Техника - молодёжи 2007-10, страница 5

Конструкции с планетарными механизмами

Известно огромное количество изобретений, предлагающих замену кривошипно-шатунного механизма. Однако ни одно из них не нашло широкого применения из-за сложности, большого количества подвижных элементов и не технологичности конструктивных решений. Инженер, к.т.н. Ю.А Горшков предложил заменить кривошип простым и технологичным планетарным механизмом с фигурной рейкой.

Сначала я увидел его конструкцию в компьютерном варианте. Юрий Горшков, пенсионер, работавший всю жизнь конструктором

в аэрокосмической области, в частности, принимал участие в создании спасаемых аппаратов и скафандров. Будучи на пенсии, продолжает моделирование на своём мощном компьютере. Однажды он решил посмотреть, как будет работать подобная схема двигателя. После того как на модели в анимации схема заработала, он решил заглянуть в справочник Артаба-левского и с удивлением обнаружил, что такой механизм не описан. После чего изобретатель стал усиленно работать над конструкцией и даже построил её в пластиковом варианте, но за четыре года

работы так и не смог самостоятельно реализовать конструкцию в металле. Наше знакомство привело к тому, что это случилось.

После реализации и запуска варианта компрессора выявились некоторые дефекты, в частности, сломалась одна ось, и обломки попали в работающий механизм. Как и говорил Юрий, механизм не сломался, а сам себя выключил. И ещё мы увидели, что механизм нормально продолжает работать даже без двух осей. Думаю, что дальнейшее исследование работы механизма, приведёт к его упрощению.

Вячеслав Сербии

Это оригинальное решение Юрия, соединённое с возможностями фирмы «Криамид», позволило реализовать данную конструкцию в металле и увидеть, как она реально работает

Благодаря ещё одному варианту планетарного механизма с фигурной рейкой, можно создать очень простую и компактную поршневую машину, например компрессор. Поршни надеваются с двух концов на рейку (тёмная с зубьями) и вместе с двумя опорными деталями (показана одна - светлая, сзади рейки) вставляются в цилиндр. С внешней стороны опорные детали фиксируются вкладышами подшипников и двумя валами с зубчатыми колёсами, зацеплёнными с рейкой, и общим маховиком. Все операции производятся без использования крепежа. Для окончательной сборки двигателя достаточно закрыть валы крышками подшипников -и всё: не нужны противовесы, так как динамические нагрузки воспринимает корпус двигателя

Так выглядит дорабатываемый планетарным механизмом с фигурной рейкой двигатель внутреннего сгорания. Его преимущества:

- сброс тепла на стенки на 15% меньше;

- индикаторный КПД выше;

- гибкий шатун сберегает зубья. Планетарный механизм полностью разгружает зубчатое зацепление и вал от давления поршня

в мёртвых точках, а вблизи от них плавно нагружает. Корпус воспринимает пиковое давление поршня и силы инерции подвижных деталей через опоры качения. Работа зацепления с гибким шатуном надёжна, так как происходит без ударных нагрузок

<1

Другой планетарный механизм с фигурной рейкой позволяет создать привод насоса для нефтяных скважин с поперечными размерами 2x2,5 м при усилии 50 т. Такой привод насоса можно собирать в заводских условиях (без противовесов) и доставлять на место окончательного монтажа. Он в 2 - 3 раза легче и компактнее существующего. За счёт оптимального уравновешивания привода насоса и зубчатого зацепления рейки с валом возможно использование редуктора с меньшим передаточным отношением и двигателя меньшей мощности, что делает привод дешевле и экономичнее

www.tm-magazin ,ru 5