Устройство, ограничивающее приложенную силу

[ivankprod]

Приветствую, уважаемые форумчане.

Подскажите, пожалуйста, существует ли устройство или технология, которое способно ограничить воздействие приложенной силы на вращательный механизм?

Есть редуктор, который на основе шестереночного механизма преобразует поступательное движение во вращающееся:


Вал ведомого колеса - это вал электрогенератора, который должен вращаться с определенной постоянной скоростью для генерации электроэнергии, а к ведущей рейке приложена большая сила. Соответственно, нужно устройство (либо технология/конструкционное решение), позволяющее ограничить скорость движения рейки, увеличивая при этом длительность расхода приложенной к рейке силы. То есть чем больше ограничиваем силу (для достижения необходимой скорости вращения генератора), тем больше длительность ее расхода.

И, желательно, чтобы потери были не более 30%.

[Dmitriy40]

ivankprod в сообщении #1345991 писал(а):

Подскажите, пожалуйста, существует ли устройство или технология, которое способно ограничить воздействие приложенной силы на вращательный механизм?

Существует: Динамометрический ключ.

Насчёт преобразования большой непостоянной силы в стабильную частоту вращения - это по моему надо повышающий редуктор с переменным передаточным соотношением и обратная связь в него от частоты вращения (возможно чисто механическая).

[fan_of_algoritms]

У вас в схеме все уже есть. Аккумулятор потребителя накапливает энергию и выдает постоянный уровень, генератор препятствует резкому изменению момента.

[ivankprod]

fan_of_algoritms в сообщении #1346000 писал(а):

У вас в схеме все уже есть. Аккумулятор потребителя накапливает энергию и выдает постоянный уровень, генератор препятствует резкому изменению момента.

Но ведь огромная сила может раскрутить генератор так, что он сгорит, или нет?

[wrest]

ivankprod в сообщении #1345991 писал(а):

Соответственно, нужно устройство (либо технология/конструкционное решение), позволяющее ограничить скорость движения рейки, увеличивая при этом длительность расхода приложенной к рейке силы. То есть чем больше ограничиваем силу (для достижения необходимой скорости вращения генератора), тем больше длительность ее расхода.

Что-то вроде автоматической коробки передач. Например, какой-то бесступенчатой коробки, типа вариаторной.

-- 14.10.2018, 00:41 --

ivankprod в сообщении #1346010 писал(а):

Но ведь огромная сила может раскрутить генератор так, что он сгорит, или нет?

Ну так это зависит от огромности силы и от несгораемости генератора...

[Vladimir-80]

А можете чуть более развёрнутое описание Вашей задачи привести? Что это за устройство такое, с ведущей рейкой бесконечной длины?

[realeugene]

Обычно чем больше прикладывается сила - тем быстрее перемещается механизм. Вам нужна некоторая система автоматического регулирования, стабилизирующая отбираемую от рейки мощность. Например, электронный контроллер измеряет генерируемую генератором мощность и управляет магнитным полем статора и/или нагрузкой генератора так, чтобы эта генерируемая мощность оставалась постоянной. Это как идея, не факт, что добиться устойчивости такой системы управления будет просто.

PS Возможно создание, конечно, и чисто механических регуляторов. Но подозреваю, что в наши дни и при наличии генератора, генерирующего электроэнергию, электронные регуляторы получатся проще и дешевле.

-- 15.10.2018, 23:49 --

Dmitriy40 в сообщении #1345998 писал(а):

Существует: Динамометрический ключ

Динамометрический ключ сбрасывает избыток энергии в тепло и треск. Если ТС боится, что у него выгорит генератор, то динамометрический ключ тем более запылает.

[ivankprod]

Всем большое спасибо за ответы.

realeugene
Конечно, очень хотелось бы мех. реализацию, особенно хотелось бы увеличить длительность расхода)
С электронным "стабилизатором" да, думаю, будет сложно, но, если механическим путем решение найдено не будет, то останется только этот вариант.

Vladimir-80
Система аккумулирования больших запасов энергии с последующей отдачей в виде электрической.
В общем, аналог маховиковых аккумов :)

[Dmitriy40]

(Оффтоп)

realeugene в сообщении #1346570 писал(а):

Динамометрический ключ сбрасывает избыток энергии в тепло и треск. Если ТС боится, что у него выгорит генератор, то динамометрический ключ тем более запылает.

На момент моего ответа было неясно чего ТС боится, а усилие ключ (как технология) ограничит. Вопрос корректной реализации - уже другой вопрос.

Непонятно чем не подходит "вариатор" в виде повышающего редуктора с изменяемым коэффициентом передачи, изменяемым от скорости вращения выходного вала: при повышении скорости вращения будет увеличиваться коэффициент передачи, увеличиваться усилие на входном валу, снижаться скорость вращения обоих валов. Регулирование реализуемо и чисто механически.

[Vladimir-80]

ivankprod в сообщении #1346596 писал(а):

Система аккумулирования больших запасов энергии

Что за запасы хоть? Приливы-отливы? Прибой? Движение континентальных плит?

[EUgeneUS]

Кстати, если это что-то типа движения тектонических плит, то постановка задачи неверна.
Так как сила, воздействующая на рейку будет определяться силой реакции со стороны шестеренки.

[Xey]

Dmitriy40 в сообщении #1346597 писал(а):

в виде повышающего редуктора

В заводных игрушках есть есть повышающий редуктор между валом пружины и валом исполнительного механизма. Но и после исполнительного механизма есть повышающий редуктор , заканчивающийся эксцентриком. Его назначение ограничить скорость вращения исполнительного вала (видимо при минимальной потере энергии).
Интересно, как называется такое устройство в теории механизмов.

[wrest]

Xey в сообщении #1346645 писал(а):

Его назначение ограничить скорость вращения исполнительного вала (видимо при минимальной потере энергии).
Интересно, как называется такое устройство в теории механизмов.

У меня в настенных часах (с гирями) есть ограничитель скорости. Называется "ветрянка", регулирует скорость боя. Тормозится о воздух. Ну и энергия затрачивается на ветер, соответственно.

[statistonline]

ivankprod в сообщении #1345991 писал(а):

Соответственно, нужно устройство (либо технология/конструкционное решение), позволяющее ограничить скорость движения рейки, увеличивая при этом длительность расхода приложенной к рейке силы.

Мне решение видится в гидравлическом подводе к ведущей рейке. В гидравлическом контуре можно предусмотреть спускные клапана для отвода избыточного давления от источника.

-- 16.10.2018, 15:36 --

Xey в сообщении #1346645 писал(а):

Но и после исполнительного механизма есть повышающий редуктор , заканчивающийся эксцентриком.

Это регулятор (дебаланс). Он нужен, чтобы пружина не раскручивалась моментально, и игрушка не улетала под ближайший холодильник как ракета.

[ivankprod]

Vladimir-80
Либо на упругих материалах, либо на силе атмосферного давления.

statistonline

statistonline в сообщении #1346728 писал(а):

Это регулятор (дебаланс). Он нужен, чтобы пружина не раскручивалась моментально, и игрушка не улетала под ближайший холодильник как ракета.

Думаю, это то, что нужно, спасибо :)

Господа, а может есть у кого-нибудь общие соображения по поводу преобразования энергии сжатия вакуумного поршня под действием атмосферного давления в электрическую, либо энергию разжатия упругой пружины/пластины, например из материала "карбин"?