Спосіб перетворення притискних сил в крутний момент

Реферат: UA 82032 U UA 82032 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до перекітних систем, у яких здійснюють силове навантаження коліс притискними силами, у результаті чого виникає податливість системи у вигляді перекітного руху коліс по поверхні круга, при відсутності впливу руху коліс на податливість джерела сил, що може бути використана в автономному малопотужному джерелі обертання. Загальновідомий спосіб переміщення вантажу з перетворенням притискних сил у крутний момент, у якому колесо виконано у формі диска, яке встановлено на опорну поверхню, яке навантажують притискними до опорної поверхні силами F, у результаті чого в опорній поверхні виникають сили реакції опори R, які направлені від опорної поверхні на колесо по нормалі в точці дотику колеса об опорну поверхню, з можливістю перебування колеса в стані байдужої рівноваги, при якому притискні сили, які представлені нормальними складовими сил Fn та сили реакції опори R діють по одній прямій у протилежні сторони, векторна сума FΣ яких дорівнює, нулю, як і дорівнює нулю крутний момент Мn-r від нормальних складових притискних сил Fn та сил реакції R, і з можливістю перебуванням колеса в стані, виведеному з рівноваги, при якому до колеса (додатково) прикладені притискні сили, які представлені тангенціальними складовими Ft, лінія дії яких розташована в площині колеса та направлена перпендикулярно нормалі до опорної поверхні в точці дотику колеса об опорну поверхню, у результаті чого на опорній поверхні виникають сили тертя Fтр, лінія дії яких паралельна та направлена в протилежну сторону від напрямку лінії дії тангенціальних складових притискних сил Ft, якими викликаний крутний момент Mt-тр, відмінний від нуля, та крутним моментом Mt-тр перекочують колесо по опорній поверхні, а разом з ним і переміщуваний вантаж. Недоліком загальновідомого способу перетворення притискних сил у крутний момент (прототипу) є ізотропний вид системи, у якій однакова податливість від силового впливу на систему як у напрямку від джерела силового впливу на вузли обертового руху, так і у зворотному напрямку. Наслідком зазначеного недоліку є обмеження можливості потенціалу силового впливу, тому що величина похилої площини обмежена, що обмежує величину перетворення притискних сил у крутний момент. Результатом зазначеного недоліку та його наслідку є обмеження області використання зазначеного способу переміщення вантажу з перетворенням притискних сил у крутний момент (склізами та похилими вільними рольгангами). З фізики загальновідомі кінематичні системи анізотропного виду, прикладами яких є храпові передачі та імпульсні передачі, що мають податливість систем від кінематичних факторів впливу на системи в напрямку передачі обертання, при відсутності податливості систем від кінематичних факторів впливу на цю систему у зворотному напрямку, (що є аналогом). Недоліком загальновідомих кінематичних анізотропного виду систем є відсутність можливості варіювання силовими факторами навантаження, тому що системи аналога є кінематичними, і вони не можуть бути використані у варіанті динамічного силового впливу на такі системи. В основу корисної моделі поставлене задачу здійснення Способу перетворення притискних сил у крутний момент, у якому колесо виконано у формі диска, яке встановлено на опорну поверхню, яке навантажують притискними до опорної поверхні силами F, у результаті чого в опорній поверхні виникають сили реакції опори R, які направлені від опорної поверхні на колесо по нормалі в точці дотику колеса об опорну поверхню, з можливістю перебування колеса в стані байдужої рівноваги, при якому притискаючі сили, які представлені нормальними складовими сил Fn, та сили реакції опори R діють по одній прямій у протилежні сторони, векторна сума FΣ яких дорівнює нулю, як і дорівнює нулю крутний момент Mn-r від нормальних складових притискних сил Fn та сил реакції R, і з можливістю перебуванням колеса в стані, виведеному з рівноваги, при якому до колеса (додатково) прикладені притискні сили, які представлені тангенціальними складовими Ft, лінія дії яких розташована в площині колеса та направлена перпендикулярно нормалі до опорної поверхні в точці дотику колеса об опорну поверхню, у результаті чого в опорній поверхні виникають сили тертя Fтр, лінія дії яких паралельна та направлена в протилежну сторону від напрямку лінії дії тангенціальних складових притискних сил Ft, якими викликаний крутний момент Mt-тр, відмінний від нуля, та крутним моментом Mt-тр перекочують колесо по опорній поверхні, у якому завдяки тому, що опорна поверхня виконана у формі круга, на поверхню круга встановлено два колеса, вісі двох коліс пов'язані фланцем вихідного вала, при цьому два колеса виконані з можливістю радіального переміщення в пазах фланця вихідного вала відносно осі круга опорної поверхні, на поверхні кожного колеса встановлено по два ролики, осі пари роликів на кожному колесі пов'язані між собою траверсою, дві траверси між собою пов'язані напрямною, на яку одягнені індивідуальні повзуни, встановлені на траверсах (або один повзун встановлений на одній з траверс, з напрямною, яка закріплена 1 UA 82032 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 на іншу траверсу), вісь напрямної розташована під кутом, відмінним від нуля до нормалі опорної поверхні в точках дотику коліс об опорну поверхню, причому колеса з роликами та траверсами розташовані центрально симетрично щодо осі опорної поверхні, з перебуванням коліс у стані виведеному з рівноваги до притискних сил F, лінія дії яких розташована по осі напрямної, у якому кожне з двох коліс від своєї траверси через свої ролики навантажують одною з двох однакових по величині, які діють по осі напрямної в протилежні сторони притискними силами F, у результаті якого, притискаючи кожну траверсу сили F розподіляються між роликами свого колеса, кожна з яких Fк діє на колесо по лініях між віссю колеса та віссю відповідного ролика, при цьому в кожному колесі виникають сили реакції Rк які діють від колеса через відповідний ролик на траверсу, при цьому векторною сумою двох розподілених між роликами притискних сил Fк та сил реакції колеса Rк, навантажують траверсу розтягувальними силами Т, у колесі рівнодіюча розподілених між роликами притискних до свого колеса сил Fк рівна притискним траверсу силам F, причому наявність можливості радіального переміщення осей коліс у фланці вихідного вала виключає вплив реакції фланця вихідного вала у радіальному напрямку на осі коліс, а притискними траверсу силами F навантажують кожна свое колесо по осі напрямної, при цьому в результаті дії притискних обидва колеса до опорної поверхні сил F в опорній поверхні (кругу) виникають дві рівні по величині, направлені по нормалі в точках дотику коліс об опорну поверхню, направлені у протилежні сторони сили реакції R, кожна з яких діє на своє колесо, у результаті чого в кожному колесі векторна сума сил FΣ від притискних сил F та сил реакції R, направлена в площині колеса по нормально до осі напрямної, і у двох коліс векторні суми сил FΣ рівні по величині, паралельні між собою та направлені в протилежні сторони, якими викликаний крутний момент Мкр, яким перекочують колеса по кругу опорної поверхні, та разом з перекочуванням коліс обертають осі коліс з фланцем вихідного вала та іншими елементами, чим забезпечується податливість на силовий вплив притискними силами у вигляді перекітного руху коліс по поверхні кругу з обертанням осей коліс з фланцем вихідного вала, при відсутності виливу руху коліс на податливість джерела сил, і за рахунок цього перекітний рух може бути використано в автономному малопотужному джерелі обертання. Поставлена задача вирішується Способом перетворення притискних сил у крутний момент, у якому Спосіб перетворення притискних сил у крутний момент, у якому колесо, яке виконано у формі диска, яке встановлено на опорну поверхню, яке навантажують притискними до опорної поверхні силами F, у результаті чого в опорній поверхні виникають сили реакції опори R, які направлені від опорної поверхні на колесо по нормалі в точці дотику колеса об опорну поверхню, з можливістю перебування колеса в стані байдужої рівноваги, при якому притискні сили, які представлені нормальними складовими сил Fn та сили реакції опори R діють но одній прямій у протилежні сторони, векторна сума FΣ яких дорівнює нулю, як і дорівнює нулю крутний момент Мn-r від нормальних складових притискних сил Fn та сил реакції R, і з можливістю перебуванням колеса в стані, виведеному з рівноваги, при якому до колеса (додатково) прикладені притискні сили, які представлені тангенціальними складовими Ft, лінія дії яких розташована в площині колеса та направлена перпендикулярно нормалі до опорної поверхні в точці дотику колеса об опорну поверхню, у результаті якого в опорній поверхні виникають сили тертя Fтр, лінія дії яких паралельна та направлена в протилежну сторону від напрямку лінії дії тангенціальних складових притискних сил Ft, якими викликаний крутний момент Mt-тр, відмінний від нуля, та крутним моментом Mt-тр перекочують колесо по опорній поверхні, у якому відповідно до корисної моделі, опорна поверхня виконана у формі круга, на поверхню круга встановлено два колеса, осі двох коліс пов'язані фланцем вихідного вала, при цьому, два колеса виконані з можливістю радіального переміщення в пазах фланця вихідного вала відносно осі круга опорної поверхні, на поверхні кожного колеса встановлено по два ролики, осі пари роликів на кожному колесі пов'язані між собою траверсою, дві траверси між собою пов'язані напрямною, на яку одягнені індивідуальні повзуни, встановлені на траверсах (або один повзун встановлений на одній з траверс, з напрямною, яка закріплена на іншу траверсу), вісь напрямної розташована під кутом, відмінним від нуля до нормалі опорної поверхні в точках дотику коліс об опорну поверхню, причому колеса з роликами та траверсами розташовані центрально симетрично щодо осі опорної поверхні, з перебуванням коліс у стані, виведеному з рівноваги до притискних сил F, лінія дії яких розташована по осі напрямної, у якому кожне з двох коліс від своєї траверси через свої ролики навантажують одною з двох однакових по величині, які діють по осі напрямної в протилежні сторони притискними силами F, у результаті якого, притискаючи кожну траверсу сили F розподіляються між роликами свого колеса, кожна з яких Fк діє на колесо по лініях між віссю колеса та віссю відповідного ролика, при цьому в кожному колесі виникають сили реакції Rк які діють від колеса через відповідний ролик на траверсу, при цьому векторною сумою двох розподілених між роликами притискних сил Fк та 2 UA 82032 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сил реакції колеса Rк, навантажують траверсу розтягувальними силами Т, у колесі рівнодіюча розподілених між роликами притискних до свого колеса сил Fк рівна притискним траверсу силам F, причому наявність можливості радіального переміщення осей коліс у фланці вихідного вала виключає вплив реакції фланця вихідного вала у радіальному напрямку на осі коліс, а притискними траверсу силами F навантажують кожна своє колесо по осі напрямної, при цьому в результаті дії притискних обидва колеса до опорної поверхні сил F в опорній поверхні (кругу) виникають дві рівні по величині, направлені по нормалі в точках дотику коліс об опорну поверхню направлені у протилежні сторони сили реакції R, кожна з яких діє на своє колесо, у результаті чого в кожному колесі векторна сума сил FΣ від притискних сил F та сил реакції R, направлена в площині колеса по нормально до осі напрямної, і у двох коліс векторні суми сил FΣ рівні по величині, паралельні між собою та направлені в протилежні сторони, якими викликаний крутний момент Мкр, яким перекочують колеса по кругу опорної поверхні, та разом з перекочуванням колес обертають осі коліс з фланцем вихідного вала та іншими елементами. Спосіб перетворення притискних сил у крутний момент реалізується в Силовому конверторі. Корисна модель пояснюється графічними матеріалами, у яких показано пристрій Силового конвертора. У Силовий конвертор включені: опорна поверхня - 1, вона виконана у формі круга, на поверхню круга - 1 встановлено два колеса - 2, осі двох коліс - 2 пов'язані фланцем вихідного вала - 3, два колеса - 2 виконані з можливістю радіальною переміщення в пазах фланця вихідного вала - 3 відносно осі круга опорної поверхні - 1, на поверхні кожного колеса - 2 встановлено по два ролики - 4, осі пари роликів - 4 на кожному колесі - 2 пов'язані між собою траверсою - 5, дві траверси - 5 між собою пов'язані напрямною - 6, на яку одягнені індивідуальні повзуни - 7, встановлені на траверсах - 5, вісь напрямної - 6 розташована під кутом відмінним від нуля до нормалі опорної поверхні - 1 у точці дотику коліс - 2 об опорну поверхню - 1, причому колеса - 2 з роликами - 4 та траверсами - 5 розташовані центрально симетрично щодо осі опорної поверхні - 1, з перебуванням коліс - 2 у стані виведеному з рівноваги до притискних сил F, лінія дії яких розташована по осі напрямної - 6, кожний повзун - 7 пов'язаний індивідуальною пружиною - 8 з натискним індивідуальним повзуном - 9, посадженим на напрямну - 6, при цьому кожний повзун - 9 шарнірно-зв'язаний індивідуальним важелем - 10 з повзуном - 11 управління, який посаджений на свою напрямну - 12, яка розташована по осі опорної поверхні - 1. Силовий конвертор працює в такий спосіб. При переміщенні повзуна - 11 управління по напрямній - 12 від опорної поверхні - 1 важелі - 10 плоско паралельно переміщаються з поворотом важелів - 10 щодо повзуна - 11 і переміщають повзуни - 9 по напрямній - 6 до осі опорної поверхні - 1. При цьому, повзуни - 9 навантажують притискаючими силами F через пружини - 8 і повзуни - 7 траверси - 5. Кожне із двох коліс - 2 від своєї траверси - 5 через свої ролики - 4 навантажують одною із двох однакових по величині, які діють по осі напрямної - 6 в протилежні сторони притискними силами F. У результаті цього притискаючи кожну траверсу - 5 сили F розподіляються між роликами - 4 свого колеса - 2, кожна з яких Fк діє на колесо - 2 по лініях між віссю колеса - 2 та віссю відповідного ролика - 4. При цьому в кожному колесі - 2 виникають сили реакції Rк які діють від колеса - 2 через відповідний ролик - 4 на траверсу - 5. Векторною сумою двох розподілених між роликами - 4 притискаючих сил Fк та сил реакції колеса Rк, навантажують траверсу - 5 розтягувальними силами Т. У колесі - 2 рівнодіюча розподілених між роликами - 4 притискних до свого колеса - 2 сил Fк рівна притискним траверсу - 5 силам F. При цьому наявність можливості радіального переміщення осей коліс - 2 виключає вплив реакції фланця вихідного вала - 3 на осі коліс - 2. Притискаючи траверсу - 5 сили F навантажують кожна своє колесо - 2 по осі напрямної - 6. При цьому в результаті дії притискаючих обидва колеса - 2 до опорної поверхні - 1 сил F в опорній поверхні - 1 (кругу) виникають дві рівні по величині, направлені по нормалі в точці дотику коліс - 2 об опорну поверхню - 1, направлені в протилежні сторони сили реакції R, кожна з яких діє на своє колесо 2. У результаті цього в кожному колесі - 2 векторна сума сил FΣ від притискних сил F та сил реакції R направлена в площині колеса - 2 по нормально до осі напрямної - 6, і у двох коліс - 2 векторні суми сил FΣ рівні по величині, паралельні між собою та направлені в протилежні сторони, якими викликаний крутний момент Мкр, яким перекочують колеса - 2 по кругу опорної поверхні - 1, і разом з перекочуванням коліс - 2 обертають осі коліс - 2 з фланцем вихідного вала - 3, а також з ним і осі роликів - 4, з перекачуванням роликів - 4 по колесах - 2, і обертають разом із траверсами - 5 і напрямною - 6 з повзунами - 7, 9, 11 та пружиною - 8 з важелями - 10 навколо осі кругу опорної поверхні - 1, та при цьому векторна сума всіх сил F, R, Т, Fк, Rк, FΣ дорівнює нулю з передачею обертання споживачу обертання. При цьому в процесі передачі 3 UA 82032 U 5 10 15 20 обертання вихідний вал - 3 має постійну величину крутного моменту Мкр у швидкісній характеристиці обертання. Таким чином, представлений Силовий конвертор, що здійснює Спосіб перетворення притискних сил у крутний момент, є динамічною силовою системою анізотропного виду, що реалізує можливості варіювання силовими факторами навантажень у якому має місце податливість перекітної системи на силовий вплив притискними силами у вигляді перекітного руху коліс по поверхні кругу з обертанням осей коліс із фланцем вихідного вала та іншими елементами системи, при відсутності впливу руху коліс на податливість джерела сил. При цьому у процесі силового впливу від джерела сил на вузли обертового руху джерело сил сприймає силові реакції вузлів обертового руху відповідно до законів Ньютона. У статичних системах податливість до силового впливу в кожному з напрямків взагалі відсутня, хоча в статичних системах має місце передача силових впливів в обох напрямках, від джерела сил на сприймаючі вузли та на зворот у вигляді реакції сприймаючих вузлів на джерело сил, а динамічна силова система анізотропного виду є проміжним варіантом між статичними силовими системами та динамічними силовими системами ізотропного виду. Техніко-економічний ефект використання корисної моделі складається в розширенні технічних можливостей перекітних механізмів, які можуть бути використані для одержання низькооборотного обертання в автономних джерелах обертання, застосовуваних в побутовій сфері: для енергозабезпечення стільникового телефону, комп'ютера-ноутбука, комп'ютерапланшета, телевізора, кишенькового ліхтаря, привода велосипеда. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб перетворення притискних сил у крутний момент, у якому колесо виконано у формі диска, яке встановлено на опорну поверхню, яке навантажують притискними до опорної поверхні силами F , у результаті чого в опорній поверхні виникають сили реакції опори R , які направлені від опорної поверхні на колесо по нормалі в точці дотику колеса об опорну поверхню, з можливістю перебування колеса в стані байдужної рівноваги, при якому притискні сили, які представлені нормальними складовими сил Fn та сили реакції опори R , діють по одній прямій у протилежні сторони, векторна сума F яких дорівнює нулю, як і дорівнює нулю крутний момент Mn  r від нормальних складових притискних сил Fn та сил реакції R , і з можливістю перебування колеса в стані, виведеному з рівноваги, при якому до колеса (додатково) прикладені притискні сили, які представлені тангенціальними складовими Ft , лінія дії яких розташована в площині колеса та направлена перпендикулярно нормалі до опорної поверхні в точці дотику колеса об опорну поверхню, у результаті чого в опорній поверхні виникають сили тертя Fт р , лінія дії яких паралельна та направлена в протилежну сторону від напрямку лінії дії тангенціальних складових притискних сил Ft , якими викликаний крутний момент Мt  т р , відмінний від нуля, та крутним моментом Мt  т р перекочують колесо по опорній поверхні, який відрізняється тим, що опорна поверхня виконана у формі круга, на поверхню круга встановлено два колеса, осі двох коліс пов'язані фланцем вихідного вала, при цьому два колеса виконані з можливістю радіального переміщення в пазах фланця вихідного вала відносно осі круга опорної поверхні, на поверхні кожного колеса встановлено по два ролики, осі пари роликів на кожному колесі пов'язані між собою траверсою, дві траверси між собою пов'язані напрямною, на яку одягнені індивідуальні повзуни, встановлені на траверсах (або один повзун встановлений на одній з траверс, з напрямною, яка закріплена на іншу траверсу), вісь напрямної розташована під кутом, відмінним від нуля до нормалі опорної поверхні в точках дотику коліс об опорну поверхню, причому колеса з роликами та траверсами розташовані центрально симетрично щодо осі опорної поверхні, з перебуванням коліс у стані, виведеному з рівноваги до притискних сил F , лінія дії яких розташована по осі напрямної, у якому кожне з двох коліс від своєї траверси через свої ролики навантажують одною з двох однакових по величині, які діють по осі напрямної в протилежні сторони притискними силами F , у результаті чого, притискаючи кожну траверсу сили F розподіляються між роликами свого колеса, кожна з яких Fк діє на колесо по лініях між віссю колеса та віссю відповідного ролика, при цьому в кожному колесі виникають сили реакції Rк , які діють від колеса через відповідний ролик на траверсу, при цьому векторною сумою двох розподілених між роликами притискних сил Fк та сил реакції колеса Rк навантажують траверсу розтягувальними силами Т , у колесі рівнодіюча розподілених між роликами притискних до свого колеса сил Fк рівна притискним траверсу силам F , причому наявність можливості радіального переміщення осей коліс у фланці вихідного вала виключає 4 UA 82032 U 5 10 вилив реакції фланця вихідного вала у радіальному напрямку на осі коліс, а притискними траверсу силами F навантажують кожна своє колесо по осі напрямної, при цьому в результаті дії притискних обидва колеса до опорної поверхні сил F в опорній поверхні (кругу) виникають дві рівні по величині, направлені по нормалі в точках дотику коліс об опорну поверхню, направлені у протилежні сторони, сили реакції R , кожна з яких діє на своє колесо, у результаті чого в кожному колесі векторна сума сил F від притискних сил F та сил реакції R направлена в площині колеса по нормалі до осі напрямної, і у двох коліс векторні суми сил F рівні по величині, паралельні між собою та направлені в протилежні сторони, якими викликаний крутний момент Мкр , яким перекочують колеса по кругу опорної поверхні, та разом з перекочуванням коліс обертають осі коліс з фланцем вихідного вала та іншими елементами. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5