一種鐵塑複合材料製造的貯能飛輪的製作方法
2023-04-30 23:11:41 5
專利名稱：一種鐵塑複合材料製造的貯能飛輪的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵塑複合材料製造的機械貯能飛輪，該飛輪應用於機 械貯能裝置中作為貯能元件。
背景技術：
機械貯能飛輪是一種常見的機械部件；它的主要作用是運用機械飛輪高速 旋轉時在飛輪上貯藏的轉動慣量來貯藏機械能量，以使機械系統達到平穩轉速、 提高抗衝擊性能、減少機械系統頻繁起動時對起動轉矩的要求減小剎車時產生 的能量損耗等作用。根據相關的物理學定理可知飛輪貯藏的能量與飛輪的質量 成正比；為了提高飛輪的性能讓飛輪貯藏更多的能量通常飛輪需要較大的質量; 為了達到上述目的機械飛輪無一例外都是用鋼鐵來製造。由於近年來的鋼材漲 價，飛輪製造成本不斷的上漲直接影響製造成本。
如何降低製造成本的同時又不降低飛輪的性能，據物理學相關定律可知飛 輪的轉動慣量在相同轉速的情況下取決於飛輪質量的同時也取決於質量在飛輪 整體上的分布；距轉動中心越遠的質量分布對轉動慣量的貢獻越大，距中心越 近的質量分布對轉動慣量的貢獻越小甚至為零。為了提高材料的利用率，飛輪 設計儘可能的將質量分布在距中心較遠的位置上，以最大限度地獲取轉動慣量。
發明內容
本實用新型根據相關物理學原理將質量較大的鋼鐵材料分布到距轉動中心 較遠的輪子外圈上去，力求在同等質量下獲得較大的轉動慣量；相對於對轉動慣量貢獻較小的距軸較近部份用質量較輕價格相對較低的複合塑料製造，充分 利用材料的使用價值節約製造成本。
本實用新型所要解決其技術問題採用的技術方案是運用鐵塑複合材料制 造機械飛輪，在對轉動慣量貢獻大、強度要求較高的飛輪最外圈輪箍部份運用 強度高質量大的鋼鐵材料製造飛輪輪箍保證了6輪對轉動慣量的要求，在對轉 動慣量貢獻較小，對結構強度要求不高的飛輪內部輪肚部份用價格相對較低的 複合塑料製造降低成本。所製造有貯能飛輪其特徵是飛輪的整體呈圓形結構， 最外圈是鋼鐵或其它金屬材料製造的輪箍，輪箍以內部份是塑料複合材料經熱 注塑固化形成輪肚部份，輪箍與輪肚部份在熱固成型過程中形成6輪整體。
本實用新型所取得的有益效果是製造同樣轉動慣量的貯能S輪在不影響 其工作性能的同時大大減小了價格昂貴的金屬材料使用量，在降低了製造成本 的同時還大大的減輕了 6輪的重量，有助於^輪在 些對機械重量要求較高的 場合使用貯能6輪這-二機械裝置改善機械性能。
圖1是本實用新型的徑向剖視圖。
圖2是飛輪正面外形圖。
圖3是輪箍徑向剖視圖。
圖4是輪箍的軸向視圖。
圖中1是鋼鐵材料製造的輪箍部份、2是熱塑性塑料複合 料製造的輪肚 部份、3是對複合材料進行熱成型加工形成的通風葉片。
具體實施方式
首先用質量較大的鋼鐵加工製造成圖3 、圖4形狀的飛輪輪箍部份，圖3 為輪箍的徑向剖視圖、圖4為輪箍的軸向視圖。
其次將輪箍預熱後放在注塑成型模內，在輪箍中心空間中注入複合塑料材
料2 ，再經過熱固化成型使中間的熱固型複合塑料材料2發生熱固成型與輪箍
1鋼鐵材料形成一個完整的整體，從而完成整個飛輪的製造。如圖l所示圖中
l為鋼鐵製造的輪箍部份、2為複合塑料材料經熱固化成型的輪肚部份、3是 複合塑料材料熱固成型後形成的通風葉片，在飛輪轉動時起到通風冷卻的附加 作用。
由於鋼鐵與塑料的熱脹冷縮比例不同，在長期的使用中不可避免的會引起 鋼鐵製造的輪箍與內部複合塑料熱固成型的輪肚部份產生鬆動分離，本實用新 型將輪箍內圈設計成倒燕尾槽狀，同時在注塑成型之前對鋼鐵製成的輪箍進行 預加熱使其發生熱脹增大直徑後再行注塑熱固化成型，在整體製成後鋼鐵輪箍 因冷卻收縮與複合塑性材料熱固成型的輪肚之間形成過盈配合加上倒燕尾槽的 限位作用有效克服了鬆動現象保證了飛輪的整體性能。
使用本實用新型製造的機械貯能飛輪僅在飛輪輪箍部份使用鋼鐵材料，其 餘部份均使用重量輕、價格低的複合塑料材料甚至可以使用回收的廢舊塑料材 料製造，在滿足性能的同時極大地降低了飛輪的重量和製造成本、節約大量的 鋼材從而降低了貯能設備整體的製造成本提高產品的競爭力。
權利要求1、一種鐵塑複合材料製造的貯能飛輪，其特徵是飛輪的整體呈圓形結構，最外圈是鋼鐵製造的輪箍，輪箍以內部份是塑料複合材料經熱注塑固化形成輪肚部份，輪箍與輪肚部份在熱固成型過程中形成飛輪整體。
2 、根據權利要求1所述的鐵塑複合材料製造的貯能飛輪，其特徵在於最 外圈的鋼鐵改用其它的金屬材料來製造。
專利摘要本實用新型涉及一種鐵塑複合材料製造的貯能飛輪；它的特點是僅在飛輪最外的輪箍部份用鋼鐵製造，內部輪肚部份用熱固成型的塑料複合材料製造。輪箍部份內圈制有倒燕尾槽與輪肚部份進行限位配合保證飛輪的使用性能。運用本實用新型製造的貯能飛輪具有重量輕，成本低的特點。
文檔編號F16F15/30GK201396396SQ20082017108
公開日2010年2月3日 申請日期2008年12月15日 優先權日2008年12月15日
發明者宋君義, 宋泓震, 洪 趙 申請人:浙江三力機電製造有限公司;麗水市大力機電製造有限公司