початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2070664

СПОСІБ НАКОПИЧЕННЯ МЕХАНІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Ім'я винахідника: Крашенинников Альберт Володимирович
Ім'я патентовласника: Крашенинников Альберт Володимирович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.12.28

Використання: відноситься до галузі механіки і може бути використано в різних електромеханічних пристроях, що містять маховики. Суть винаходу: симетричний маховик, який має одну ступінь свободи (обертання навколо осі симетрії), поміщають в карданова підвіс і розкручують одночасно навколо двох пересічних в центрі мас маховика осей: осі симетрії (власної осі обертання) маховика і осі обертання карданового підвісу (другий осі обертання маховика), що проходить через центр мас маховика; при цьому з тим, щоб забезпечити динамічну врівноваженість обертається маховика, вісь симетрії маховика розташовують під таким кутом до осі обертання карданового підвісу, при якому для заданого співвідношення кутових швидкостей обертання маховика момент сил інерції маховика по осі, перпендикулярної осях обертання, дорівнює нулю, а саме під кутом



де _J z, _J x - головні моменти інерції маховика, з яких _J z - по осі симетрії; _{1, 2} - кутові швидкості обертання власне маховика і карданового підвісу відповідно.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до галузі механіки, а саме до способів накопичення механічної енергії обертального руху, і може бути використано в різних електромеханічних пристроях, що містять маховики, зокрема в інерційних акумуляторах енергії.

Загальновідомий спосіб накопичення механічної енергії обертального руху [1] полягає в тому, що розкручують маховик інерційного акумулятора навколо осі, перпендикулярної площині обертання маховика і є для маховика будь-якої головною центральною віссю інерції. Недоліком такого способу накопичення енергії є неповне використання інертності маховика, т. Е. Невикористання його інертності по двох інших осях інерції в обертальному русі, що знижує питому енергоємність маховика при обмеженні його кутової швидкості обертання.

Відомий і спосіб накопичення механічної енергії [2] який в деякій мірі усуває недолік загальновідомого (традиційного) способу накопичення енергії [1] Відповідно до цього способу маховик інерційного акумулятора розкручують навколо двох пересічних під прямим кутом осей, що проходять через центр мас маховика і є для маховика головними осями інерції. Однак суттєвим недоліком даного способу накопичення енергії є що виникає в процесі обертання маховика неприпустима навантаження на опори підшипників інерційного акумулятора в радіальному напрямку (динамічна неврівноваженість обертового маховика).

Мета винаходу усунення зазначених недоліків, т. Е. Розвантаження підшипникових опор інерційного акумулятора в радіальному напрямку при збереженні переваги способу-прототипу [2] по відношенню до загальновідомого способу накопичення енергії [1]

Поставлена ​​мета досягається за рахунок певного розташування маховика в кардановом підвісі. Вісь симетрії (власну вісь обертання) маховика розташовують під таким кутом до осі обертання карданового підвісу (до другої осі обертання маховика), при якому для заданого співвідношення кутових швидкостей обертання маховика момент сил інерції маховика по осі, перпендикулярної осях обертання, дорівнює нулю.

СПОСІБ реалізується в такий спосіб

Симетричний маховик, який має одну ступінь свободи (обертання навколо осі симетрії), поміщають в карданова підвіс і розкручують одночасно навколо двох пересічних в центрі мас маховика осей: осі симетрії (власної осі обертання) маховика і осі обертання карданового підвісу (другий осі обертання маховика), що проходить через центр мас маховика; при цьому на відміну від способу-прототипу [2] вісь симетрії маховика розташовують не під кутом 90 ^o до осі обертання карданового підвісу, а під таким кутом, при якому для заданого співвідношення кутових швидкостей обертання маховика момент сил інерції маховика по осі, перпендикулярної осях обертання , дорівнює нулю, т. е. під кутом, при якому гіроскопічний момент пари сил (радіальних динамічних реакцій підшипникових опор маховика) дорівнює нулю. Крім цього, задавшись вимогою, щоб маховик, що розкручується за пропонованим способом, в порівнянні з маховиком, розкручуваним за способом-прототипу, мав принаймні не меншою питомою енергоємністю, знаходять, як повинні співвідноситися головні моменти інерції маховика.

На кресленні, що пояснює суть винаходу, схематично зображені: 1 маховик; 2 карданова підвіс; 3 вісь симетрії (власна вісь обертання) маховика; 4 вісь обертання карданового підвісу (друга вісь обертання маховика), що проходить через центр мас 0 маховика; 5 вісь ОК, перпендикулярна осям 3 і 4.

Пояснимо суть винаходу.

нехай _{1, 2} кутові швидкості обертання маховика навколо перетинаються в точці O осей 3 і 4 відповідно;

_J z головний момент інерції по осі симетрії OZ маховика;

_J x, _J y головні моменти інерції по осях ОХ, OY відповідно, причому _J y J x в силу симетрії маховика.

Знайдемо умову, за якої гіроскопічний момент пари сил (реакцій ) Дорівнює нулю, т. Е. Умова розвантаження підшипникових опор інерційного акумулятора в радіальному напрямку.

Застосування методу Лагранжа дає таке рівняння рівноважного стану маховика щодо осі ОК:



де L відстань між точками докладання зусиль (Див. Фіг. 1);

кут між осями 3 і 4.

З отриманого виразу випливає, що реакція R опор підшипників дорівнює нулю в двох випадках:

при q 0 ^o (цей випадок відповідає традиційному способу накопичення енергії за допомогою обертання маховика навколо тільки однієї осі);

при

Таким чином, умовою, що визначає рівність нулю гіроскопічного моменту пари сил і становить суть пропонованого винаходу, є вираз (1). При цьому з отриманого виразу випливає, що

1) динамічна врівноваженість обертається маховика має місце на будь-якому етапі роботи маховика (на етапі розкрутки, зберігання та віддачі потужності споживачеві), якщо

₁ / ₂ = const;

2) питома енергоємність маховика, розкручуваного за пропонованим способом, буде не менше питомої енергоємності маховика, розкручуваного за способом-прототипу, якщо

J ₁ / J _{2> 1 2} + 1.с

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб накопичення механічної енергії, що полягає в тому, що маховик інерційного акумулятора розкручують навколо двох пересічних в центрі мас маховика осей, що відрізняється тим, що вісь симетрії (власну вісь обертання) маховика розташовують під певним кутом до осі обертання карданового підвісу (до другої осі обертання маховика ), при якому для заданого співвідношення кутових швидкостей обертання маховика момент сил інерції маховика по осі, перпендикулярної осях обертання, дорівнює нулю, а саме під кутом

де _I z, _I x головні моменти інерції маховика, з яких _I z по осі симетрії;

_{1, 2} кутові швидкості обертання власне маховика і карданного підвісу відповідно.

Версія для друку
Дата публікації 17.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів