакуумным насосам типа "Рут"
Изобретение относится к вакуумным насосам, применяемым в доильных установках в сельском хозяйстве
Изобретение относится к ротору, в частности к ротору, который применяется в различных типах компрессоров, генераторов и двигателей
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве насоса или в гидроприводах различных механизмов
Изобретение относится к области демеркуризации и предназначено для очистки газового потока от паров ртути и твердых примесей в установке демеркуризации твердых ртутьсодержащих отходов, но может быть использовано и для очистки газового потока и в других отраслях промышленности
Изобретение относится к машиностроению, в частности, к объемным роторным машинам с вращающимися рабочими органами и может быть использовано в насосах, турбинах, в измерительной технике, например расходомерах, дозиметрах
Изобретение относится к области машиностроения
Изобретение относится к насосным устройствам и может быть использовано для перекачки жидкостей, в том числе и агрессивных
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к роторным машинам с непараллельными осями вращения ротора и поршней
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к роторным объемным машинам, которые могут быть использованы в качестве насосов, компрессоров, гидроприводов, расходомерах, в частности в многоступенчатых погружных установках
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к роторным машинам с непараллельными осями вращения ротора и поршней
Тороидный двухступенчатый компрессор
www.findpatent.ru
Главный конcтруктор завода «Редуктор» (г. С-Петербург), А.Г. ДЕМЬЯНОВИЧ
Для того чтобы обеcпечить равноправную конкуренцию c широко предcтавленными в Роcсии зарубежными производителями, в том числе с мировыми лидерами в этой отрасли – компаниями Flender, Sew Eurodrive, Bonfiglioli, на заводе «Редуктор» осуществляется и постоянно обновляется программа развития. Хотя уже сегодня предприятие изготавливает более 60 наименований червячных одноступенчатых, двухступенчатых, цилиндрическо-червячных и цилиндрических редукторов и мотор-редукторов с межосевым расстоянием ступени от 25 до 180 мм, с широким рядом передаточных чисел и диапазоном крутящих моментов на тихоходном валу. Но растущие потребности рынка не позволяют стоять на месте. Составленная на их основе специалистами завода программа обновления производства предусматривает три основных направления: • создание прогрессивных видов зацеплений; • разработка современных конструкций редукторов и мотор-редукторов, способных воспринимать повышенные нагрузки при работе с новыми передачами; • внедрение новой методики выбора приводной техники, более полно учитывающей влияние условий эксплуатации на надежность работы изделий и позволяющей потребителю оптимальным образом применять редукторы и мотор-редукторы как при легких, так и при тяжелых режимах работы. К стратегии подошли не формально, она осуществляется по всем намеченным направлениям. Так, наша работа в области исследования геометрии прогрессивных видов зацеплений уже принесла ощутимые результаты. Завод наладил серийное производство мотор-редукторов на базе цилиндро-тороидной червячной передачи.
Площадь контакта
Цилиндро-тороидная червячная передача является новейшей разработкой завода и не имеет аналогов в мировой практике. Особенности геометрии и кинематики зацепления позволили получить КПД и нагрузочную способность не ниже, чем у глобоидной передачи, и превзойти по этим параметрам цилиндрические передачи с вогнутым профилем витка червяка (типа ZT и с зацеплением Cavex фирмы Flender). В новой передаче контактные линии расположены почти перпендикулярно к вектору скорости скольжения. Это создает благоприятные условия для образования в зацеплении масляного клина и перехода от граничного трения к жидкостному. Одновременно в зацеплении находится не менее четырех зубьев колеса (коэффициент перекрытия больше 4). Суммарная площадь контакта в зацеплении существенно выше, чем в обычных передачах и передачах типа Cavex, следовательно, пропорционально меньше контактные напряжения. Приведенные свойства значительно уменьшают трение и износ в передаче, снижают вероятность возникновения задира червяка при единичных перегрузках и, в конечном итоге, существенно повышают ее надежность, долговечность, КПД и несущую способность. Цилиндро-тороидная передача является существенным шагом в развитии редукторостроения и позволяет удовлетворить спрос широкого круга потребителей на высокоэффективную, надежную и сравнительно недорогую приводную технику. Можно с гордостью отметить, что это единственная за последние полвека разработанная и принятая в серийное производство действительно новая червячная передача. Сегодня завод производит цилиндро-тороидные мотор-редукторы типов МРЦТ, 2МРЦТ и редукторы типов РЦТ с межосевыми расстояниями 63 мм, 80 и 100 мм с увеличенной в 1,4–1,9 раза несущей способностью, с повышенной до 7-й степени точностью передачи и с увеличенным в 1,5 раза ресурсом работы.
К современным конструкциям – через моделирование
Интенсивную разработку новых редукторов и мотор-редукторов обеспечило широкое применение при расчете конструкции и параметров технологических процессов специального, разработанного на предприятии программного обеспечения. Так, оно дает возможность оптимизации параметров передачи и параметров модификации режущего инструмента на основании результатов численного моделирования процессов нарезания колеса и зацепления его с червяком.
При разработке технической документации наряду с выпуском рабочих чертежей проводится построение 3D-моделей изделий. Проектирование редукторов ведется с учетом обеспечения возможности реализации модульного построения многоступенчатых приводов.
Воплощением этого принципа является поэтапное освоение выпуска новых редукторов 2Ч-…М1, РЦТ-…М1 и мотор-редукторов МРЧ-…М2, МРЦТ-…М2 с межосевыми расстояниями 80, 63 и 40 мм.
Отличительной особенностью новой продукции является корпус повышенной жесткости. Конструкция обеспечивает высокую точность базирования валов, позволяет применять всевозможные рабочие положения и способы установки редуктора, в том числе фронтальную – с использованием опорного фланца, и навесную – с использованием реактивной штанги. Корпус предназначен для монтажа как обычных червячных пар для редукторов 2Ч-80М1 и мотор-редукторов МРЧ-80М2, так и цилиндро-тороидных червячных передач для редукторов РЦТ-80М1 и мотор-редукторов МРЦТ-80М2. В ряде случаев редукторы РЦТ-80М1 и мотор-редукторы МРЦТ-80М2 могут применяться вместо редукторов и мотор-редукторов с межосевыми расстояниями 100 мм.
Методика выбора
Необходимость разработки и внедрения новой методики выбора приводной техники вызвана следующими соображениями. По ГОСТ 16162, а затем в соответствии с заменившим его ГОСТ Р 50891 отечественные производители долгие годы были вынуждены декларировать основные параметры редукторов применительно к случаю достаточно жестких условий эксплуатации. Это приводило к тому, что во многих случаях потребитель выбирал привод большего габарита и стоимости, чем тот, который мог быть применен исходя из реальных условий работы, определяемых характером действующих нагрузок. По той же причине характеристики приводов зарубежных фирм, заданные для более легких режимов эксплуатации, выглядят привлекательнее, чем у отечественных аналогов. Например, допускаемый крутящий момент на тихоходном валу итальянского редуктора W 63-30 (межосевое расстояние 63 мм, передаточное число 30) равен 160 Нм. У аналогичного нашего редуктора 2ЧМ-63-31,5 данный показатель заметно ниже – 130 Нм. Но следует принять во внимание, что нагрузочная способность импортного редуктора рассчитана для кратковременного режима работы без динамических перегрузок. Между тем, нагрузочная способность редуктора 2ЧМ-63, в строгом соответствии с ГОСТ Р 50891-96, задана для непрерывного режима работы продолжительностью 24 ч в сутки. А для кратковременного режима работы нагрузочная способность редуктора 2ЧМ-63 нисколько не хуже, чем у зарубежного аналога. Сегодня производственная программа завода дополняется конструктивными исполнениями мотор-редукторов как для легких, например кратковременных и повторно-кратковременных, режимов работы, так и для более тяжелых, чем предусмотрено ГОСТ Р 50891-96, режимов эксплуатации. Имеются в виду большое количество включений в час, работа со значительными динамическими перегрузками и т.п. Потребителю предлагается по достаточно простой методике определить величину коэффициента эксплуатации редуктора (мотор-редуктора) и с его помощью выбрать u1087 привод, наиболее полно соответствующий условиям его работы.
promvest.info
