Инерционный энергоаккумулирующий элемент и способ его изготовления

Инерционный энергоаккумулирующий элемент и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1947522 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27. 07. 80 (21) 2972212/25-28 с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетОпубликовано 3007.82. Бюллетень Мо 28

Дата опубликования описания 300782 ($1)hi KA 3

F 16 F 15/30

F 16 Н 33/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (З) УДК 621.8.032. .2(088.8) (72) Автор изобретения

Г.К. Овчаренко

Днепропетровское отделение Института механики,.

AH Украинской ССР

/ (71) Заявитель

/ (54) ИНЕРЦИОННЫЙ ЭНЕРГОЛККУМУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в инерционных аккумуляторах, приводах машин, содержащих маховик, энергоаккумулирующих системах и системах ориентации и стабилизации аппаратов.

Известен маховик, в состав которого входит энергоаккумулирующий элемент (обод), навитый по орбитальной (спиральной ) схеме из нитевидного материала. Энергоаккумулирующий элемент:в этом маховике состоит из последовательно расположенных частей намотки, каждая из которых имеет форму, принимаемую ею по форме оправки, на которую намотан энергоаккумулируюций элемент в статическом состоянии (1).

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является входящий в состав маховика энергоаккумулирующий элемент в виде намотки из пропитанного связующим нитевидного материала, навитого по орбитальной схеме, состоящий из последовательно повторяющихся частей наметки, каждая из которых представляет собой отрезок нити, заключенной между срединными точками двух поледовательно расположенных вдоль нити идентичных участков. В известном устройстве каждая повторяющаяся часть намотки имеет форму, отличную от формы, принимаемой ею в поле центробежных сил f2).

Эти инерционные энергоаккумулирующие элементы обладают тем недостатком, что они имеют низкие энергоемкостные характеристики, обусловленные тем, что каждая повторяющаяся часть намотки, имеющая форму, отличную от формы той же части намотки в поле центробежных сил, находится при вращении в более напряженном состоянии при прочих равных условиях (одинаковый материал, равенство длин этих частей и т.д.) и поэтому энергия, аккумулируемая таким образом при вращении, будет меньше энергии, аккумулируемой аналогичной частью намотки, но имеющей форму нити, применяемой в поле центробежных сил.

Этот инерционный энергоаккумулирующий элемент изготовлен извест25 ным способом, включающим пропитку связующим нитевидного материала, намотку его по орбитальной схеме на оправку и отверждение связующего, при этом отверждение связующего осу30 ществляют иа оправке в статическом

947522 состоянии последней, т.е. не в поле центробежных сил, Цель изобретения — повышение энергоемкостных характеристик инерционного энергоаккумулирующего элемента.

Указанная цель достигается тем, 5 что в инерционном энергоаккумулирующем элементе в виде намотки из пропитанного связующим нитевидного материала, навитого по орбитальной схеме, состоящим иэ последовательно 10 повторяющихся частей намотки, каждая иэ которых представляет собой отрезок нити, заключенной между срединными точками двух последовательно расположенных вдоль нити идентичных участков, каждая повторяющаяся часть намотки имеет форму, принимаемую ею в поле центробежных сил.

Инерционный энергоаккумулирующий элемент предлагаемой конструкции

20 изготавливается способом, который включает операции пропитки связующим нитевидного материала, намотки его по орбитальной схеме на оправку и отверждения связуюцего, и в котором отверждение связующего осуществляют при вращении оправки с угловой скоростью не менее 5% максимально допустимой при давлении окружающей среды не выше 0,1 кг/см .

На фиг.1 представлен частично инерционный энергоаккумулируюций элемент, на фиг.2 — разрез А-A на фиг;1; на фиг.3 — формы повторяющихся частей намотки (в прототипе при угловой скорости равной нулю— штрихпунктирная линия, в прототипе при максимально допустимой угловой скорости — пунктирная линия, в энергоаккумулирующем элементе по изобретению - сплошная линия); на фиг.4 — 40 конструкция оправки для изготовления энергоаккумулирующего элемента; на фиг.5 — вариант конструкции оправки, на фиг,6 — схема способа изготовления энергоаккумулирующего элемента (процесс намотки анизотропного нитевидного материала, пропитанного связующим, на оправку).

Инерционный энергоаккумулирующий элемент в виде намотки из пропитанного связующим нитевидного материала, навитого по орбитальной схеме, состоит из последовательно повторяющихся частей 1 намотки, каждая из кото;рых представляет собой отрезок нити, заключенной между срединными точками

2 и 3 двух последовательно расположенных вдоль нити идентичных участков 4 и 5,один из которых рассмотрен между точками 2 и 6, а другой — между точками 6 и 3. Каждая повторяющаяся часть 1 намотки имеет форму (фиг.3) принимаемую ею в поле центробежных сил. В прототипе аналогичные части 7 и 8 соединяются в точке

9 (фиг.3). 65

При изготовлении по предлагаемому способу инерционного энергоаккуму лирующего элемента с последовательно повторяющимися частями 1 используют оправки 10 и 11 (преимуцественно, двух типов). В первом случае (фиг.4) оправка 10 содержит две симметричные ступицы 12 и 13, одна из которыхступица 12 — подвижна в направлении оси вращения оправки 10. Каждая из ступиц 12 и 13 содержит удаляемые до отверждения связующего части 14 и 15 и после отверждения части 16 и

17.

Во втором случае (фиг. 5) оправка

11 состоит из двух ступиц 18 и 19 и диска 20, удаляемого после намотки материала на оправку 11 при ее вращении до полимеризации связующего.

Удаляемые части 14, 17 и диск 20 справок 10 и 11 могут быть выполнены из легкоплавких материалов (например, парафина, воска, сплава Вуда и т.п.), термопластичных пластмасс, с низкой теплостойкостью, сублимирующих веществ с низкой температурой сублимации.

При вращении маховика с энергоаккумулирующим элементом, выполненным в соответствии с изобретением и имеющим форму каждой повторяющейся части намотки соответствующей форме, которую принимает вращаюцийся равновеликий и равноупругий абсолютно гибкий отрезок, концы которого закреплены в точках 2 и 3, имеет место увеличение энергоемкости знергоаккумулирующего элемента и соответственно маховика по сравнению с прототипом. Это обусловлено тем, что форма каждой повторяющейся части элемента выполнена оптимальной с точки зрения прочностных, а следовательно, и знергоемкостных характеристик.

Изготовление инерционного энергоаккумулирующего элемента происходит следующим образом.

После намотки нитевидного материала, пропитки его связующим, оправку 10 или 11 помещают в камеру (не показано), снижают в ней давление, например, до 0,05 кг/см (для уменьшения влияния аэродинамического сопротивления на форму каждой повторяющейся части 1 намотки) и приводят во вращение. После достижения заданной скорости (например, 0,2 сб Иасти оправок 14,17 и диска 20 удаляют и полное отверждение связующего осуществляют в процессе вращения. После отверждения связующего инерционный энергоаккумулирующий элемент, выполненный из повторяющихся частей

1, с оправкой 10 или 11 извлекают из камеры и снимают с оправки 10 или 11.

Изготовление предлагаемого инерционного энергоаккумулирующего эле947522 мента с использованием любой иэ описанных выше оправок 10 или 11 позволяет примерно в 1,7 раза повысить энергоемкостные характеристики по сравнению с прототипом. г

Формула изобретения

1. Инерционный анергоаккумулирующий элемент в виде намотки из пропитанного связующим нитевидного материала, навитого по орбитальнай схеме, состоящий из последовательно повторяющихся частей намотки, каждая из которых представляет собой отрезок нити, заключенной между срединными точками двух последовательно расположенных вдоль нити идентичных участков, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения энергоемкостных характеристик, каждая повторяющаяся часть намотки имеет форму, принимаемую ею в поле центробежных сил.

2. Способ изготовления инерционного аккумулирующего элемента, 5 включающий пропитку связующим нитевидного материала, намотку его по орбитальной схеме на оправку и отверждение связующего, о т л ич а ю шийся тем, что, отверждение связующего осуществляют при вращении оправки с угловой скоростью не менее 5% максимально допустимой при давлении окружающей среды не выше 0,1 кг/см .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIA 9 2265004 кл, F 16 F 15/30, 1972 °

2. Патент Франции Р 2242607, кл. F 16 F 1155//3300, 1969 (прототип Р. !

947522

Составитель В. Итукарев

Редактор И. Тыкей Техред A. Бабинец Корректор И. Муска

Заказ 5597 56 Тираж 990 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раунская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная,