Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11869
.pdf
fr jlic z ( 2 обычного тонирования не происходит, тем не менее, оно настолько влияет на обрабатываемый
черно-белый отпечаток, что он претерпевает минимальную потерю степени контраста и затенения во время
сушки, будь то при нагревании 55 или при комнатной температуре. Соответственно, изобретение состоит в
обработке отпечатков веществами такого характера в такой степени концентрации или в течение такого
короткого периода времени, что черно-белый характер отпечатка в значительной степени сохраняется, без
какого-либо заметного тонирования. Под заметным тонированием понимается, в лучшем случае, изменение
оттенка цвета в сторону сине-черного, 65 хотя дальнейшее использование тонирующей ванны или
увеличение концентрации ванны приведет к появлению на отпечатке желтого, коричневого или другого цвета.
Таким образом, хотя обработка отпечатков в соответствии с изобретением не приводит к заметному
изменению цвета отпечатка, было установлено, что отпечаток стабилизируется, а относительные светлые и
темные участки сохраняются во время сушки обработанного отпечатка.
Не имеет значения, когда именно производится обработка тонирующим веществом в соответствии с
изобретением. В зависимости от своего состава вещество 80 может быть добавлено, например, к самой
печатной бумаге, к светочувствительному слою, к обратной стороне подложки слоя и т. д., или к проявителю, к
промывочной воде, или даже к фиксирующей ванне, или к одной из более чем 85 таких обычных
обрабатывающих ванн.
Отпечатки, обработанные в соответствии с изобретением, очень четкие и резко очерченные и не теряют в
этом отношении качества во время сушки, однако последнее 90 достигается.
Для тонирования могут использоваться различные вещества, например, вещества, содержащие золото,
платину, палладий, серу, селен или теллур. Было установлено, что селен, например, в форме щелочного
селеносульфата, особенно подходит для использования в настоящем изобретении, поскольку он очень
медленно реагирует с серебром отпечатка и реагирует на него. Даты Конвенции (Германия) 16 сентября 1932
г.:
3 ноября 1932 г.
401,961 401,961 в точности в соответствии с требованиями изобретения.
Ниже приведены два примера применения изобретения:
ПРИМЕР 1.
Отпечатки, обработанные и промытые обычным способом, обрабатывают в течение одной минуты в ванне,
состоящей из раствора 40 граммов тиоцианата аммония в литре воды, к которому добавляют или добавили 40
мл раствора хлорида золота 1-процентной концентрации; затем отпечатки промывают и сушат любым
подходящим способом.
ПРИМЕР 2.
1110 В фиксирующую ванну, предназначенную для использования с отпечатками, проявленными
традиционным способом, добавляется грамм селенита натрия на литр. После промывки отпечатки
высушиваются любым удобным для них способом.
В обоих примерах достигается цель изобретения, а именно, тонирующие вещества изменяют характер
отпечатков, не вызывая заметного изменения цвета или тонирования, таким образом, что получаются
отпечатки очень высокой степени четкости. Кроме того, избегается желтоватая мутность, которая могла бы
присутствовать в противном случае, а оттенок отпечатка изменяется, если вообще изменяется, в сторону
сине-черного. Однако это изменение цвета во всех случаях значительно меньше, чем изменение, вызванное
обычным тонированием.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_401962.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=401962&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB401962A
[]
Издание l
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Франция): 7 апреля 1932 года.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 6 апреля 1933 г. № 10333133.
Полная спецификация принята: 23 ноября 1933 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Устройства, предназначенные для устранения или уменьшения колебаний скорости или вибраций.
Я, Франсуа Мари Мишель Бернар, гражданин Французской Республики, проживающий по адресу: 3 rue de
l'Universite, Париж, Франция, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Известны устройства, предназначенные для уменьшения колебаний скорости, вибраций и рывков, которые
могут возникать под воздействием возмущающих сил, периодических или нет, действующих на любое
движущееся устройство, и главным образом на постоянно вращающиеся валы.
Помимо жестких маховиков, до настоящего времени использовались маховики, состоящие из подвижных
масс, соединенных с механизмами, включающими шарнирные соединения, пружины, упоры, тормозные
системы различных типов и системы, использующие силу тяжести.
Эти устройства сложны, и их эффективность невелика. Требуются исключительная надежность и
максимально возможная простота.
Согласно моему изобретению, я удовлетворяю этим требованиям и избегаю всех недостатков, возникающих
при использовании шарнирных соединений, пружин, упоров, тормозов любой формы или типа без применения
силы тяжести. Мое изобретение позволяет устранить все паразитные скорости, вибрации и рывки, используя
исключительно силы инерции, без использования каких-либо сил, обусловленных вязкостью или трением,
которые, наоборот, устраняются в максимально возможной степени.
Моё изобретение в основном заключается в использовании вспомогательных масс, приспособленных для
колебаний без трения или с очень малым трением в направляющих, интегрированных с аппаратом,
неровности в движении которых должны быть затухнуты, например, валом, колебания скорости или рывки
которого должны быть нейтрализованы; форма и относительные размеры аппарата и подвижных масс
рассчитываются либо таким образом, чтобы создать состояние резонанса в случае отсутствия трения, либо
таким образом, чтобы свести к минимуму определённую функцию H, определённую ниже, в случае малого, но
не пренебрежимо малого трения.
В таких условиях радиальные и тангенциальные силы инерции, действующие на подвижные массы, имеют
такие относительные значения, что подвижные массы с наибольшей эффективностью противодействуют
неравномерностям скорости.
Я обнаружил, что подобные устройства очень похожи на электрические фильтры, поэтому я назвал
используемые подвижные массы «фильтрующими массами».
В часто встречающемся случае, когда возмущающий момент, действующий на вал, является периодическим и
снабжен рядом жестких 65 масс, я могу использовать несколько различных систем фильтрующих масс для
демпфирования последовательных возмущающих членов ряда Фурье, представляющих возмущающий
момент 70. Каждая система фильтрующих масс, предназначенная для демпфирования данного члена,
разработана таким образом, чтобы удовлетворять вышеупомянутому динамическому условию (резонанс или
минимум функции H), принимая во внимание 75 активную силу, развиваемую вокруг центра тяжести каждой
подвижной массы.
Подвижные массы могут быть твердыми или жидкими, причем в последнем случае предлагаемые мной
устройства существенно отличаются от ранее предложенных систем демпфирования с использованием
жидких масс. В частности, они работают без трения, а с другой стороны, жидкость во время работы согласно
моему изобретению не переходит из одного углубления в другое, а, наоборот, остается в одном и том же
углублении, где качается по обе стороны от средней точки.
Прилагаемые чертежи в качестве примера демонстрируют несколько вариантов исполнения моего
изобретения.
В приведенном примере изобретение применяется для циклической регуляризации вала, называемого
«главным валом». Однако будут упомянуты и другие области применения. Мое изобретение имеет широкое
применение и может быть адаптировано, в частности, к валам стационарных машин, автомобилей,
движущихся по железной дороге или автомобильным дорогам, судов, самолетов и тому подобного. Оно
применимо во всех отраслях промышленности: поршневые двигатели, компрессоры, турбины, электрические
машины, кинематографические аппараты, прессы, ролики и тому подобное. Оно не только обеспечивает
циклическую регулярность, но и может гасить вибрации любого рода, крутильные и изгибные колебания и т. д.
Устройства согласно моему изобретению могут быть расположены в разных точках валов, и в частности, в
передней или задней части вала, коленчатого вала двигателя или насоса, или же они могут быть
распределены в разных точках этих валов.
В частности, согласно моему изобретению, устройства можно размещать в разных точках коленчатого вала
вблизи головки шатуна, например, на небольших маховиках, разделяющих различные части коленчатого вала
друг от друга в некоторых двигателях.
В случае валов, управляющих гребными винтами в судах и самолетах, мои усовершенствованные маховики
могут быть расположены вблизи гребных винтов или в нескольких точках.
В частности, я могу размещать такие устройства в месте выхода вала из двигателя, а другие — вблизи
гребного винта.
Следует также понимать, что возмущающие моменты, которые необходимо устранить, могут иметь любое
происхождение и быть вызваны движущим моментом, моментом сопротивления или любой другой причиной.
Приведенные в качестве примера чертежи в основном касаются случая множественных возмущений,
действующих на вал 1. В случаях, когда количество возмущений меньше, на валу 1 устанавливается лишь
меньшее количество шарикоподшипников.
На прилагаемых рисунках:
На рисунке 1 представлен поперечный и продольный разрез половины устройства, созданного по моему
изобретению и закрепленного на валу для выравнивания крутящего момента и устранения вибраций.
Рисунок 1a представляет собой пояснительную диаграмму.
Рисунок 2 представляет собой поперечное сечение рисунка 1 по линии H-II в увеличенном масштабе и в
обычном формате, демонстрирующее некоторые элементы, не показанные на рисунке 1.
На рисунках 3, 4 и 5 представлены поперечные сечения рисунка 1 по линиям III-III, IV-IV, а на рисунке 6
показана модификация, в которой вал снабжен теми же устройствами, расположенными несколько иначе.
Рисунок 6а представляет собой поперечное сечение рисунка 6 вдоль линии V Ia-V Ia.
Рисунок 7 представляет собой детальный план некоторых элементов рисунка 6.
Рисунок 7а представляет собой поперечное сечение рисунка 7 вдоль линии VIa-VIIa.
На рисунке 8 показано крепление поршневого двигателя к коленчатому валу устройства согласно моему
изобретению.
Рисунок 9 представляет собой поперечный разрез IX-IX элемента на рисунке 8 в увеличенном масштабе.
Рисунки 10, 10a, 10b, 11, 12, 13 представляют собой диаграммы, предназначенные для объяснения
принципов, лежащих в основе изобретения. 70 Рисунок 14 показывает применение изобретения к валу,
который необходимо защитить от провисания, как показано на рисунке 1a. Рисунок 15 — пояснительная
диаграмма. 75 Рисунок 16 относится к случаю возмущений малой частоты относительно угловой скорости
главного вала.
Рисунок 17 относится к модификации 80, в которой массы, подверженные радиальным силам инерции,
отличаются от масс, подверженных тангенциальным силам инерции.
Рисунки 18 и 19 похожи, за исключением наличия гироскопа 85. На рисунке 20 изображен механизм со
свободно закрепленным маховиком.
На фиг. 1 показан приводной вал 1, закрепленный в подшипниках 2 и 2', на котором установлен маховик 3,
закрепленный шпонкой 4 под углом 90°, и который несет ряд устройств, имеющих общую ось 5 и еще одно
устройство, имеющее ось 36.
Первое устройство включает цилиндрический сердечник 6, ось которого показана под углом 5°, и вокруг
которого расположено тороидальное углубление. В этом углублении ролик 8 приспособлен для перемещения
с очень малым люфтом, при этом ролик центробежно прижимается к дорожке качения 7. Пластина 11 и шайба
12 предотвращают боковое смещение ролика.
Ролик 8 полый и имеет сплошную ось 10 и тороидальное углубление, в котором может перемещаться шарик 9
с очень небольшим люфтом 105 (рис. 4, представляющий собой поперечное сечение рис. 4).
1
На линии IV-IV в увеличенном масштабе показано расположение ролика 8 и внутреннего шарика 9.
Математическая теория будет рассмотрена далее, а сейчас я ограничусь кратким объяснением, достаточным
для понимания принципа.
Под действием радиальных центробежных сил ролик 8 имеет тенденцию 115 оставаться в точке I.
Возмущающие моменты, как приводные, так и сопротивляющиеся, воздействующие на вал 1, вызывают
колебания скорости и, в конечном итоге, крутильные колебания этого вала и 120 роликов, расположенных по
обе стороны от его положения равновесия, с частотой, равной частоте этих возмущений.
Шарик 9, который в некоторых случаях может быть опущен, качается аналогичным образом на 125 градусов
по обе стороны от своей точки относительного равновесия.
Движение ролика и шарика имеет тенденцию противодействовать причинам, вызывающим их, и тем более,
чем точнее выполняются определенные динамические условия, подробно описанные ниже.
Эти условия в значительной степени соответствуют, когда трение, предположим, пренебрежимо мало,
условиям резонанса, при которых составная система роликов и шариков, эквивалентная двойному маятнику,
имеет два собственных периода колебаний для относительного движения и под действием радиальных
центробежных сил, как можно ближе к периодам T1 и T2 возмущений, которые необходимо устранить. Я также
могу использовать тройной, четверной маятник.
На рис. 4 также показано устройство, аналогичное описанному и установленное на том же маховике, но
колеблющаяся масса которого образована жидкой массой, например, водой или маслом, как показано на рис.
68, и приспособлена для перемещения в кольцевом пространстве, разделяющем цилиндрический сердечник
67 с осью 74 от цилиндрической трубки 66. Эта жидкая масса колеблется в относительном движении,
вызванном действием возмущений периода T3 по обе стороны от точки I2, для защиты вала 1 от этих
возмущений, в то время как система 8-9 защищает его от возмущений T1 и T2.
:M 3 Корректировка периода T 3 осуществляется в соответствии с принципами, очень близкими к тем, которые
изложены ниже для твердых тел.
Возвращаясь к рис. 1, дополнительная колебательная система, защищающая вал 1 от возмущений с
периодом T4, включает в себя внутренний направляющий сердечник, образованный цилиндром 13 и
практически тороидальной поверхностью 14, имеющей двойную кривизну. Этот сердечник направляет шарик
16, катящийся под действием центробежных сил по внешней поверхности 15 с двойной кривизной. Шайба
предотвращает соскальзывание шарика.
На рис. 5 представлен поперечный разрез V-V-45 этих же деталей и других аналогичных деталей,
предназначенных для устранения других помех, а именно:
внутренний цилиндрический направляющий стержень 86, ось которого расположена в точке 85, наружное
концентрическое кольцо 87, масса 88, предназначенная для устранения возмущений с периодом T 3, а также
внутренний цилиндрический направляющий стержень 81, ось которого расположена в точке 83, наружное
концентрическое кольцо 80 и шарик 82, предназначенный для устранения возмущений с периодом T 6.
Возвращаясь снова к рис. 1, устройство, предназначенное для устранения возмущений периода T7, включает
цилиндрический сердечник 18 с осью в точке 5, наружное кольцо 19 и подвижный ролик 20, снабженный
цилиндрическими перфорациями 21.
Данная конструкция показана в большем масштабе на рис. 3, представляющем собой поперечное сечение
III-III. Цилиндрические перфорации служат для изменения соотношения между внешним радиусом r ролика и
его радиусом инерции p; когда перфорации расположены ближе к внешней стороне ролика, радиус инерции
уменьшается, а если они расположены ближе к оси ролика, то увеличиваются.
Возвращаясь к рис. 1, показана еще одна аналогичная система, отделенная от описанной ранее шайбой 22 и
предназначенная для устранения возмущений с периодом 75 T 8. Эта система включает внутренний
цилиндрический сердечник 24, расположенный внутри углубления, и цилиндрическое кольцо 23 для ролика,
прижимаемого к этому кольцу центробежно. Этот ролик образован 80 трубкой 25 и расширением 26, диаметр
которого больше диаметра трубки, чтобы придать подвижной части достаточно значительный момент
инерции относительно ее собственной оси 85.
ротация по причинам, изложенным ниже.
Это расширение имеет головку 27 меньшего диаметра для уменьшения трения между этой головкой и
пластиной 28, служащей для боковой фиксации ролика 901, образованного частями 25-26-27, которые
являются цельными друг с другом.
Наконец, возмущения периода T9 устраняются системой, имеющей ось в точке 36 и включающей сердечник
37, 95 шариков 39, обойму 38 и уплотнительную шайбу 381. На фиг. 2 показано поперечное сечение этой
системы по линии II-II, на котором сердечник 37, однако, изображен в виде полого цилиндра, а также показана
100-я сепарационная клетка 53, подобная сепарационной клетке шарикоподшипника и содержащая несколько
шариков 39. В качестве примера я показал конструкцию с четырьмя шариками.
На рис. 2 также показана особенно выгодная форма выполнения гонки, которая может быть использована в
определенных случаях, описанных ниже. Эти гонки имеют в основном эпициклоидальную форму, как показано
на рис. 2 под номером 45, причем эпициклоида образуется окружностью 44, катящейся без скольжения по
основной окружности 49, причем образующая точка M является заданной стационарной точкой образующей
окружности 44.
Внутренний сердечник 48, разумеется, параллелен направляющей со стороной 115 и направляет подвижный
шарик или ролик 46.
Эпициклоидная кривая простирается до точек А и А' по обе стороны от точки I устойчивого равновесия 120.
Как будет показано далее, преимущество эпициклоидной кривизны заключается в том, что она позволяет
обеспечить большую амплитуду движения подвижных частей до точек А и А' без каких-либо изменений в
используемом явлении 125. Кроме того, в некоторых случаях это может позволить уменьшить размер массы
46.
На рис. 6 показано изменение в расположении деталей, адаптированное для устранения помех, таких как
неравномерность скорости или вибрации различного рода, воздействующие на вал 1.
Первая цилиндрическая трубка 91, называемая «фильтрующей трубкой», включает в себя геометрическую
ось 97, цилиндрический сердечник 96, полый ролик 98, катящийся по внутренней поверхности трубки 91 и
служащий для нее направляющей, а также уплотнительные шайбы 92 и 93.
Данное устройство предназначено для устранения дополнительных помех с периодом T 10. Для устранения
помех с периодом T 11 трубка 91 содержит дополнительный цилиндрический сердечник 100 с шариком 99,
катящимся по 91, и уплотнительную шайбу 94; для устранения помех с периодом T 12 она также содержит
еще один цилиндрический сердечник 101, шарик 102, катящийся по поверхности 91, и концевую шайбу 95.
Как видно, общая ось 97 для трех описанных устройств параллельна оси XY вала 1.
Для устранения определенных помех, наоборот, целесообразно располагать ось «фильтрующей» трубки под
углом относительно этой оси.
На рис. 6 я изобразил в традиционной перспективе трубку 103, ось которой образует угол А с осью XY
главного вала. На рис. 6 я показал только контур трубки 103 без какого-либо соединения с главным валом.
На рис. 7 показана трубка 103 в горизонтальной проекции, внутри которой расположены сердечники
106-107-108-109.
Эти сердечники направляют соответственно шарики 110-111, трубчатый ролик 112 и ролики 113. Трубка
закрыта шайбами 105 и 115.
На рис. 7а представлен поперечный разрез VI 1а-VI Iа на рис. 7, на котором показан ряд шариков 110,
расположенных симметрично относительно оси 114 и направляемых в сепараторе 119, подобном сепаратору
шарикового или роликового подшипника.
Динамические характеристики такой конструкции, расположенной под углом относительно главного вала,
приведены ниже.
Очевидно, что описанные различные системы могут быть установлены в любых точках валов для защиты от
перепадов скорости или вибраций.
Таким образом, например, маховик, снабженный такими устройствами и который я буду называть
«фильтрующим маховиком», в автомобильном двигателе может быть расположен перед двигателем, рядом с
коленчатым валом стартера, или рядом со сцеплением в точке выхода вала из двигателя, или же посередине
двигателя.
Однако для эффективного устранения (65) крутильных колебаний коленчатого вала часто представляет
интерес размещение различных устройств согласно моему изобретению вблизи точек возникновения
колебаний, т.е. вблизи головки каждого шатуна. 70 На фиг. 8 показан такой случай и изображены части
коленчатого вала, установленного на валу 122, его подшипники 123, 127, его шатунные шейки 124-126-128 и
пластина 125-129.
На каждой пластине и на всех аналогичных 75 пластинах, не показанных на рисунке, расположены системы со
свободно перемещающимися массами в соответствии с изобретением, как показано на фиг. 9,
представляющей собой поперечное сечение по одной из линий IX-IX на фиг. 8. Показаны три различных
устройства, каждое из которых состоит из двух частей, симметричных относительно вала. Каждое устройство
предназначено для устранения возмущения заданного периода. Первое устройство включает в себя
сердечники 133, трубчатые ролики 132 и трубки 131, служащие в качестве дорожек качения. Второе
устройство включает в себя сердечники 139, трубчатые ролики 138 и дорожки качения 137. Третье устройство
включает в себя сердечники 135, трубчатые ролики 136 и дорожки качения 134.
Расчет геометрических и динамических элементов, таких как отношение радиуса инерции каждого ролика к
его внешнему радиусу, осуществляется в соответствии с принципами, изложенными ниже.
На рис. 1a представлена диаграмма, адаптированная для объяснения действия системы, подобной описанной
выше, а именно второй слева на рис. 1, которая включает в себя шар 16 и кольцо двойной кривизны 15. На
рис. 1a показан вал 1, деформированный таким провисанием или изгибом.
Шарик 16 оказывает центробежное действие, импульс которого относительно точки 51 имеет тенденцию
выпрямить вал 1.
На рис. 14 показан случай, когда определенное количество устройств, подобных только что упомянутому,
расположены вдоль вала 1 на расстояниях 11, 12 от 115 друг от друга, причем эти расстояния могут быть
равными или нет. Эти устройства придают валу своего рода «центробежную жесткость», подобную
гироскопической жесткости.
На фиг. 14 показаны сердечники 165, 120, внутренние кольца 166, кольца двойной кривизны 167, шарики 168 и
наружные крышки или шайбы 169. Маховики закреплены шпонками 164.
Помимо периодических сбоев, иногда возникает необходимость устранения рывков в работе машин, что, в
частности, относится к прокатным станам и прессам.
На рисунке 6 слева показана система, приспособленная для поддержания практически постоянной скорости
вала 1, несмотря на такие рывки. Эта система позволяет использовать на валу 1 двигатель меньшей
мощности, что позволяет добиться экономии.
Эта система включает в себя (рис. 6) своего рода спиралевидный желоб 202, также показанный на рис. 6а,
который представляет собой поперечное сечение по линии V Ia-V Ia на рис. 6. Эта спираль по существу
является спиралью Архимеда.
Шарик 201 движется в направлении стрелки f и оказывает силу fi на обойму 200, когда скорость вала 1,
направленная стрелкой f2, имеет тенденцию замедляться.
Импульс fl относительно o имеет тенденцию увеличивать скорость вала 1.
Спираль может состоять из любого количества витков и в любом случае обеспечивает подвижной массе
большую амплитуду движения, благодаря чему масса может действовать в течение сравнительно
длительного времени. Спираль простирается влево от оси t, t' как виток, симметричный витку, показанному
относительно оси t, t', но в плоскости, смещенной относительно плоскости первого витка и показанной под
номером 203 на рис. 6. Спиральный виток показан пунктирными линиями на рис. 6а для большей наглядности.
Рисунки 10 и 10a, 10b, 11, 12, 13 призваны подтвердить теоретическое изложение, представленное ниже и
адаптированное для установления правил проектирования описанной выше системы с целью достижения
максимальной эффективности при минимальных затратах, весе и габаритах.
Системы, предлагаемые в соответствии с моим изобретением, эквивалентны составным маятниковым
системам. Это возможно допустить.
Ввиду значительной скорости E, обычно используемой в теории гравитации, в первом приближении
гравитацией можно пренебречь.
Фактически, помимо реакции рас, подвижные массы также участвуют в процессе.
обусловлены их относительным движением, радиальными силами инерции или радиальными центробежными
силами.
Можно сказать, что массы движутся в поле радиальных центробежных сил, создаваемых вращением вала 1.
Очевидно, что для точного расчета необходимо учитывать действующую силу каждой подвижной массы при
ее движении вокруг своего центра тяжести, как будет объяснено ниже.
Иными словами, каждая подвижная масса на самом деле не может быть ассимилирована в точку и не
образует простой маятник. Она образует своего рода сложный маятник, движущийся в поле радиальной
центробежной силы и, кроме того, подверженный тангенциальному действию. Однако, ради ясности, прежде
чем описывать более общие случаи, целесообразно сначала изложить основные результаты, полученные
мной в ходе полного аналитического исследования случая простого маятника.
На рис. 10 изображен простой маятник, приводимый в движение валом 1. Этот вал соединен с кривошипным
штифтом OK, к концу которого K шарнирно закреплен маятник KP, ось которого обозначена буквой OZ.
Предположим, что его масса m сосредоточена в точке P1; я напишу OK=R1 и ",=R2; угол между осью OZ' OK и
осью OZ будет обозначен как 0,.
Симметричная система OK' P 1 ' уравновешивает систему OKP 1. Если требуется поддерживать абсолютно
постоянную угловую скорость a' вала 1, несмотря на наличие возмущающего момента C sin wt, где a —
постоянная, t — время, а W — пульсация возмущения, то скорость a' останется равной постоянной a Jo',
предполагая, что трение пренебрежимо мало для движений маятника, если радиусы Bl и R 2 удовлетворяют в
основном условию:
( 1)1 = l W) 2 Если 01 ' — угловая скорость маятника K Pl в его относительном движении C ( 2) cos wt 01 = 2 m
PR(Rl+R,), при этом полуудлинение колебаний маятника определяется формулой: 95 ( 3) максимум 01 = 2 CR
2 W 2 (R 1 + R 2) Условие ( 1) является условием резонанса, которое всегда остается верным при изменении
скорости a', поскольку в большинстве приложений отношение между возмущающей пульсацией W и угловой
скоростью a' постоянно.
В таком случае регулировка, правильная для скорости a', остается верной и при изменении a'. Это, как
правило, случай 105 для поршневых двигателей, и это весьма интересное свойство, которое сохраняется, как
я выяснил, в случае реальных или составных маятников вместо простых маятников. Предыдущие результаты
110 предполагают отсутствие трения. На практике можно получить очень малое трение, и показанные формы
исполнения, особенно те, где подвижные массы независимы и не удерживаются в клетках, соответствуют
этому требованию.
Я всесторонне изучил проблему, приняв во внимание трение, и пришел к следующим результатам:
Для простоты предположу, что момент сопротивления, обусловленный трением при относительном движении
(рис. 10), пропорционален угловой скорости колебаний 01' и может быть принят равным -501 U, где s —
постоянная.
В таком случае невозможно получить постоянную угловую скорость a' = a' при приложении к валу
возмущающего момента C sin wt. Я получаю значение a' = a + aW sin (Wt - #)1, где aa и O — константы для
заданных условий работы.
Удлинение O max равно m R 2 (R 1 + R 2) O Cw V 52 + U 2 u, равное m R 22 W R 1 R 2 o 2 или иначе C IR 2
final=-Rp x 5 Al 1 F m R 1 R 20 C J 2 2 W j Если трение отсутствует, S = O и C m Oafla X=R, (RR 1 +R 2)JC 02 В
наиболее общем случае C 1 1/ 52 b 2 2 mw 2 (R 1 + R 2)2 S 2 + (m R 22 W 2 th em C 1 член F (R 1 +R 2)2
соответствует жесткому маховику с моментом инерции m (R 1 +R 2)2, тогда как член < 52 +X 2 + m R 22 w'2
является уменьшающим фактором, который должен быть сделан как можно меньше возможный.
Оптимальной является та настройка, при которой этот член минимален, что теоретически не происходит при
u = 0. Однако в случае очень малого трения, т.е. при очень малом S, приведенное выше условие в
значительной степени выполняется при u = 0.
В общем случае, когда 8 отличается от нуля, следует получить следующее выражение для минимума H = 2S +
2, которое обеспечивает оптимальную настройку, частным случаем которой является условие резонанса a = 0
при 8 = 0.
Это условие следует корректировать способом, аналогичным тому, который описан ниже для уравнения (8),
когда необходимо учитывать активную силу масс при их движении вокруг центра тяжести. 50
Предшествующие результаты, хотя и применимы только к простому маятнику, на практике (где случай
простого маятника является лишь предельным случаем) представляют значительный интерес, поскольку они
дают общее представление о явлениях.
Сначала отмечу, что согласно уравнению (1), которое предполагает пренебрежимо малое трение, отношение
R2 возрастает пропорционально квадрату порядка 60 гармоник возмущений.
Другими словами, системам, расположенным далеко от вала 1 и имеющим углубления малого радиуса, таким
как система 65 134-135-136 (рис. 9), должны соответствовать гармоники высокого порядка. Напротив,
системам, для которых стационарная точка K находится очень близко к оси XY вала 1 и имеет значение R1,
если требуется, меньшее, чем R2.
Такая конструкция может быть выполнена, как показано на рис. 15. Теоретической модели 15 на практике
может соответствовать устройство 75, подобное показанному на рис. 16, с маховиком 170, закрепленным на
валу 1 шпонкой 174, цилиндрическим углублением 171, ось которого находится в точке K, цилиндрическим
сердечником 172, ось которого находится в точке K, и шариком 80 173, имеющим радиус r.
Предположим, что OK=R 1 и R 2 — внутренний радиус обода, тогда соответствия между рис. 16 и рис. 10
очевидны.
Ниже поясняется, что условие резонанса (1), соответствующее простому маятнику и пренебрежимо малому
трению, должно быть изменено с учетом некоторых динамических элементов подвижной массы, движущейся
вокруг своего центра тяжести, а именно ее массы и радиуса инерции.
Однако форма исполнения рисунка.
16 имеет определенные недостатки; фактически, для того чтобы система могла работать, необходимо, чтобы
ось 1, показанная пунктирными линиями на рис. 16, располагалась позади плоскости движения шарика 173,
который, конечно, может быть заменен роликом 100. Это означает, что система должна быть расположена на
конце вала или же вал 1 должен быть изогнут так, чтобы проходить за маховиком 170.
Бывают случаи, когда это не выявляет никаких недостатков (105). Но есть и другие случаи, когда устранение
этой трудности представляет интерес. Я предполагал, что это можно сделать следующим образом.
401,962 На рис. 10а показан вал 1, его ось 0, ось K, общая для сердечника 172 и обоймы 171, и подвижная
масса 173. Если I15 обозначает момент инерции этой массы относительно ее центра тяжести S, если a' —
угловая скорость вала 1, O — угол колебания массы 173 по обе стороны от точки равновесия I, и, наконец,
если во время нормальной работы вала 1 прикладывается возмущающий момент C sin wt (C — постоянная),
то точные уравнения задачи имеют вид:
и это привело меня к показанным формам казни, и в частности к.
Подвижная масса 25-26-27 на рис. 1 образует ролик с маховиком. Чтобы более наглядно объяснить эту
последнюю конструкцию, я сначала покажу влияние активной силы масс, движущихся вокруг центра тяжести,
как это можно понять из анализа рис.
11) 10
а) где схематически показаны основные элементы фиг. 16 и некоторые элементы фиг. 10. W cos wt +a = 2 lmin
(R 12 + ( 2 r)2 + 211 (R 2-r) cos 0) + 1 ll
+ O '(lm(R 2-r) (Rcos O + R 2-r)+I R 2 l) a — константа, возникающая в результате интегрирования, и rp 2 ( 5) (R
2-r)2 +I v 21 l O f + IM 2 (R 2-r)2 +m PR,(R 2-r)cos O + R acc lM L-r J si O = O -Cr+Mc'2 +i Rl (R 2-_r) sin O = O CQ
— момент трения относительно относительного движения подвижной массы.
Эти точные уравнения относятся к случаю одной подвижной массы m и могут быть легко обобщены для
случая нескольких масс.
В следующем описании я буду предполагать, что крутящий момент CQ пренебрежимо мал, что никоим
образом не соответствует действительности в системе dis-40, ранее закрытой моим изобретением, но которая
обеспечивается в моем изобретении посредством C ( 6), что означает:
(7) отсутствие тормозов, поворотного соединения, упоров и за счет вращательного движения масс.
С другой стороны, я предположу, что колебательные движения массы 173 по обе стороны от точки I имеют
малые удлинения. Таким образом, можно сделать cos 0 = 1 и sin 0 = 0. Для получения постоянной скорости c'=
a,' для вала 1, я считаю, что уравнения (4) и (5) принимают вид: a = 0 - cos wt = 01 (Rum (RJ+R 2-r) +I Max R w 2
(m (R?,_r) (R, + R? _r) + I r 2 J Это уравнение имеет значительное практическое значение, поскольку
различные элементы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы Omax, определяемый этим уравнением,
имел достаточно низкое значение.
Для большей точности следует отметить, что для того, чтобы уравнение (6) было верным с точностью до
нескольких сотых, необходимо, чтобы значение O max, полученное из уравнения (7), не превышало 7 или 8.
На практике допустимы даже гораздо большие удлинения, до 1600.
Затем необходимо увеличить в уравнении 7 значение C возмущающего момента примерно на 10–20 % в
соответствии со случаем 70. С другой стороны, при тех же предположениях, что и выше, уравнение (5) дает
условие приближенного резонанса.
m 1 (R 2-r) W 2 ( 8) m (R 2-r)2 + 1 l j)2 Lo 75 когда I = O r= 0 Я снова получаю условие.
tion R 1 Fwi R Wa O J ( 4) i 401,962 401,962 получено в случае простого маятника.
Поскольку уравнение (8) выполняется, скорость a' вала 1 может быть постоянной (a' = ao' = постоянная в
пределах сделанных приближений.
С другой стороны, уравнение (8) зависит только от отношения w, т.е. от порядка рассматриваемой гармоники.
Если это условие выполняется для заданной скорости двигателя, например, оно остается выполненным для
любой другой скорости в пределах сделанных приближений.
Представляет интерес изучение значений отношения w в наиболее частых случаях промышленной практики.
Для 4-цилиндрового четырехтактного двигателя = 2 a O Условие резонанса тогда ( 9) m l 1 (R 2-r) = 4 lM (R r)2
+ 1 f 7 r 2 | Для 2-цилиндрового четырехтактного двигателя O = 1 Условие резонанса:
Соседние файлы в папке патенты