專利名稱：軸向環(huán)流導力機的制作方法
軸向環(huán)流導力機，也叫螺旋牽引省力機，屬于機械技術領域，是動力機與工作機之間用作牽引省力的中間被動裝置。
本發(fā)明是以力學中最基本的杠桿、滑輪、輪軸省力原理為理論依據，以現有動力和工作機為前提而設計制造的機械。
現有動力機和工作機通常是以皮帶輪、齒輪固定在轉軸上或通軸進行傳動。而軸向環(huán)流導力機則完全改變了它的傳動特點，它將力臂當杠桿，將工作機轉軸當輪軸和滑輪，先以一固定力臂將工作機的負載引向大半徑的某點，再由小動力經活動力臂通過拉桿將這個負載交替拉回小半徑并傾向軸心，進行牽引式圓周運動來完成傳動的全過程，使大部分負載重新返回轉軸并消化在軸承上，達到省力的目的。
軸向環(huán)流導力機的結構非常簡單，僅用幾根力臂及其配套的拉力桿(或拉力繩、鏈，下同)，幾個連接軸栓，就可以組成一臺機器。力臂可以是以圓周半徑為長度的單邊條狀體，也可以是以圓周直徑為長度的雙向雙點條狀體，還可以是以圓周直徑為直徑的多向多點圓、凌體。且力臂可直可曲，曲力臂比直力臂更加省力。
在一個圓周360°范圍內，以單邊力臂省力效率最高，雙向力臂次之，多向力臂居后。因為不論什么形狀的力臂，每個力臂與工作機轉軸只有一個連接點，固定連接將轉軸當輪軸用，活動連接將轉軸當滑輪用，每個力臂都只能完成一個省力過程。如果單邊力臂設6根的話，相對于雙向力臂而言，就只能設3根，而圓、凌形力臂就只能設一個。
然而不論那種力臂，都可以視需要重復設置兩個圓周以上，尤其是圓、凌形力臂。
力臂的制作方法是取與工作機功率相適應的耐磨鋼材，單邊力臂以一端，雙向力臂以中部，圓形、凌形力臂以中心點，按工作機轉軸即O軸直徑穿孔為O孔，在另一端或兩端或對稱邊沿半徑點即b點及ob之間的中部一定半徑點即a點分別穿孔，設拉力圓軸；在一定長度的拉力桿兩端作與拉力圓軸相同直徑的穿孔；再輔以連接螺栓，這就是軸向環(huán)流導力機全部主配件的制作。設置在動力機轉軸上的力臂，如果在b點作動力功的話，則力臂與上述規(guī)格相同，如果是在a點作動力功的話，則分別為上述長度的一半或圓、凌的半徑長度之圓、凌。力臂數量根據設計方案確定。
力臂的組裝方法是不論什么力臂都是以工作機轉軸為支點、以O孔套O軸，其中第一個力臂必須固定在工作機轉軸靠近機身一端，其它力臂則依次活而不晃地套在O軸外端。工作機軸不規(guī)則或較短時可加工一耐磨鋼制軸套。
裝在動力機上的力臂，不論什么形狀，都必須固定在轉軸外端。
力臂的連接方法是以拉力桿的一端連接臂1(1為力臂的編號，下同)的b點，另一端連接臂2的a點，臂2的b點連臂3的a點，如此類連。每個連接點必須是活動的。
如果是動力機與工作機軸對軸組機，按照這個方法連接后，進行機座定位并將最后一個力臂上的拉力桿活動連接在動力固定軸輪上即可。軸與軸之間稍留間隔。
如果是動力機繞工作機立軸作圓周軌道運行，則動力機軸以運行輪代替力臂，機身在內，以輪對軌且動力機軸與半徑線成一線，固定在最后一個活動力臂末端，作機組定位即可。這種方法還可獨設立軸，帶動多臺工作機工作。
如果是皮帶輪、齒輪配合組機傳動，則工作機最后一個力臂必須是相應的活動地置于工作機轉軸上并與力臂照連的皮帶輪、齒輪，而動力機之主動輪仍然必須象通常一樣固定在轉軸上，也象通常一樣作機組的基座固定、連接。
軸向環(huán)流導力機以工作機固定轉軸為基礎裝機，使之起到輪軸和定滑輪的雙重作用，其固定力臂使轉軸當作輪軸用，活動力臂使轉軸當定滑輪用，在這里輪軸和定滑輪本身并不具備省力效應，而是在這個特定的圓周運動中，作為杠桿滑動的一個支點，消化來自杠桿所需要省去的那部分力。固定臂只有一個，是省力還是費力，要視力臂設計的長度而定。而活動力臂可以是按一定長度布滿一個或者數個圓周的n個力臂，每設置一個活動力臂都使轉軸起到一個定滑輪的作用，設置n個活動力臂，這個轉軸就起到了軸輪和定滑輪組的綜合作用。
設在工作機轉軸上的每一個活動力臂都形成了一個獨立于其它力臂的省力過程，多少個活動力臂，就形成多少個省力過程。每一個省力過程都在上一個省力過程的基礎上進行省力，總量遞減，效率相同，使總的動力功率大幅度下降。
如果由第一個固定力臂工作機總功率首先省力20％的話，那第一個活動力臂的省力過程再在固定力臂省力的基礎上省力20％，第二個活動力臂又在第一個活動力臂省力的基礎上再省力20％，如此類推。
在圓周上的中心點為軸基組合力臂，必然會受到一定角度的限制。如果在一個圓周上組合六個單邊力臂，每兩個力臂之間在軸心形成的角度就是60°，又如果力臂oa和ab之間等長，每個力臂與拉力桿在b點形成的角度為30°，在a點形成的角度為90°。
這樣一個直力臂六臂軸向環(huán)流導力機，在不考慮無用阻力的情況下(下同)究竟能省多大的力呢？我們設工作機功率為100，也就是說，在b1點作功的動力必須是100。然而，因為a2點才是牽引b1的動力牽引點，這就將b1作為阻力的出發(fā)點，b2對于a3來說又是一樣，直到最后一個力臂b6才能算真正的動力功點。其余各點，包括a6點，都是作為動力的過度牽引點，成為完成省力節(jié)能的重要紐帶。
由于臂1是按照不省力的長度設計，這就只能從臂2開始省力。因為固定力臂oa與ab等長，b點的角度是30°，按照力學原理，a2牽引b1僅僅用與b1相等的力就不夠了，還要包括作銳角牽引所費的力。這個費力究竟占多大比例？由于這一特殊的圓周運動結構，使力在每個力臂上的分布不勻，而且，在一個臂上的o、a、b三點上的力也不成正負比例，往往是a大于o,o大于b，形成一個不等式。這是因為拉力桿拉動力臂時，是將b1向a2傾向o點強行拉動，使各個力通過力臂傳遞到o點停留并按軸承控制方向運動，它既不象向心力那樣直指軸心，也不成切線運動，更不固定，而是隨著動力的運動方向以轉軸為中心，在這個圓周內作螺旋式圓周運動，它隨動力的運動而運動，也隨動力的消失而消失。這就使這個工作機軸心既是它本身負載的出發(fā)點，又是絕大部分不規(guī)則負載的終止點。
通過六個力臂五個省力過程的交替省力，到b6點的所需動力功率，已經大大小于b1的阻力功率了，經簡易測試，b6的負載是b1點負載的 左右。但是，工作機轉軸所承受的負載卻暫時無法進行具體測試，只能以力臂a、b點測試的數據進行推算，而且是按杠桿力矩原理進行攤派，其超出b點的部分，無法從數據上體現出來。這大概就是大量存在于自然界中的混沌理論之一吧。
直臂機是軸向環(huán)流導力機中最簡單的一種，如果我們想省更多的力可以利用曲臂比直臂更省力的特點，將力臂改用曲臂組機。因為曲臂可以大大改變各點之間的角度。
軸向環(huán)流導力機具有以下主要優(yōu)特點1、突破了有史以來輪軸固定運行的單一模式，容動、定傳動于一體，容省力省功傳動于一體，且節(jié)能效率極高；2、設備簡單，技術難度不大，適用范圍極廣；3、具有無法估量的經濟效益和社會效益。
權利要求
1．軸向環(huán)流導力機是動力機對工作機作省力用的中間設備，是以杠桿、輪軸、滑輪省力原理為理論依據發(fā)明的省力機械。
2．全機由數個力臂及配套拉力桿(繩、鏈)、軸栓組成。力臂有以圓周半徑為長度的單邊力臂，也有以圓周直徑為長度的雙向力臂，還有多向圓、凌形力臂等。單邊力臂和雙向力臂又有曲、直臂之分。
3．力臂以工作機轉軸為支點，第一個力臂固定在靠近機身的轉軸上，其余力臂活而不晃地套在轉軸上，最后一個力臂固定在動力機轉軸上。力臂的最大半徑點為動力點，中部為拉力點，兩臂之間動力點與拉力點用拉力桿作活動連接。
4．動力機在驅動由軸向環(huán)流導力機牽引的工作機時，將力臂作杠桿，將轉軸作輪軸和滑輪使用，把由固定在工作機轉軸上的力臂引向大半徑點上的工作機負載，用小動力通過活動杠桿將其拉回小半徑傾向軸心作圓周運動，使大部分負載又返回轉軸并消化在軸承上。它使每一個活動力臂形成一個省力過程。設多少個活動力臂就有多少個省力過程。
全文摘要
軸向環(huán)流導力機屬于機械領域,是動力機對工作機作省力的中間設備。本發(fā)明由數個力臂及配套拉力桿、軸栓組成。力臂的一點以工作機軸為支點,第一臂固定,其余均活動,最后一臂固定在動力機軸上。力臂端頭為動力點,中部為拉力點,兩臂間動力點與拉力點用拉力桿活連。它將力臂當杠桿,轉軸當輪軸和滑輪,把由固定力臂引向大半徑點的負載,用小動力通過杠桿將其拉回小半徑傾向軸心作圓周運動,使大部分負載返回轉軸并自行消化。它使每個力臂成為一個省力過程。
文檔編號F03G7/00GK1212330SQ9710518
公開日1999年3月31日 申請日期1997年7月23日 優(yōu)先權日1997年7月23日
發(fā)明者張海松 申請人:張海松