Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_14222
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_359516.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=359516&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB359516A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 24 июня 7930 г., № 19239/30.
Полный текст слева: 6 марта 1931 г., полный текст принят к публикации: октябрь. 26, 7931.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к токарным станкам или связанные с ними.
Мы, компания NOBLE AND LUND LIMITED, британская компания, и Перси Нобл, подданный Великобритании,
оба из Northern Machine Tool Works, Brewery Lane, Felling-on-Tyne, графство Дарем, Англия, настоящим
заявляем, что данное изобретение имеет следующий характер: данное изобретение относится к токарным
станкам, и в частности к токарным станкам для изготовления железнодорожных колес и тому подобного.
До настоящего времени возникали трудности с обеспечением удовлетворительного привода для
железнодорожных колес и подобных деталей после установки параметров заготовки из-за неровности
поверхностей заготовки, за исключением тех, которые подлежат обработке. Целью настоящего изобретения
является разработка средств, позволяющих осуществлять полностью автоматическую и точную настройку
приводных механизмов без чрезмерных нагрузок, при этом каждый привод оказывает одинаковое давление на
заготовку.
Еще одной целью изобретения является создание токарного станка с усовершенствованными средствами для
обработки и установки железнодорожных колес и тому подобного перед резкой.
Согласно изобретению, привод включает в себя кулачковообразный захват, который шарнирно установлен на
планшайбе одной из заготовок токарного станка и вращается под действием пружины или ее эквивалента, и
который одновременно может перемещаться в осевом направлении. Предусмотрены средства, благодаря
которым в наружном положении привод блокируется от вращения под действием пружины, но после
достижения заданного значения осевого перемещения привода пружина освобождается, и привод
поворачивается вокруг своей оси до тех пор, пока не зацепится с внутренним ободом заготовки, который
будет находиться вне оси привода.
Токарный станок для обработки железнодорожных колес и тому подобного, предпочтительно, включает в себя
аксиально подвижную заднюю бабку и аксиально неподвижную переднюю бабку, на каждой из которых
установлены многочисленные приводы, как указано выше, — при этом между указанными бабками
предусмотрен вертикальный подъемник, в который помещается заготовка перед установкой, а также средства
для продольного перемещения указанного подъемника, при перемещении задней бабки после того, как
колеса подняты на необходимую высоту, сначала входит в зацепление соседний конец оси, затем приводы
упираются в одно колесо так, что они впоследствии входят в зацепление с ним, после чего подъемник
перемещается продольно до тех пор, пока аналогичное зацепление не произойдет на другом конце заготовки,
после чего подъемник опускается, и колеса готовы к токарной обработке.
Далее изобретение будет описано на примере токарного станка, специально приспособленного для обработки
железнодорожных колес. 65 Токарный станок включает в себя неподвижную переднюю бабку и подвижную
заднюю бабку, а также вертикальный подъемник, приспособленный для продольного перемещения, как
описано выше.
Каждая лицевая панель имеет две диаметральные пластины 70°, расположенные под прямым углом друг к
другу и предназначенные для небольшого перемещения в конце. Указанные пластины выполнены таким
образом, что их внешние концы находятся в одной плоскости, при этом в них сформированы овальные
отверстия для обеспечения зазора в центральном коническом отверстии заготовки, в которое вставляется
конец оси. С каждой стороны отверстия между упором на лицевой пластине 80 и упором на диаметральной
пластине установлена пружина, обеспечивающая равенство давлений, создаваемых противоположными
приводами.
На каждом конце диаметральных пластин установлена меньшая пластина, на одном конце которой, по
центральной линии, образован выступ 85 (далее именуемая пластиной с выступом). Указанная втулка имеет
отверстие для установки полого шпинделя, на внешнем конце которого расположен полукруглый привод с
насечками, предназначенными для захвата внутреннего обода колеса. Вокруг внешней части указанного
шпинделя обмотана спиральная пружина, которая удерживает привод в зацепленном положении. Диаметр
шпинделя уменьшен на части его длины по направлению к внутреннему концу, а в образовавшемся
внутреннем выступе вырезана выемка, предназначенная для зацепления со штифтом, выступающим внутрь
из 100-й втулки. Конструкция такова, что когда штифт входит в канавку, привод удерживается в
разъединенном положении.
Шпиндель удерживается в своем наружном положении с помощью винтовой пружины 105 2.3i9,5 16,
расположенной в его отверстии и прилегающей с одной стороны к концу отверстия, а с другой — к
диаметральной пластине.
Когда необходимо обточить пару железнодорожных колес, их катят по рельсам к поворотному кругу перед
токарным станком, откуда они перемещаются на вертикальный подъемник, имеющий пазы для размещения
фланцев колес. Подъемник поднимается таким образом, чтобы ось колеса находилась на той же высоте, что и
ось токарного станка относительно заготовок; затем на концы оси устанавливаются конические переходники.
Затем задняя бабка перемещается в осевом направлении, как описано выше, и вскоре после этого ведущие
колеса упираются в спицы колеса. Затем, из-за смещения выемки на каждом ведущем валу из зацепления со
штифтом на опорной пластине, ведущие валы размыкаются и вращаются до тех пор, пока не войдут в
зацепление с внутренним ободом колеса. Величина углового перемещения приводов будет варьироваться в
зависимости от неровностей обода колеса, который обычно остается необработанным, но каждый из них
будет взаимодействовать с одинаковым давлением, которое автоматически будет равномерно увеличиваться
по мере начала резки. Любые дальнейшие неровности компенсируются упругим креплением диаметральных
пластин, обеспечивающим равенство давлений, оказываемых противоположными приводами.
Задняя бабка продолжает перемещаться, а вместе с ней и вертикальный подъемник, до тех пор, пока не
будет достигнуто аналогичное зацепление между другим колесом и ведущими колесами передней бабки.
Затем подъемник опускается, и колеса готовы к операции резки.
В некоторых типах дисковых колес в центральное отверстие ведущего вала вставляется заглушка, которая
прилегает к диску колеса, а ее длина подобрана таким образом, чтобы ведущие колеса отсоединялись, когда
они приближаются к ободу колеса.
Для того чтобы в приклады можно было устанавливать колеса разного диаметра, в опорной пластине
делается ряд отверстий, пара из которых, скажем, соответствует двум отверстиям в диаметральной пластине,
так что, изменяя отверстия, пластину можно приблизить или отдалить от центра приклада.
Дальнейшая регулировка достигается путем переворачивания опорной пластины: выступ на конце пластины
теперь будет находиться ближе или дальше от центра заготовки.
Из вышеизложенного видно, что достигается точная регулировка колес без каких-либо чрезмерных нагрузок
на них, а также равномерное распределение приводного давления, и все это в автоматическом режиме.
Датировано 24-м днем месяца Тюнь, 1930 года.
От имени заявителей: HERBERT 11ADDAN & Co., дипломированные патентные поверенные, 31 и 32,
Бедфорд-стрит, Стрэнд, W.C. 2, Лондон, и 32, Грейнджер-стрит. Запад, Ньюкасл-он-Тайн.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования токарных станков или относящиеся к ним.
Мы, компания NOBLE AND LUND LIMITED, британская компания, и Пенси Нобл, гражданин Великобритании,
обе компании, расположенные по адресу: Northern Machine Tool Works, Brewery Lane, Felling-on-Tyne,
графство Дарем, Англия, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к токарным станкам, и в частности к токарным станкам для изготовления
железнодорожных колес и тому подобного.
До настоящего времени возникали трудности с обеспечением удовлетворительного привода для
железнодорожных колес и подобных деталей после установки параметров заготовки из-за неровности
поверхностей заготовки, за исключением тех, которые подлежат обработке. Целью настоящего изобретения
является создание средств, обеспечивающих полностью автоматическую и точную настройку приводных
механизмов без чрезмерных нагрузок, при этом каждый привод оказывает одинаковое давление на заготовку.
Еще одной целью изобретения является создание токарного станка с усовершенствованными средствами для
обработки и установки железнодорожных колес и тому подобного, подготавливающих к резке.
Согласно изобретению, привод включает в себя кулачковообразный захват, который шарнирно установлен на
планшайбе одной из заготовок токарного станка и вращается под действием пружины или ее эквивалента, и
который одновременно может перемещаться в осевом направлении против воздействия пружины;
предусмотрены средства, благодаря которым в наружном положении привод заблокирован от вращения под
действием пружины, но после заданного осевого перемещения привода пружина освобождается, и привод
поворачивается вокруг своей оси до тех пор, пока не войдет в зацепление с внутренним ободом заготовки 105,
которая будет находиться вне оси привода.
С другой стороны, токарный станок предназначен для обработки железнодорожных колес, чтобы обеспечить
одинаковое давление, оказываемое противоположными ведущими колесами.
На каждом конце диаметральных пластин установлена меньшая пластина 15, далее именуемая опорной
пластиной. В центральной части опорной пластины 70 просверлено отверстие для установки полого
шпинделя 16, на внешнем конце которого эксцентрично расположен полукруглый привод 17 с насечками,
предназначенными для захвата внутреннего обода колеса. Вокруг внешней части указанного шпинделя
обмотана спиральная пружина 18, которая удерживает привод 17 в зацепленном положении. Диаметр
шпинделя 16 уменьшен на части его длины, начиная с точки 19 и приближаясь к его внутреннему концу 80, а в
образовавшемся внутреннем выступе 20 вырезана выемка 21, предназначенная для зацепления со штифтом
22, выступающим внутрь. Конструкция такова, что когда штифт 22 входит в выемку 21, привод 85 17
удерживается в разъединенном положении.
Шпиндель 16 удерживается в своем наружном положении с помощью винтовой пружины 23, расположенной в
его отверстии и прилегающей с одной стороны к концу отверстия, а с другой — к диаметральной пластине 6.
Когда необходимо обточить пару железнодорожных колес, их катят по рельсам к поворотному столу перед
токарным станком, откуда они перемещаются на вертикальный подъемник 95 Lift 3. (Рис. 1-3), в котором
имеются канавки для размещения фланцев колес. Подъемник 13 поднимается таким образом, чтобы ось
колеса находилась на той же высоте, что и ось токарного станка относительно заготовок 1, 2; и на концы оси
устанавливаются 1 конические адаптеры 24. Затем задняя бабка 2 перемещается в осевом направлении (как
показано на рис. 2), и вскоре после этого ведущие колеса 17 упираются в спицы колеса. Затем, из-за
смещения выемки 21 на каждом приводном валу на 105 градусов, выходящего из зацепления со штифтом 22
на опорной пластине, приводы 17 разблокируются и поворачиваются под действием своих пружин 18 до тех
пор, пока не войдут в зацепление с внутренним ободом колеса. Величина углового перемещения приводов 17
будет варьироваться в зависимости от неровностей обода колеса, который обычно остается необработанным,
но каждый из них будет входить в зацепление с одинаковым давлением, которое автоматически будет
равномерно увеличиваться при начале резки.
Любые дальнейшие неровности компенсируются упругим креплением 12G диаметральных пластин 6, 7,
которое обеспечивает равенство давлений, оказываемых противоположными приводами.
Задняя бабка 2 продолжает перемещаться, а вместе с ней и вертикальный подъемник 3, до тех пор, пока не
будет достигнуто аналогичное зацепление между другим колесом и ведущими колесами передней бабки
(рис.). 3). Затем подъемник 3 опускается, и колеса готовы к операции резки. Устройство 130 и аналогичные
устройства предпочтительно включают в себя аксиально перемещающуюся заднюю бабку и аксиально
неподвижную переднюю бабку, на каждой из которых установлены многочисленные приводы i, как описано
выше, в то время как между указанными бабками предусмотрен вертикальный подъемник, в который
помещается заготовка перед установкой, а также средства для продольного перемещения указанного
подъемника, благодаря чему при перемещении задней бабки после того, как колеса подняты на нужную
высоту, сначала входит в зацепление соседний конец оси, затем приводы упираются в одно колесо, так что
они впоследствии входят в зацепление с ним, после чего подъемник перемещается в продольном
направлении до тех пор, пока аналогичное зацепление не произойдет на другом конце заготовки, после чего
подъемник опускается, и колеса готовы к токарной обработке.
Изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано его применение на
токарном станке, специально приспособленном для обработки железнодорожных колес. На указанных
чертежах:
На фиг. 1-3 представлены боковые проекции, полусхематически демонстрирующие различные положения
токарного станка в процессе установки пары железнодорожных колес.
0 На фиг. 4 представлен вид сбоку в увеличенном масштабе планшайбы токарного станка согласно
изобретению.
На рис. 5 представлен разрез, выполненный по линии Va-V на рис. 4.
На рис. 6 представлен увеличенный вид одного из приводов в зафиксированном положении.
Рис. 7 представляет собой сечение, взятое по линии VII-VII на рис. 6.
Рисунки 8 и 9 представляют собой аналогичные изображения, что и рисунки 9.
6 и 7, соответственно, показывающие водителя в незащелкнутом или управляемом положении.
На рис. 10 представлен полусхематический вид в проекции, демонстрирующий способ работы с дисковыми
колесами.
Токарный станок включает в себя неподвижную переднюю бабку 1 и подвижную заднюю бабку 2, а также
вертикальный подъемник 3, предназначенный для продольного перемещения.
Каждая лицевая пластина 4, 5 имеет две диаметральные пластины 6, 7 и 8, 9, расположенные под прямым
углом друг к другу и предназначенные для небольшого перемещения на конце. Указанные пластины
выполнены таким образом, что они соединяются между собой таким образом, что их внешние концы
находятся в одной плоскости, а в центре в точках 10 и 11 образованы отверстия (рис.).
4) для создания центрального конического отверстия в заготовке, в которое вставляется конец оси.
Пружина 12 (рис. 4 и 5) расположена с каждой стороны отверстия между упором 14 в диаметральных
пластинах 6 и 7, с одной стороны, и диаметральной пластиной CS 7 и шпиндельным наконечником 28, с
другой стороны, на 359,516. Для некоторых форм дисковых колес в центральное отверстие в пластине
токарного станка вставляется заглушка, которая, в свою очередь, установлена на приводном шпинделе (как
показано на рис. 10), причем указанная заглушка предназначена для скольжения против действия пружин для
указанных целей.
колесный диск, а длина 4. Привод, согласно любому из 70 вариантов исполнения, обеспечивает, чтобы
приводы (пункты 1–3), в которых спиральная пружина разблокируется при их противоположном положении,
обмотанных вокруг оси привода к ободу колеса, удерживали привод в зацепляющем положении, чтобы
позволить заготовкам занять нужное положение.
колеса разного диаметра, босс 5. Согласно п. 3 75, приводные пластины 15 выполнены регулируемыми, при
этом диаметральные пластины сформированы таким образом, что они могут зацепляться друг с другом таким
образом, что их внешние концы, несущие центральную часть заготовки, приближаются или отдаляются от
нее. Для осуществления этого они находятся в одной плоскости, в то время как центральная открытая
регулировка j5 каждой из опорных пластин 15 выполнена таким образом, чтобы обеспечить зазор для
центральной пластины 8, закрепленной на ее диаметральной пластине с помощью отверстия в заготовке,
отверстие которой приспособлено для двух зубчатых пластин 20. 27 (Рис. 4) для приема конца оси.
зазубрины которых взаимодействуют с коррекцией 6. Привод согласно п. 5, соответствующие насечки 15а на
фланцах, образованные пружинами, действующими на диаметральную пластину выступа. Пластины
расположены вокруг центральной 85. Из вышеизложенного видно, что достигается равное давление,
оказываемое при точной установке колес, на противоположные ведущие колеса.
без чрезмерных нагрузок на колеса, 7. Привод осуществляется в соответствии с любым из вышеописанных
пунктов, и при этом достигается равномерное распределение давления, причем все это происходит
автоматически. В отверстие в ведущем валу вставляется заглушка, которая прилегает к диску колеса, а длина
заглушки и способ ее установки обеспечивают надежное крепление привода, когда он соприкасается с диском
колеса. Теперь, подробно описав природу нашего изобретения, мы заявляем, что то, что мы сделали,
соответствует описанию, сделанному нами. Мы заявляем, что то, что мы сделали, обеспечивает равномерное
распределение давления, прилегая к приводу.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_359517.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=359517&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB359517A
[]
-n j1. _ U 4 ? т'1 Лс ' Ир
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: дюна 25, 1930 год. № 79,324/30.
359,517 Заявка принята; октябрь. 26, 1931.
- ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Устройство для уменьшения крутильных колебаний в шайтах.
Я, Вигго Аксель младший, проживающий по адресу: Хайенсгаде 16, Копенгаген, Дания, гражданин Дании,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Изобретение относится к устройствам для уменьшения или минимизации совокупного воздействия
крутильных колебаний в валах, в частности, в коленчатых валах двигателей внутреннего сгорания.
Для предотвращения критических крутильных колебаний в валах используются демпфирующие устройства,
состоящие, например, из деталей двигателя, крутильные колебания которых приводят к совершению работы,
то есть к прохождению определенного пути при преодолении сопротивления, такого как, например, трение,
давление жидкости и т.п. Однако эти известные устройства имеют ряд недостатков: как правило, они имеют
очень сложную конструкцию, что делает их дорогостоящими в производстве, или же их действие приводит к
низкой механической эффективности двигателя в целом, поскольку устройства потребляют часть мощности,
передаваемой на коленчатый вал, которая, таким образом, не используется эффективно. Более того,
достигнутое таким образом демпфирование во многих случаях оказывается недостаточным, поскольку
эффект демпфирования зависит от совершаемой работы, а условия таковы, что для возникновения эффекта
демпфирования необходимо приложить колебательное усилие определенной степени. Таким образом,
сведение вибрационного воздействия к нулю с помощью этих известных устройств было практически
невозможно.
Настоящее изобретение основано на совершенно иных принципах по сравнению с вышеупомянутыми
известными устройствами, поскольку оно базируется на том факте, что критические крутильные колебания
возникают только тогда, когда существует резонанс или приблизительный резонанс между собственной
частотой колебаний вращающегося вала и его скоростью. Таким образом, изобретение обеспечивает
отсутствие фиксированной собственной частоты колебаний вала во время его вращения, а ее постоянное
изменение. Изобретение заключается в использовании инерционных масс, которые соединены с валом таким
образом, что жесткость или упругость соединения и, следовательно, вклад масс в собственную частоту 5.
Вибрация вала изменяется непрерывно и периодически в процессе его вращения.
Известны устройства, в которых маховик периодически соединен со своим валом, а также устройства,
имеющие маховики, снабженные грузиками, радиальное положение которых изменяется во время вращения.
Согласно изобретению, жесткость или упругость соединения 65 между валом и инерционными массами, как
указано, изменяется во время вращения вала, и такое устройство позволяет простым и эффективным
способом добиться того, чтобы собственная частота колебаний 70 вала непрерывно и периодически
колебалась между двумя заданными пределами.
Таким образом, изобретение гарантирует, что вал не будет иметь фиксированной собственной частоты
колебаний 75 и что он никогда не будет работать с собственными частотами колебаний, которые гармонируют
с его скоростью, за исключением очень коротких прерывистых периодов.
Изменяя собственную частоту колебаний, крутильные колебания никогда не достигнут своего максимума,
поэтому вал не будет подвергаться таким критическим дополнительным деформациям, как это было бы в
случае постоянного резонанса. Напротив, амплитуды колебаний будут находиться между минимальной и
максимальной амплитудой диапазона частот колебаний, в пределах которого колеблется собственная частота
колебаний вала 90.
Согласно изобретению, вал и инерционные массы могут, например, быть соединены посредством системы
шатуна и кривошипа, которая периодически переходит в мертвые точки D и содержит упругий или
пружинящий элемент. Или упругое устройство, обладающее эластичностью или жесткостью.
Из которых может варьироваться размер, его можно вставить между валом и инерционными массами.
Соединение между валом и инерционными массами может быть изменено, например, таким образом, чтобы
изменения собственной частоты колебаний вала следовали синусоидальной кривой или кривой
синусоидальной формы, или таким образом, чтобы изменения следовали кривой, состоящей из прямых
линий. Различные конструктивные формы изобретения станут очевидны из прилагаемых чертежей и
последующего описания.
На рисунках 1, 2 и 3 показаны диаграммы дополнительных деформаций, возникающих в результате
крутильных колебаний коленчатого вала.
На фиг. 4–7 схематически показаны различные конструкции в соответствии с изобретением.
— Рис. 8 и 9 — это два участка, расположенных перпендикулярно друг другу посредством пятой конструкции,
а рис. 10 и 11 — аналогичные участки! через- aa-шестая конструкционная форма.
Предположим, что вал вращается с постоянной скоростью. Изменение крутящего момента вызывает
вибрации в валу. Величина колебаний зависит от соотношения между собственной частотой вала и периодом
изменения крутящего момента. Таким образом, дополнительные напряжения в валу также зависят от
указанного соотношения. Наибольшие напряжения возникают, когда изменения крутящего момента
синхронизируются с собственной частотой колебаний вала.
В теоретическом случае вала без демпфирования максимальное напряжение бесконечно, но в случае
коленчатого вала поршневого двигателя демпфирующий эффект механического трения снижает
максимальное напряжение до конечного значения. Обычно рассматривается случай вала с заданной
собственной частотой, на который воздействует крутящий момент, период которого изменяется. В противовес
этому я рассматриваю вал, собственная частота которого, согласно моему изобретению, непрерывно
изменяется, в то время как период изменения крутящего момента или число оборотов двигателя
поддерживаются постоянными.
Соответственно, собственные частоты колебаний вала на рис. 1 отложены по оси абсцисс, а напряжения,
соответствующие фиксированному числу оборотов двигателя в сочетании с различными значениями
собственной частоты, отложены по оси ординат, в результате чего получается кривая k.
— Кривая показана для собственных частот в диапазоне, скажем, от 3000 до 3600 колебаний в минуту.
Максимальные крутящие напряжения наблюдаются при собственной частоте 3300 Гц. При какой частоте
происходит резонанс? Согласно данным firi'e, значение максимального напряжения составляет около 3000
килокилоний на см².
Предполагается, что в соответствии с данным изобретением к валу прикреплены инерционные массы с
переменным моментом инерции таким образом, что собственная частота может изменяться в диапазоне от
3125 до 3350 Гц.
Согласно кривой k, собственная частота 3125 соответствует максимальному дополнительному напряжению
около 200 кгс/см², тогда как дополнительное напряжение при собственной частоте 3350 составляет около 900
кгс/см². Если собственная частота изменяется во время вращения вала, например, 70°, охлаждаясь к
синусоидальной кривой на рис.
На рисунке 3, где ординаты указаны в секундах, а абсциссы такие же, как на рис. 1, дополнительные
напряжения в валу достигают среднего значения, показанного на рис. 1 горизонтальной линией а, т. е. около
600 кгс/см², причем такое среднее значение получено из кривой напряжение-время, полученной совместно из
рис. 1 и 3. Если собственная частота изменяется в более широком диапазоне, например, от 3050 до 3450
колебаний в минуту, т. е. если колебания изменяются во время вращения вала в соответствии с
синусоидальной кривой на рис. 3, дополнительные напряжения достигают среднего значения около 400
кгс/см², соответствующего горизонтальной линии b на рис. 1.
Кривая u на рис. 2 соответствует известным устройствам, в которых инерционные массы попеременно и
внезапно соединяются с валом и отсоединяются от него.
Затем вал вращается попеременно на собственных частотах gf 3125 и 3350, при этом переход от одной
частоты к другой происходит внезапно. Варьируя собственную частоту колебаний в этом механизме,
достигается эффект разрушения вала на каждом из двух пределов частоты в течение определенного
ограниченного промежутка времени, так что этот период достаточен для того, чтобы амплитуда колебаний
инерционных масс достигала высоких значений, особенно если один из пределов частоты находится в точке
резонанса или вблизи нее. Изменение собственной частоты 105 в соответствии с кривой, подобной той, что
показана на рис. 2, в некоторых случаях может привести к определенным недостаткам.
Согласно изобретению, собственная частота может, однако, также выгодно изменяться в соответствии с
кривой, состоящей из ряда прямых линий, когда эти линии имеют зигзагообразную форму, например, как
показано на кривой ty на рис. 3, в этом случае отсутствует период ограниченной длительности 11c, в течение
которого вал вращается с заданной собственной частотой.
В конструкции, показанной на рис. 4, инерционная масса образована пятиколесным механизмом 1,
вращающимся на валу 120, на который надет шпоночный рычаг 2. Рычаг 2 снабжен направляющими 24, в
которых перемещаются направляющие блоки 25. В направляющих блоках имеются радиальные углубления, в
которые могут скользить пружины 26, внешние концы которых закреплены на ободе маховика. Ползунковые
блоки 25 соединены звеньями 21 с неподвижными кривошипами 22, установленными за валом. В процессе
вращения вала звенья вращаются вокруг кривошипов 22; а:
при этом блоки 25 перемещаются вперед и назад по направляющим 24. Маховик 1 вращается вместе с валом,
движение передается пружинами 26, но из-за возвратно-поступательного движения направляющих блоков 25
длина участка пружин, передающего вращение, постоянно изменяется, так что жесткость соединения между
валом и маховиком также постоянно изменяется во время вращения. Это изменение соответствует постоянно
изменяющемуся удлинению или сжатию вала, что приводит к изменению его собственной частоты колебаний.
На фиг. 5 показана конструкция, в которой внешние концы двух пружин 41 закреплены на маховике 1,
вращательно установленном на валу, при этом один конец рычага 40 прочно удерживается между двумя
внутренними концами пружин. Другой конец рычага 40 шарнирно закреплен на маховике 1 на штифте 40а.
Рычаг 40 имеет направляющие 42, между которыми перемещается направляющий блок 43. Ползунковый блок
43 шарнирно соединен посредством штифта 44 с коромыслом 45, которое, в свою очередь, поворачивается
на штифте 46 на рычаге 2, закрепленном на валу. Также имеется поворотный рычаг 45.
имеет ролик 4, который входит в зацепление с неподвижным кулачком 5. Данная конструкция работает
аналогично описанной на рис. 4, при этом движение передается от вала к маховику через рычаг 2, коромысло
45, направляющую 43, рычаг 40 и пружины 41, а давление пружин 41 на рычаг будет больше или меньше в
зависимости от положения направляющей 43.
В конструкции, показанной на фиг. 6, маховик 1 также вращательно установлен на главном валу, на который
надето шпоночное колесо 27, приводящее в движение промежуточный вал 30 через бесконечную цепь 28 и
колесо 29. На валу 30 закреплен рычаг 31 с шатунным пальцем 32, который соединен стержнем 33 с
шатунным пальцем 34, закрепленным на маховике 1. Радиусы двух шатунных пальцев 32 и 34 параллельны и
имеют одинаковую длину. На стержне 33 установлен пружинный элемент 35. Это соединение действует как
регулируемая муфта, поскольку угловое положение пружинного звена относительно радиуса кривошипа r5
изменяется во время вращения вала, так что маховик плавно включается и выключается из зацепления. В
положении, показанном на чертеже, маховик полностью соединен с промежуточным валом 30, так что он
полностью следует за движением промежуточного вала. В положении кривошипа под углом 90° относительно
показанного на рисунке положения маховик не соединен с промежуточным валом 30, поскольку последний в
этом положении может совершать небольшие перемещения относительно указанного положения, которые не
передаются на маховик.
Соединение вала и маховика, а затем их рассоединение происходят плавно, как уже было сказано, так что
собственная частота колебаний изменяется по непрерывной кривой, проходя через значения, лежащие между
двумя предельными значениями.
Конструкция, показанная на рис. 7, аналогична конструкции, показанной на рис. 6. На валу 75.
к рычагу 2 прикреплена шпонка, внешний конец которой образует подшипник для вала 47. На одном конце
последнего находится шестерня 48, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 49, сосредоточенным
на валу 80, но неподвижно установленным на расстоянии 80 от его конца. На другом конце вала 47
установлен кривошип 50 с пальцем 51, который соединен посредством пружины 52 с пальцем 53 на маховике
1, свободно установленном на валу 80. Когда вал 80 вращается, он приводит в движение рычаг 2, а шестерня
48 катится по неподвижному зубчатому колесу 49, благодаря чему кривошип 50 приводится во вращение.
Таким образом, пружина 52 во время вращения вала 90 принимает все возможные угловые положения
относительно радиуса штифта 53. В положениях, когда ось пружины 52 совпадает с радиусом маховика
относительно штифта 53, возможно перемещение рычага 2 на маховике, тогда как в положениях, когда
пружина 52 перпендикулярна указанному радиусу, маховик упруго соединен с рычагом.
Таким образом, маховик соединяется и разъединяется несколько раз за каждый оборот вала, но происходит
постепенный переход от полностью соединенного к полностью разъединенному состоянию, и поэтому
собственная частота колебаний i05 изменяется по непрерывной кривой.
При строительстве согласно рисункам.
8 и 9 маховик 1 свободно вращается на втулке 54, закрепленной шпонкой на валу 80 (рис. 9). Три двойных
цилиндра 2 отлиты заодно с гильзой 54, а поршни 56 с шатунами 57 приспособлены для работы в них. Шатуны
57 установлены на поперечных штифтах 58 в маховике, а упругое соединение между маховиком и валом
осуществляется посредством пружин 59, установленных между выступами на поршнях 56 и на цилиндрах 2.
Еще одно гидравлическое соединение между маховиком и валом 120 устанавливается следующим образом.
Плунжер 60 расположен в центральном отверстии втулки 54 и жестко соединен с крышками 78, 79 корпуса
маховика 81 посредством кольца 76 и пробок 77.
По периметру поршня предусмотрено несколько углублений 61. Каналы 62 ведут из внутренних пространств
55 i 3j513Zlria -9,51Z цилиндров 2 к центральному отверстию втулки 54, так что каждая пара каналов 62 может
сообщаться через карманы 61 (см. рис. 9). Боковые кромки 64 карманов 61 закруглены, чтобы постепенно
устанавливать и постепенно прерывать сообщение между карманами и каналами 62 во время вращения вала
80. = X: В цилиндре содержится жидкость, например, масло. Предусмотрены пространства 55, каналы 62 и
отверстия 61, а также средства (не показаны) для поддержания указанных отверстий и каналов заполненными
жидкостью. Втулка 54 и цилиндры 2 вращаются вместе с валом. Когда втулка 54 находится в положении,
показанном на фиг. 8, относительно карманов 61 неподвижного плунжера 60, вал 80 жестко соединен с
маховиком 1, при этом жидкость удерживается в цилиндрах, образуя жесткое соединение между цилиндрами
2 и поршнями 56. Когда вал поворачивается из описанного положения, сообщение между цилиндрическими
пространствами 55 постепенно устанавливается благодаря закругленным краям 64, а когда соединение
между каналами 62 достигает максимума, маховик соединен с валом только посредством пружинной муфты
54 и 56-59.
При дальнейшем вращении вала связь между цилиндрами постепенно ослабевает и, наконец, полностью
прекращается. Таким образом, маховик 1 соединен с валом 80 посредством муфты, жесткость которой
непрерывно и периодически изменяется в зависимости от угла поворота вала, причем указанная жесткость
изменяется от значения, соответствующего полностью жесткой гидравлической муфте 10, до другого
значения, зависящего от жесткости пружин 59.
В варианте, показанном на фиг. 10 и 11, маховик 1 также может вращаться на ступице 54 рычага -2,
закрепленного шпонкой на валу -45 80. Рычаг 2 образует подшипник 67 для цилиндра 65, который состоит из
двух частей, скрепленных винтами путем нарезания резьбы 66 на двух противоположных концах, входящих
друг в друга. Путем свинчивания двух частей цилиндра 65 вместе, кольцо 68, образованное в центре пружины
69, зажимается между концом одной части цилиндра и выступом на другой части цилиндра. Пружина 69 имеет
ушко 70 на каждом конце, эти ушки закреплены болтами 71 во втулках 72, которые вращаются в подшипниках
73 в колесе 1. Цилиндр 65 имеет на одном конце коническую шестерню 74, входящую в зацепление с
неподвижной конической шестерней 75, соосной с валом 80. Во время вращения вала рычаг 2 и цилиндр 65
вращаются друг с другом и благодаря соединению:
- маховик 1' к валу 80, хотя при ускорении лопастей 69, энергия передается на маховик 1. Во время вращения
вала 80 коническая шестерня 74 вращается вокруг конической шестерни 75, которая не принимает на себя
часть вращения, и таким образом цилиндр 65 приводится во вращение вокруг своей оси. 70 Следовательно,
пружина лопасти иногда параллельна, а иногда перпендикулярна плоскости вращения маховика 1, так что
движение передается попеременно жестким элементом, когда пружина лопасти параллельна плоскости
вращения, и упругим пружинным элементом, когда пружина лопасти перпендикулярна плоскости вращения; и
между этими двумя предельными условиями происходит постепенный переход, так что собственная частота
колебаний вала плавно изменяется между двумя линейными значениями, проходя за каждый оборот через
промежуточные значения на определенное значение.
количество раз - зависит от передаточного отношения конической зубчатой передачи.
Изобретение в значительной степени ограничивается изображенными и описанными конструкциями, но может
быть реализовано и другими способами, не отступая от принципов изобретения.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я заявляю, — это: — 1. — Устройство для уменьшения крутильных колебаний валов, в частности коленчатых
валов двигателей внутреннего сгорания, характеризующееся соединением инерционных масс с валом,
жесткость этого соединения и, следовательно, вклад масс в собственную частоту колебаний вала непрерывно
и периодически изменяется во время вращения вала.
2.
Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что вал и инерционные массы соединены посредством стержня и
кривошипно-шатунной системы, которая периодически переходит в мертвые точки и содержит упругий или
пружинящий элемент.
3.
Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что между валом и инерционными массами вставлено упругое
устройство, упругость или жесткость которого изменяется.
4.
Устройство по п. 1, 2 или 3, 12, характеризующееся тем, что инерционные массы расположены таким образом,
что изменения собственной частоты колебаний вала во время его вращения следуют синусоидальной или
аналогичной по форме кривой.
5.
Соседние файлы в папке патенты