一种重力发动机的制作方法

1.本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种利用物体重力钮矩设计制造，能可靠连续不断输出机械旋转能的重力发动机。


背景技术：

2.能源是工业农业国防交通日常生活中不可或缺的必需品：如汽车，火车，飞机，轮船，发电厂等。而现有的能源如石油，煤，天然汽，原子能等是不能再生能源，随着开发使用年限的不断增加，地球的能源不断减少，继使用本发明的利用物体自身的重力钮矩设计制造的重力发动机，能够永欠解决人类赖依生存的能源和环保问题。
3.发明的目的本发明是为了提供无污染能源和彻底解决人类生活所必需的能源和使用现有能源所产生的环境环保污染问题。
4.为了实现上述目的，本发明可采取如下技术方案：作为本发明的优选实施设计方案：所述重力发动机的工作原理，利用物体重力钮矩，依据杠杆平衡原理，f1*l1＝f2*l2通过设计机械转换方案把重力块-3垂直重力钮矩，通过-13电机与-14电机在设定的重力高度产生的重力加速度时间内，调接动力臂l1乘-3动力块f1的乘积量值与阻力臂l2乘-3阻力块f2的乘积量值，使l1的乘积量值比l2的乘积量值大若干倍的乘积余量值再乘同等高度物体下落速度，即发动机转速后产生的钮钜力的总和值，是本发动机输出的在重力-3重力能的基础上通过杠杆放大的有效功率能量值，即本重力发动机通过调接-3重力行程比值后其输出的有功能量随行程与重力的乘积量值增大而增大，行程的增大同步促成-3重力下落的速度，并通过动力臂作用到重力发动机主轴18-1转换成连续不断旋转的机械能输出。-13电机与-14电机在此能量转换中其所损耗的能量值，通过计算确认是本设计的重力发动输出总功率的30％左右，即输入的能量损耗量。
5.作为本发明的优选实施设计方案：所述重力发动机，动力臂动力块-3的行程l1长设计是阻力臂-3阻力块l2行程长的6.85倍，l1长2400毫米，在对应的l2长为350毫米。依据杠杆平衡原理l1*f1＝l2*f2，在动力块阻力抉重量相等情况下，设计不同的l1与l2行程，达到动力臂-3动力块与阻力臂-3阻力块重力产生的钮矩乘积比值最大化的效果的设计目的。
6.作为本发明的优选实施设计方案：所述重力发动机，动力臂动力块-3行程初始从350毫米处滑动至l1终点2400毫米，是通过-13电机正向运转，-9同步带-11传动支架-10滑块等带动-3动力块在0.75秒时间内到达l1的终点，在图5从3号位开始至4号位结束。阻力臂阻力块从1-3开始，5-3，9-3，13-3，17-3，至2-3结束，从l2行程最大点2400毫米收缩至终点350毫米处，是通过-13电机逆向运转，-9同步带-11传动支架-10滑块等带动-3阻力块在时间0.75秒内收缩至350毫米处终点，在图5从1号位开始至2号位结束。利用-13电机作正反向运转，控制-3动力块在动力臂位l1行程单位时间内达到最大值和在阻力臂位l2行程单位时间内收缩至最小值的效果的设计目的。
7.作为本发明的优选实施设计方案：所述重力发动机，阻力臂阻力块-3的翻转是通
过-14电机与减速机-15传动齿轮-17阻力臂轴带动阻力臂在图5从2号位至3号位止，在0.75秒时间内作90度的翻转，并设计工况在平衡条件下进行是指-3动力块与动力臂，包括阻力块-3行程收缩，些设计方案是为了有效控制减小阻力块-3重力行程产生的阻力钮矩，用减小l2行程的方案，有效达到减小阻力钮矩目的的设计效果。
8.作为本发明的优选实施设计方案：所述重力发动机，设定的行运转速/分是根据物体在同等高度自由下落的速度而定。依据物体自由下落时它所经过距离h(m)和时间t(s)可以用关系式h＝5t2的平方从高5m的地方落下需几秒，t≈1s计算每分种的下落速度＝5米*60秒＝300米/分，已知重力发动机直经4.8米*3.14＝15米*20转/分＝300米，设定重力发动机行运转速为20转/分的最大效力的设计目的。
9.作为本发明的优选实施设计方案，所述重力发动机能安全可靠提供廉价无污染能源，造福全人类。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是重力发动机动力臂动力块-3系统原理图；图2是图1重力发动机系统部份截面图；图3是图1重力发动机动力盘右视原理图；图4是图1重力发动机动力盘左视原理图；图5是图1重力发动机动力臂动力块-3运转一周工作示意原理图。
具体实施方式
12.以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构，方法，或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
13.图1是重力发动机动力臂动力块-3系统原理图，依据杠杆平衡原理：动力f1*动力臂l1＝阻力f2*阻力臂l2。下面将系统地说明设计重力发动机，原理，依据，试验数据，实测数据，计算数据。
14.动力f1重设400公斤*9.8n.m＝3920n.m，动力臂(动力块)l1长，(1)，3-3，(2)，7-3，(3)11-3，(4)，15-3，(5)19-3，(6)4-3，(7)，8-3，(8)，12-3，(9)16-3，(10)20-3，系统力臂设计20只编号1-20，在实际运作中10只为动力臂10只为阻力臂他们之间不断转换如图1所示，动力块设计20件编号统一3重400公斤，动力臂动力块l1长是根据设计图1∶1依上下轴中线实际测量所得。1，动力块3-3在平衡中心点动力等于零2，动力块7-3重400公斤＝3920n.m*动力臂动力块l1长0.24米＝940.8n.m3，动力块11-3重400公斤＝3920n.m*动力臂动力块l1长0.7米＝2744n.m
4，动力块15-3重400公斤＝3920n.m*动力臂动力块l1长1.285米＝5037.2n.m5，动力块19-3重400公斤＝3920n.m*动力臂动力块l1长1.9米＝7448n.m6，动力块4-3重400公斤＝3920n.m*动力臂动力块l1＝2.4米*3920n.m＝9408n.m7，动力块8-3重400公斤＝3920n.m*动力臂长l1长2.28米＝8937.6n.m。8，动力块12-3重400公斤＝3920n.m*动力臂l1长1.96米＝7683.2n.m。9，动力块16-3重400公斤＝3920n.m*动力臂l1长1.42米＝5566.4n.m。10，动力块20-3重400公斤＝3920n.m*动力臂l1长0.76米＝2979.2n.m。合计940.8n.m+2744n.m+5037.2n.m+7448n.m+9408n.m+8937.6n.m+7683.2n.m+5566.4n.m+2979.2n.m＝50744.4n.m。
15.阻力f2重设400公斤*9.8n.m＝3920n.m，阻力臂(阻力抉)编号，(1)，1-3，(2)，5-3，(3)，9-3，(4)，13-3，(5)，17-3，(6)，2-3，(7)，6-3，(8)，10-3，(9)，14-3，(10)，18-3，阻力臂阻力抉l2长是根据设计图1∶1依上下轴中线测量所得。1，阻力块1-3在平衡中心点阻力等于零。2，阻力块5-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.11米＝431.2n.m。3，阻力块9-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.205米＝803.6n.m。4，阻力块13-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.285米＝1117.2n.m。5，阻力块17-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.335米＝1313.2n.m。6，阻力块2-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.350米＝1372n.m。7，阻力块6-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.335米＝1313.2n.m。8，阻力块10-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.285米＝1117.2n.m。9，阻力块14-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.205米＝803.6n.m10，阻力块18-3重400公斤＝3920n.m*阻力臂l2长0.11米＝431.2n.m合计＝431.2+803.6+1117.2+1313.2+1372+1313.2+1117.2+803.6+431.2＝8702.2n.m。
16.总重力发动机输出钮距等于，动力臂f1＝50744.4n.m-阻力臂f2＝8702.2n.m＝42042.2n.m。换算功率kw/时，p＝mn/9550，p为额定功力，m为额定力矩，n为额定转速，现设定为每分种20转/分，p＝42042.2n.m*20转/分＝840844/9550＝88kw。重力发动机在运作中的附助动力损耗＝88kw+4.48kw＝92.48kw-15kw-15kw-0.3kw＝62.18kw，由于-13与-14电机所计算的是电能功率能耗而本重力发动机输出的是机械能，因此实际重力发动机输出功率为62.18kw-4.5kw＝57.68kw机械能。
17.重力发动机附助电机-13-14功率选取和损耗计算。阻力臂阻力块-3收缩是通过-13电机逆向运转，通过-9同步带-11连接支架-10滑块带动向上垂直运动，其工作过程可等效于起重机电机，依据起重电动机的静功率计算式中q
″-----
总起重量n；v
-----
起升速度，m/min；
η
o
-----
起升机构总效率；η1-----
齿轮减速器效率，可取为0.90～0.92。-13电机，巳知q
″
＝400公斤*9.8＝3920n.m，v＝每分钟60秒/0.75秒次＝80*2.05米＝164米/分。起升机构总效率取η
o
＝0.9，选12kw带断电制动电机与减速机组合，(1)-13电机阻力臂每小时用电＝12kw/3600秒＝0.0033333度*(0.75秒*5次＝3.75秒)＝0.0125kw*20转/分＝0.25kw*60分＝15kw每小时，(阻力臂收缩与动力臂伸展-13电机同时工作为各5台旋转一周，每台工作时间为0.75秒*10台＝7.5秒)。(2)-13电机动力臂每小时用电＝12kw/3600秒＝0.0033333度*3.75秒＝0.0125kw*20转/分＝0.25kw*60分＝15kw。-14电机功率计算，1，已知，-14电机带动旋转的总重量为500公斤的平衡体。2，中心轴则惯动量3，从静止状态旋转90度，时间0.75秒，角加速度a则t＝0.75 a＝2.8 4，转矩5，考虑效率和摩擦40
×
2.5＝100n.m.m＝100n.m.6，转矩m与功率p，转速w公式，p＝m.w/10000p＝(kw)m＝(n.m)w＝(转/分)p＝100
×
20/10000＝0.2kw-14电机功率0.2kw，实际用电每小时0.2kw/3600秒＝0.000056度*(0.75*5＝3.75秒)＝0.00021kw*20转/分＝0.0042kw*60分＝0.252kw，取0.3kw其中包括主轴摩察损耗的19.66w在内。
18.重力发动机旋转部份即18-1主轴在20转/分载荷下，其载重约13吨计算，主轴轴承内经直经设定为120毫米，由轴承摩擦引起的轴承功率损失可用以下计算公式得出：nr＝1.05*10-4mn其中nr 功率损失，wm 轴承的总摩察力钜，nmmn 转速，r/min摩擦转矩m(m.n.m)m摩擦系数为0.0012p轴承负荷13吨＝13
×
103kg＝1.3
×
104kg＝1.3
×
105(n)d：轴承公称内径(mm)120mm，n＝20转/分，nr＝1.05
×
10-4
m.n＝1.05
×
10-4
×
9360
×
20＝19.66(w)
19.重力发动机导规与动力臂重量相加在行运中，有伍只动力臂与伍只阻力臂工况是不平衡的，其重量乘积钮矩差值计算为，动力臂从(1)4-3，(2)8-3，(3)12-3，(4)16-3，(5)20-3，l长是根据设计图1；1测量所得的平均值计算，重统一为70公斤*9.8＝686nm。1，动力臂导规4-3长l＝1.2米*686＝823.2nm2，动力臂导规8-3长l＝1.14米*686＝782nm
3，动力臂导规12-3长l＝0.98米*686＝672.3nm4，动力臂导规16-3长l＝0.71米*686＝487nm5，动力臂导规20-3长l＝0.38米*686＝260.7nm合计823.2+782+672.3+487+260.7＝3025.2nm1，阻力臂导规5-3长l＝0.11米*686＝75.4nm2，阻力臂导规9-3长l＝0.25米*686＝140.6nm3，阻力臂导规13-3长l＝0.285米*686＝195.5nm4，阻力臂导规17-3长l＝0.335米*686＝229.8nm5，阻力臂导规2-3长l＝0.350米*686＝241nm合计75.4+140.6+195.5+229.8+241＝882.3nm总重力发动机在行运中，动力臂与阻力臂与导规重量相加产生的钮矩乘积差值等于3025.2nm-882.3nm＝2142.9nm，换算功率kw/时，p＝mn/9550，p＝2142.9nm*20转/分＝42858/9550＝4.48kw。
20.重力发动机动力臂设计为1至20只，在360度内均分18度，每个动力臂做功略为180度，达到在360度内连续推动18-1主轴旋转，连续输出旋转机械能的目的，设定每分种20转/分。
21.本重力发动机整个系统机构，设计全部在相对平衡条件下工作，是指-3动力块l1，l2行程相等情况下。整个系统受plc控制在相应的点设感应点，设计通过控制l1行程控制重力发动机转速和输出功率。系统设计带动滑块-10行程动作是通过同步带完成，因是原理设计，实际应用可改为设计选用电机加滚珠丝杆运行。
22.重力发动机图2原理图说明：图2是重力发动机系统动力盘-1与基座16-1-2与储能盘20-1截面图，本重力发动机设计五组动力组盘，分别为-1号动力组盘至-5号动力组盘，每组动力组盘如图3图4所示有(1)1-1为阻力臂，(2)2-1为阻力臂，(3)3-1动力臂，(4)4-1为动力臂，每组肆个力臂，各相交90度组成，伍组动力组盘各相交18度如图1所示，在360度圆周内每个力臂相交18度，每个动力组盘中心孔与18-1主轴公差相配，每个动力组盘结构尺寸功能多是相同的，在附图2中近画出-1动力臂截面图-2-3-4-5用虚线表示。-1是动力组盘1，1-1是阻力臂，1-2是导轨，1-3是1号阻力臂阻力块，1-4，1-5是1号阻力臂滑块缓冲器，1-7，1-8是同步带轮，1-9是同步带，1-10滑块，1-11是连接支架，1-12同步带轴，1-13是滑块-10移动动力电机，1-14是阻力臂翻转电机，1-15是传动齿轮，1-16是阻力臂轴轴承，1-17是阻力臂轴。3-1是动力臂，3-2是导轨，3-3是3号动力臂动力块，3-4，3-5是滑抉缓冲器，3-7，3-8是同步带轮，3-9是同步带，3-10是滑块，3-11连接支架，3-12同步带轴，3-13是动力臂伸展-10滑块l1行程动力电机，3-14是阻力臂翻转电机，3-15是传动齿轮，3-16是动力臂轴轴承，3-17是动力臂轴。18-1是重力发动机主轴，17-1_17-2是重力发动机主轴轴承，16-1_16-2是重力发动机基座，15-1是电控箱，19-1是集电环供附助电源，20-1是储能飞轮。
23.重力发动机图3原理说明：图3是动力组盘1右视图，1-1阻力臂，1-2导轨，1-3阻力块，1-4，1-5缓冲器，1-6动力臂定位*4。2-1阻力臂，2-2导轨，2-3阻力块，2-4，2-5缓冲器。3-1动力臂，3-2导轨，3-3动力块，3-4，3-5缓冲器。4-1动力臂，4-2导轨，4-3动力块，4-4，4-5缓冲器。
24.重力发动机图4原理说明：图4是动力组盘1左视图。1-1阻力臂，1-3阻力块，1-7，1-8同步带轮，1-9同步带，1-10滑块，1-11连接支架。2-1阻力臂，2-3阻力块，2-7，2-8同步带轮，2-9同步带，2-11连接支架。3-1动力臂，3-3动力块，3-7，3-8同步带轮，3-9同步带，3-10滑块，3-11连接支架。4-1动力臂，4-3动力块，4-7，4-8同步带轮，4-9同步带，4-10滑块，4-11连接支架。
25.重力发动机图5原理说明图5是重力发动机动力臂运转一周的工作概况，依据杠杆平衡原理，重力发动机有动力臂f1和阻力臂f2之分，依据o点上下轴中线右边为动力臂左边为阻力臂，动力臂的力矩等于f1*l1，阻力臂的力矩等于f2*l2，在一周内动力臂与阻力臂是循环转换。系统设计动力臂在伸展时臂长滑块行程l1为2.05+0.35＝2.4米，阻力臂收缩时滑块行程l2为1，1-3＝0，2，5-3，18-3＝0.11米，3，9-3，14-3＝0.205米，4，13-3，10-3＝0.285米，5，17-3，6-3＝0.335米，2-3＝0.35米。图5，在1号位有-1动力组盘带动动力臂动力块-3旋转转换成阻力臂阻力块的位点，同时是-3阻力块l2行程收缩开始点，阻力臂阻力块-3通过-13电机收缩后至l2行程高位终点电机停止工作断电制动器制动，所需时间设定为0.75秒，阻力臂由于重力的作用自旋转角度为90度，-13电机有减速器断电制动器组成，此时阻力臂阻力块-3在动力盘带动下已旋转至2号位点，到2号位点后阻力臂阻力块-3在-14电机控制下自旋转，旋转90度后到1-6定位点定位，-14电机到位点后停止工作断电制动器制动，延时0.5秒后电磁离合器动作断开-14电机减速器与-15齿轮动力臂联接，-14电机有减速器电磁离合器组成，些时阻力臂阻力块-3在-1动力组盘带动下已旋转至3号位点，所需时间设定为0.75秒，旋转角度为90度，到3号位点后阻力臂阻力块-3转换成动力臂动力块-3点，也是动力臂动力块-3通过-13电机带动展伸l1行程开始点，在-13电机带动下控制动力块-3的l1行程至终点-13电机停止工作，同时动力臂到4号位点，是-3动力块钮矩输出最大点，所需时间设定为0.75秒旋转角度为90度，动力块-3重力产生的垂直钮矩与l1乘积减去阻力臂-3阻力块钮矩与l2乘积的净钮力乘积通过动力臂带动-1动力组盘作顺向旋转，回到原起始1号位，所需设定时间为0.75秒旋转角度为90度。本重力发动机设计每分种为20转，旋转360度一周所需时间为3秒。2号位-3阻力块的重力钮矩与l2的乘积与4号位-3动力块的重力钮矩与l1的乘积比值为1比6.85倍，如图5所示，-3动力块产生的重力钮矩乖积是从过3位点开始至4位至1位点止，即-3动力块旋转作功的角度略为180度，整个动力系统中有10组力臂组成，在360度内动力臂与阻力臂不断转换，在动力臂位时利用动力块-3的重力与l1产生的净钮矩乘积带动主轴18-1在360度内连续输出有功旋转机械能，储能飞轮20-1在动力臂过3位每点开始储能至4位至1位前止，在1位至2位至3位输出部份储存的能量达到带动主轴18-1连续旋转的效果，图5是整个重力发动机系统旋转工作过程原理图。
26.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。
27.上文所列出的一系列的佯细说明仅仅是针对本发明的可行牲实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式
或变更均应包含在本发明的保护范围之内。