Модератор: GRN

Уважаемые коллеги!

В приведенной на рисунке конструкции присутствует эффект нарастания числа оборотов диска проигрывателя (при неизменном вращающем моменте на валу диска), вплоть до значений, когда конструкция начинает разрушаться. Разрушение начинается при n = 1000-1200 об/мин. Частота вращения ведущего обрезиненного диска устанавливалась в районе 60-100 об/мин.
Момент вращения диска соизмерим с моментом вращения электродвигателя.

В чем причина? Кто может пояснить?

Я вообще удивляюсь. :shock: "Опытный" человек, а такие простые вещи не понимает. 😕 Происходит постоянное накопление получаемой от электродвигателя энергии вращающимся диском (=маховиком). Тоже самое Вы наблюдаете и в резонансных цепях - накопление. 8)

Это очень интересный момент!
Вообщето для достижения высоких оборотов (даже на ХХ) в коллекторных двигателях нужно повышать напряжение питания и увеличивать подводимую мощность.
А здесь при постоянном напряжении и постоянной подводимой мощности, получается что можно достичь любых оборотов, если бы только выдержала конструкция.
Я такой схемы раньше не встречал.... Нужно поискать ей применение.

Где Вы нашли любые обороты? :shock: Обычный закон Архимеда: F1V1=-F2V2 8)
По такому принципу делались первые автоматические коробки передач.

igorb4,

Вы немного не поняли принцип работы этого устройства. Это не просто "кробка передач".
В нем обороты будут непрерывно нарастать (естественно до разумных пределов)...

Если я правильно понял, то при фиксированной и в принципе небольшой частоте вращения ведущего диска (ролика), частота вращения большого диска (проигрывателя) непрерывно возрастает?
Кстати, 1000-2000 об.мин. совсем немного. Почему это приводит к разрушению? А вообще факт такого нарастания весьма страннен. Должно быть не более 80 об.мин. при указанных размерах... И ведь в этой связанной системе усилие должно передаваться и обратно, на ведущий двигатель! Хм, а это точно не разводка? :?

А в двигателе центробежный ограничитель оборотов есть? А то знаете - ли последовательное возбуждение бывает приносит неожиданные сюрпризы. 😀

Вроде нет. Корпус двигателя может ведь тоже вращаться и стоит на оси диска через подшипник.
В начале диск и сам копус двигателя начнут раскручиваться в разных направлениях. Но двигатель закреплен через подшипник на оси диска, и из-за трения в подшипнике, он будет "увлекаться" диском в направлении вращения диска. Тогда если скорость двигателя и передаточное отношение постояноо, но корпус двигателя потихоньку увлекается диском в его направлении, то и скорость диска, по отношению к нам будет тоже потихоньку возрастать, при неизменной скорости между двигателем и диском.
Но это только предварительное мое мнение, возможно я и ошибаюсь.

GRN, весь секрет в динамическом изменении рычага прикладываемых сил по двум цепям "двигатель - передающий диск - маховик" и "маховик - диск - двигатель". Поскольку толщина диска у Вас не нулевая, то пробуксовка его краев неизбежна, как следствие деформация резины и вибрация, приводящая к разрушению элементов конструкции.

Кроме того, меня очень заинтересовало соотношение двух размеров AC и BD (см. рис.)

gorb4 писал,



Получается так, что пока этот феномен не совсем понятен. Я думаю Архимед здесь абсолютно не к месту.


NNN

Задача получения максимального числа оборотов двигателя не ставилась. Задача состояла в том, чтобы на достаточно длительное время приложить к диску постоянный вращающий момент.
Действительно наблюдается эффект постоянства угловой скорости движения электродвигателя относительно поверхности диска, а система из «сцепленных» электродвигателя и диска линейно увеличивает число оборотов при постоянном вращающем моменте.
Получается движение типа реактивного без отброса внутренней массы.


ARG писал,



Разводить никого не собирался. 1000 об/мин потому, что на колене конструкция собирается.

KomX писал,



Я рисовал в масштабе. Края обрезиненного диска несколько скруглены. Сцепление – «резина по резине».

DevilR

Ток не измерял. Напряжение питания 16 В. Запитка через резистор 8 Ом.


Alexandr_VS

Чистый двигатель постоянного тока с обмоткой возбуждения Uраб = 24 В.

GRN, Это действительно очень интересный эффект, если я правильно поняла то диск вращается в ту же сторону, что и двигатель, только обороты у него немного меньше чем у двигателя? Что-то очень напоминает вихревую структуру...

zimnyaya,

Именно так, только обороты у него значительно больше, чем у двигателя. Только вот никак не соображу, каким образом записать математическое выражение.

zimnyaya,

Лучше посмотрите. В наличии три вращательных движения.

GRN, а с какой частотой у Вас вращается блок двигателя?

Подкину уголька-
Давно у меня бродила мысль, что дизельный двигатель- очень близок к оптимальной схеме...
От Luft Kraft с «Тестатики»
«...возьмем к примеру конструкцию и принципиальную схему дизельного двигателя... первые такие двигатели "шли в разнос" , да идея впрыска топлива под высоким давлением в герметичный цилиндр с заданным изменением давления вызывало взрыв топлива без искры... но возникла проблема- привод поршней цилиндра и привод насоса высокого давления были соединены вместе и основной вал "питал" своим движением НВД (насос) - ну вот и возникла проблема - вал крутился все быстрее и быстрее ... до тех пор пока шатуны могли выдерживать свой предел прочности на растяжение...двигатель разлетался на мелкие ошметки в радиусе до 2-х километров. где-то на заводе Лихачева - помоему еще сохранился бункер где делали первые испытания. В этом движке основной обьем занимает механизм который снимает лишнюю можность с насоса высокого давления. - а в свое время казалось вот - вот он КПД который ограничен только прочностью материалов... и размером бака ...только прочностью материалов...»
Ничего не напоминает?
😀

И в какую сторону? В противоположную от диска или в сторону вращения диска.
Я думаю, что в начальный момент двигатель должен вращаться в противоположную сторону от диска. А потом постепенно обороты корпуса двигателя снижаются, а потом он медленно начинает вращаться уже в сторону диска... Так ли это?

Все зависит от точки наблюдения и измеренияй.
Если наблюдатель находится на поверхности диска, то он видит вращающийся ведущий диск со скоростью "омега" 1 и двигатель вращающийся со скоростью "омега" 2, ортогонально своей образующей. Скорости вращения "омега" 1 и "омега" 2 относительно диска проигрывателя примерно одинаковы "омега" 2 - чуть меньше, за счет большего плеча. Если сцепление 100%, то отношение скоростей - отношение окружностей соприкосновения.
Если наблюдатель находится вне системы "диск - двигатель", то он видит линейно нарастающую скорость вращения всей системы "омега" 3.
Описывать словами относительные движения затруднительно. Поэтому мне пришлось нарисовать пояснительные рисунки.

Рассмотрите два типа вертолетов.

GRN,
Я спрашивал, если ВЫ стоите на полу и смотрите на это устройство, то сначала КОПУС двигателя вращается в противоположную сторону, чем диск . А потом, через определенное время, КОРПУС двигателя замедляет свое вращение и начинает медленно вращаться уже в сторону вращения диска. Меня пока не интересуют относительные скорости вращения диска и двигателя и т.д., и как это будет выглядеть если наблюдатель сидит на поверхности диска или на корпусе двигателе.
Меня интересует этот процесс относительно Вас и ваших глаз, а Вы стоите в комнате на полу.
Так ли это?

GRN,
Попробую объяснить данное явление: вращение диска происходит относительно наблюдателя, вращение блока двигателя происходит относительно диска, который, в свою очередь, вращается. При фиксации блока двигателя (омега_2=0) диск на двигателе вращается со скоростью омега_1=const, большой диск - с омега_3=const (переходные процессы не учитываются, сцепление 100%). При фиксации большого диска (омега_3=0) диск на двигателе вращается со скоростью омега_1=const, блок двигателя - омега_2=const. В обоих случаях скорость "точки соприкосновения" будет постоянной и oмега_2=омега_3, то есть скорость большого диска относительно малого (на двигателе) будет постоянна. При свободном вращении именно из-за этого условия и условия сохранения импульса скорость омега_3 будет постоянно возрастать, и будет ограничена силами трения или прочностью конструкции. Поэтому в начальный момент направления вращения блок двигателя-диск противоположны, потом блок двигателя останавливается, затем начинает вращаться в том же направлении что и диск. Это с точки зрения наблюдателя, стоящего в стороне и смотрящего на конструкцию. При этом разница в скоростях диска и блока двигателя равна омега_2=соnst. ИМХО.

Andr,
NNN,
lord76,

Первый опыт был проведен на детской карусельке. Обычным шагом пошел по кругу и очень быстро оказалось, что перемещаюсь относительно Земли спиной вперед, да еще со все увеличивающейся скоростью. Ощущения - нарастающее действие центробежной силы и возможность все более увеличивать скорость вращения диска карусели.
Обратился к Форуму из-за того, что никак не могу математически сформулировать этот процесс правильно.

GRN,
Думаю Вам нужно нарисовать векторы действующих сил, и тогда станет понятно почему так происходит. Блок двигателя работает как бы в своей системе координат, которой является большой диск, и сообщает ему постоянно импульс. Отсюда и равноускоренное движение диска. Наблюдателю, находящемуся на диске и не имеющего возможности посмотреть на себя со стороны, будет казаться что диск стоит на месте, а вот колесо двигателя движется по окружности (по плоскости большого диска) с постоянной скоростью. Простой пример - Земля и мы на ней. Даже была гипотеза-умозаключение о том, что если все население Земли одновременно сделает шаг по линии экватора, то скорость вращения Земли изменится.
Данная механическая схема наверняка рассматривалась но не нашла технического применения из-за наличия фрикционной передачи, которая на больших скоростях будет работать плохо и нестабильно.

GRN, хоть Вы и не приняли всерьез мое замечание о толщине прорезиненного диска, на приведенном Вами же примере карусели более проявленно видно, что делая одинаковые как по длине шага, так и по скорости перемещения ноги относительно тела, Вы одной ногой разгоняете карусель, а второй ее тормозите (или она, карусель, увлекает Вас за собой)... Без учета деформации резины, и процессов ее принятия прежней не напряженной формы, а так же колебательных процессов в каждой из трущихся пар (да-да, от трения в подшипнике мотора тоже не уйти, коль в нем есть дифференциал коэф. трения по периметру-границе двух трущихся поверхностей), математическое описание будет у Вас "хромать" своей неполнотой.
Удачи.
Аналогии с подшипником не находите?

KomX,

Площадь соприкосновения ведущего диска с ведомым не играет особого значения. Суть проблемы заключается в том, что обычные соотношения для механической мощности в рассмативаемом случае не выдерживаются. Наблюдается усиление механической мощности на прядок. При грамотном изготовлении механизма, оцениваю, два порядка и более.
К Форуму обратился потому, что сам не могу быстро вывести математическое обоснование.

Насчет хождения по кругу могу сказать только,то, что сам ощущал. Заменил себя механизмом, все осталось именно так, каким образом себя ощущал.

Снимал резину с большого диска. Все повторяется. Постоянная времени уменьшилась - масса ведомого диска уменьшилась и масса всей системы стала меньше.

Подшипника в данной ситуации просто не вижу.

DevilR,

Формулу Pмех = 2 х Пи х М х f пока еще никто не отменил. Возрастание М, при прочих равных условиях, - это не накопление, а усиление Рмех. Не следует прятаться за словесными формулировками. Накопил в переходном поцессе, зафиксировал в работе, тогда дельта - это коэффициент усиления. Зачем в "страусов" играть?

У Вас нет прав отвечать в этой теме.

Форум - Механические центробежные (вихревые) генераторы - Генератор Клема - Почему так получается? - Стр 1