專利名稱：可聯軸制力器組及其在沉樁機和直升飛機車等應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造力的機器及其應用。
在發明專利“可調偏心距制力器及其應用”(專利申請號00114417.0)說明書中，對制力器結構原理已作了詳細說明。可調偏心距制力器與傳統的雙軸慣性激振器相比，具有如下優點，微波動的合成離心力大小可調及力方向不變；由于偏心距可調為零，使起動和停機變速旋轉時不發生共振現象；傳動軸軸承不承受徑向離心力作用，有利于提高轉速。目前已試制雙缸八滾輪制力器樣機，其缺點是傳動軸不能穿過缸體，也就是不能形成可聯軸制力器組。已試制樣機外形尺寸長×寬×高＝280×350×300毫米，用鋼制造滾輪，轉速6000轉/分時制力6千牛；用鎢制造滾輪，轉速6000轉/分時制力6×19.3/7.8＝14.82千牛。在相同制力情況下，提高制力器轉速可以使制力器體積小重量輕，因為制力與轉速成平方關系。但提高制力器轉速會遇到關鍵零件滑塊的耐磨問題，也就是制造材料或表面涂層處理技術問題。減輕制力器重量最有效方法是采用高強輕質材料制造制力器，例如用摻入納米AL2O3粉的碳纖增強環氧樹脂制造殼體和齒輪等。缸筒內曲面采用園型的雙缸筒八滾輪制力器方案存在合成離心力大小微波動問題，理論計算合成離心力最大值與最小值相差0.6％。如此小的波動可認為無波動，雙缸八滾輪制力器可應用于直升飛機車。
制力器要取得廣泛應用，要解決在小缸徑高轉速的前提下，獲得工程上所需的任何大小等級的合成離心力，并且有利于在交通運輸機械、林業機械、農業機械及工程機械的安裝。需要很大垂直壓力的沉樁機，如步履式靜力沉樁機沉樁壓力需3600千牛，如此大的壓力所需沉樁機自重大于360噸。如果采用制力沉樁代替靜力沉樁，或代替一半靜力沉樁，制力器如何設計，制力器如何在沉樁機中安裝，這就是本發明提出要解決的問題。用制力沉樁代替靜力沉樁或代替一半靜力沉樁，可使沉樁機體積小重量輕，若行走機構由步履式改為履帶式或輪胎式，行走與使用靈活方便。
既然制力器能用于沉樁機，自然會想到把制力器用于直升飛機，創造一種新的交通運輸車輛——直升飛機車，把直升飛機與汽車兩者功能融合為一體。現有飛機依靠空氣動力學產生升力或推進力，因而需要設計外形尺寸很大的機翼或旋翼，這是限制飛機在公路上行駛的主要原因。據《航空知識》1998年4月號插頁一介紹，美國卡曼公司研究的SH-2G“超海妖”全面候艦載直升飛機主要數據旋翼直徑13.51米，尾漿直徑2.46米；裝兩臺通用電氣公司制造的T700-GE-401渦輪軸發動機，單臺功率1285千瓦；空重3447公斤，最大起飛重量6124公斤(即懸停所需升力約61千牛)；最大平飛速度256公里/小時，海平面最大爬升率12.7米/秒。又據《航空知識》1998年4月號第39頁介紹，德國道尼爾航空有限公司研制的“西莫斯”LV海上偵察無人駕駛直升飛機，主要數據旋翼直徑6.1米；裝一臺艾利遜公司生產的250-C20W渦輪軸發動機，功率313千瓦；最大起飛重量1060公斤(即懸停所需升力約11千牛)；最大速度167公里/小時；海平面爬升率10米/秒。由此可見，直升飛機重量不大，而需要的旋翼直徑卻很大。按照汽車外形尺寸，在車頂設置兩臺升力螺旋槳，也很難滿足汽車起飛對升力的要求。在汽車公路上用噴氣推進、起飛或降落，會產生危害公路環境的強大氣流，影響其它運輸車輛，也污染人類賴以生存的生態環境。一種具有直升飛機和汽車兩者功能的直升飛機車，特別適用于山區交通運輸業和工程作業(如山區輸電線路的鐵塔或電桿運輸及吊裝作業)；特別適用于梯田梯地的山區農業機械化作業；特別適用于山區林業全盤機械化作業；特別適用于農業中懸浮在農作物上方噴灑肥料、農藥及除草劑。直升飛機車衍生物之一——無輪轍附面推進塑料拖拉機，更適用于水田的犁、耙、播種(直播種植作業)及收割作業，沒有輪轍對耕作層的破壞作用。直升飛機車衍生物之二——折疊機翼制力升降氣動平推直升飛機車，具有運輸量大、安全可靠的優點。因為制力升降在平飛時不使用，但可以作為空難救助裝置。要達到這個目的，飛機車必須裝有足夠升降的蓄電池，制力升降動力使用電動。目前內燃與電動混合驅動汽車的動力裝置，特別適用于折疊機翼制力升降氣動平推直升飛機車的動力裝置。制力升降采用電動，氣動推進用于平飛，平飛時用機翼產生升力，制力作為平飛時空難救助裝置，確保飛行安全可靠。
本發明的目的為避免現有可調偏心距制力器的缺點而提供一種可聯軸制力器組及其在沉樁機和直升飛機車等應用。
本發明是這樣實現的，可聯軸制力器用可調偏心距制力器改造而成，制力器正轉轉軸及反轉轉軸與傳動軸采用園錐齒輪傳動機構，傳動軸可穿過齒輪箱兩端箱壁伸出，傳動軸兩端均能用聯軸器與相鄰制力器的傳動軸連接，組成制力器組或制力器鏈。
作為本發明應用第一實施例的制力助推靜力沉樁機，采用履帶行走機構，在沉樁機車架上方設沉樁升降平臺(根據沉樁力大小，升降平臺可設多層)，在升降平臺中央設沉樁夾持油缸，在升降平臺左右兩邊設可聯軸制力器組。升降平臺用雙作用油缸操縱升降。
作為本發明應用第二實施例的制力直升飛機車，采用內燃與電動混合驅動汽車改裝而成，在車頂兩側縱向安裝由可聯軸升力制力器與軸流壓氣機(或渦輪風扇發動機)以及可聯軸正反推力平推制力器組成的升力——水平推進系統，該推進系統與汽車變速箱連接傳動。
由于采用上述制力器結構方案及安裝方案，可實現在小缸徑高轉速的前提下，獲得工程上所需任何大小等級的合成離心力，并且有利于在交通運輸機械、林業機械、農業機械及工程機械的安裝。另外，可以利用滾輪布置的錯位，使總合成離心力大小波動趨于穩定。制力助推靜力沉樁機與振動沉樁機相比有如下優點軸承不承受離心力；起動與停機過程不發生共振。與靜力沉樁機相比，具有體積小、重量輕、行走與使用方便的優點。制力直升飛機車與直升飛機相比有如下優點具有汽車功能；能懸浮在農作物上方噴灑肥料、農藥及除草劑；能創制水田無輪轍附面推進農業機械；能創制運量大、安全及經濟的折疊機翼制力升降氣動平推直升飛機車。
以下結合附圖，對本發明作進一步說明。
圖1是園錐齒輪傳動可聯軸兩缸制力器剖視圖。
圖2是圖1沿1-1剖視圖。
圖3是園錐齒輪傳動可聯軸四缸制力器剖視圖。
圖4是制力助推靜力沉樁機剖視示意圖。
圖5是制力助推靜力沉樁機俯視示意圖。
圖6是制力直升飛機車立面示意圖。
圖7是制力直升飛機車俯視示意圖。
附圖所示1、后雙軸座板；2、安裝大油缸撐板；3、缸體；4、行星齒防滑滾輪；5、正轉轉軸；6、內齒輪；7、旋轉滑架；8、滑塊；9、缸體移動導向鍵；10、前雙軸座板；11、安裝小油缸撐板；12、螺栓；13、機腳；14、反轉轉軸；15、側板；16、轉軸園錐齒輪；17、齒輪箱體；18、傳動軸；19、齒輪箱蓋；20、傳動軸園錐齒輪；21、沉樁升降平臺；22、可聯軸沉樁制力器；23、傳動改向齒輪箱；24、電動機；25、車架；26、履帶行走機構；27、升降雙作用油缸28、夾持樁桿雙作用油缸；29、底盤兩側傳動改向齒輪箱；30、可聯軸正反推力平推制力器；31、車頂兩側傳動改向齒輪箱；32、可聯軸升力制力器；33、軸流壓氣機(或渦輪風扇發動機)；34、汽車車箱；35、后驅動輪；36、前轉向輪。
參照圖1和圖2，園錐齒輪傳動可聯軸兩缸制力器與可調偏心距制力器的結構區別是，正轉轉軸5及反轉轉軸14與傳動軸18采用園錐齒輪傳動機構，此園錐齒輪傳動機構由轉軸園錐齒輪16與傳動軸園錐齒輪20組成。傳動軸18穿過齒輪箱體17與齒輪箱蓋19兩側箱壁伸出，傳動軸18兩端均能用聯軸器與相鄰制力器的傳動軸連接，組成制力器組或制力器鏈。行星齒防滑滾輪4在缸筒內壁面作純滾動由行星齒輪機構控制。行星齒輪固定在滾輪4，行星齒輪與內齒輪6組成行星齒輪機構，內齒輪6固定在缸體3側面。由于工程上往往只需一個方向用力，所以偏心距調節只需一個方向從零到最大調節。移動缸體3的液壓機構用一個大柱塞油缸和一個小柱塞油缸控制，順制力方向調節用小柱塞油缸，逆制力方向調節用大柱塞油缸。
參照圖3，園錐齒輪傳動可聯軸四缸制力器的結構特點是以傳動軸18中心線為對稱軸，左右兩側結構對稱布置。
參照圖4及圖5，制力助推靜力沉樁機由沉樁升降平臺(平臺可設多層，由所需沉樁力決定)21、可聯軸沉樁制力器22、傳動改向齒輪箱23、電動機24、車架25、履帶行走機構26、升降雙作用油缸27及夾持樁桿雙作用油缸28等組成。由于制力器22傳動軸軸線X1、X2與電動機24軸線Y1、Y2垂直，所以用傳動改向齒輪箱23改向。傳動改向齒輪箱23內裝園錐齒輪機構。沿沉樁升降平臺21兩側X1和X2軸線聯軸設置若干臺制力器，組成制力器組或制力器鏈。在沉樁升降平臺21中央設置樁桿穿過園孔，夾持樁桿雙作用油缸28分居此孔兩側設置。升降雙作用油缸27具有利用沉樁機自重加大沉樁壓力的作用。所以制力助推靜力沉樁機也可稱制力靜力聯合沉樁機。
參照圖6及圖7，制力直升飛機車由汽車改制而成，可聯軸升力制力器32組成的制力器組與軸流壓氣機(或渦輪風扇發動機)33以及可聯軸正反推力平推制力器30安裝在車頂兩側X1軸和X2軸。在可聯軸升力制力器32前Y軸(Y軸為汽車變速箱平面位置)設車頂兩側傳動改向齒輪箱31，用立軸把車頂兩側傳動改向齒輪箱31與底盤兩側傳動改向齒輪箱29連接傳動。用平置傳動軸把底盤兩側傳動改向齒輪箱29與汽車變速箱連接傳動。在陸地上行駛時，使用由后驅動輪35和前轉向輪36組成的行駛系統。在空中飛行時，使用可聯軸升力制力器32與軸流壓氣機(或渦輪風扇發動機)33以及可聯軸正反推力平推制力器30組成的升力——水平推進系統。可聯軸正反推力平推制力器30使用正推力實現加速平飛，使用反推力實現懸停，使用單邊反推力實現轉向平飛。動力裝置選用內燃與電動混合驅動裝置。因為電動系統設置有蓄電池，可以作為內燃機故障時動力。蓄電池能滿足垂直降落使用即可確保安全。
權利要求
1.由可調偏心距制力器及其應用改進而成的可聯軸制力器組及其在沉樁機和直升飛機車等應用，其特征是兩缸制力器正轉轉軸5及反轉轉軸14與傳動軸18的傳動采用由齒輪16和齒輪20組成的園錐齒輪機構，傳動軸18兩端均能用聯軸器與相鄰制力器的傳動軸連接。
2.由權利要求1所述的可聯軸制力器組及其在沉樁機和直升飛機車等應用，其特征是制力助推靜力沉樁機在沉樁升降平臺(平臺可設多層)21兩側X1和X2軸線設置若干臺可聯軸沉樁制力器，組成制力器組或制力器鏈。
3.由權利要求1所述的可聯軸制力器組及其在沉樁機和直升飛機車等應用，其特征是制力直升飛機車由汽車改制而成，可聯軸升力制力器32與軸流壓氣機(或渦輪風扇發動機)33以及可聯軸正反推力平推制力器30安裝在汽車兩側X1和X2軸線，組成升力——水平推進系統。
全文摘要
一種稱為可聯軸制力器組及其在沉樁機和直升飛機車等應用,是可調偏心距制力器及其應用(專利申請號00114417.0)改進而成。其特點是兩缸制力器正轉轉軸及反轉轉軸與傳動軸采用圓錐齒輪傳動,傳動軸兩端均能用聯軸器與相鄰制力器傳動軸連接。用可聯軸制力器組可制造3600千牛制力助推靜力沉樁機和制力直升飛機車。制力直升飛機車具有直升飛機和汽車功能,可應用于山區交通運輸業、山區農業、山區林業、工程機械及研發折疊機翼制力升降氣動平推直升飛機車等部門。
文檔編號F03G7/08GK1349049SQ0114300
公開日2002年5月15日 申請日期2001年11月28日 優先權日2001年11月28日
發明者梁剛, 梁劍鋒, 梁劍銳 申請人:梁劍銳