[发明专利]可联轴制力器组及其在沉桩机和直升飞机车等应用

说明书

本发明涉及一种制造力的机器及其应用。

在发明专利“可调偏心距制力器及其应用”(专利申请号00114417.0)说明书中，对制力器结构原理已作了详细说明。可调偏心距制力器与传统的双轴惯性激振器相比，具有如下优点，微波动的合成离心力大小可调及力方向不变；由于偏心距可调为零，使起动和停机变速旋转时不发生共振现象；传动轴轴承不承受径向离心力作用，有利于提高转速。目前已试制双缸八滚轮制力器样机，其缺点是传动轴不能穿过缸体，也就是不能形成可联轴制力器组。已试制样机外形尺寸长×宽×高＝280×350×300毫米，用钢制造滚轮，转速6000转/分时制力6千牛；用钨制造滚轮，转速6000转/分时制力6×19.3/7.8＝14.82千牛。在相同制力情况下，提高制力器转速可以使制力器体积小重量轻，因为制力与转速成平方关系。但提高制力器转速会遇到关键零件滑块的耐磨问题，也就是制造材料或表面涂层处理技术问题。减轻制力器重量最有效方法是采用高强轻质材料制造制力器，例如用掺入纳米AL₂O₃粉的碳纤增强环氧树脂制造壳体和齿轮等。缸筒内曲面采用园型的双缸筒八滚轮制力器方案存在合成离心力大小微波动问题，理论计算合成离心力最大值与最小值相差0.6％。如此小的波动可认为无波动，双缸八滚轮制力器可应用于直升飞机车。

制力器要取得广泛应用，要解决在小缸径高转速的前提下，获得工程上所需的任何大小等级的合成离心力，并且有利于在交通运输机械、林业机械、农业机械及工程机械的安装。需要很大垂直压力的沉桩机，如步履式静力沉桩机沉桩压力需3600千牛，如此大的压力所需沉桩机自重大于360吨。如果采用制力沉桩代替静力沉桩，或代替一半静力沉桩，制力器如何设计，制力器如何在沉桩机中安装，这就是本发明提出要解决的问题。用制力沉桩代替静力沉桩或代替一半静力沉桩，可使沉桩机体积小重量轻，若行走机构由步履式改为履带式或轮胎式，行走与使用灵活方便。

既然制力器能用于沉桩机，自然会想到把制力器用于直升飞机，创造一种新的交通运输车辆——直升飞机车，把直升飞机与汽车两者功能融合为一体。现有飞机依靠空气动力学产生升力或推进力，因而需要设计外形尺寸很大的机翼或旋翼，这是限制飞机在公路上行驶的主要原因。据《航空知识》1998年4月号插页一介绍，美国卡曼公司研究的SH-2G“超海妖”全面候舰载直升飞机主要数据：旋翼直径13.51米，尾浆直径2.46米；装两台通用电气公司制造的T700-GE-401涡轮轴发动机，单台功率1285千瓦；空重3447公斤，最大起飞重量6124公斤(即悬停所需升力约61千牛)；最大平飞速度256公里/小时，海平面最大爬升率12.7米/秒。又据《航空知识》1998年4月号第39页介绍，德国道尼尔航空有限公司研制的“西莫斯”LV海上侦察无人驾驶直升飞机，主要数据：旋翼直径6.1米；装一台艾利逊公司生产的250-C20W涡轮轴发动机，功率313千瓦；最大起飞重量1060公斤(即悬停所需升力约11千牛)；最大速度167公里/小时；海平面爬升率10米/秒。由此可见，直升飞机重量不大，而需要的旋翼直径却很大。按照汽车外形尺寸，在车顶设置两台升力螺旋桨，也很难满足汽车起飞对升力的要求。在汽车公路上用喷气推进、起飞或降落，会产生危害公路环境的强大气流，影响其它运输车辆，也污染人类赖以生存的生态环境。一种具有直升飞机和汽车两者功能的直升飞机车，特别适用于山区交通运输业和工程作业(如山区输电线路的铁塔或电杆运输及吊装作业)；特别适用于梯田梯地的山区农业机械化作业；特别适用于山区林业全盘机械化作业；特别适用于农业中悬浮在农作物上方喷洒肥料、农药及除草剂。直升飞机车衍生物之一——无轮辙附面推进塑料拖拉机，更适用于水田的犁、耙、播种(直播种植作业)及收割作业，没有轮辙对耕作层的破坏作用。直升飞机车衍生物之二——折叠机翼制力升降气动平推直升飞机车，具有运输量大、安全可靠的优点。因为制力升降在平飞时不使用，但可以作为空难救助装置。要达到这个目的，飞机车必须装有足够升降的蓄电池，制力升降动力使用电动。目前内燃与电动混合驱动汽车的动力装置，特别适用于折叠机翼制力升降气动平推直升飞机车的动力装置。制力升降采用电动，气动推进用于平飞，平飞时用机翼产生升力，制力作为平飞时空难救助装置，确保飞行安全可靠。

本发明的目的为避免现有可调偏心距制力器的缺点而提供一种可联轴制力器组及其在沉桩机和直升飞机车等应用。