專利名稱：一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，飛輪基體上具有螺線槽，槽內(nèi)裝配有可以沿槽滑動的質(zhì)量塊，通過該質(zhì)量塊在槽內(nèi)位置的移動，實現(xiàn)飛輪轉(zhuǎn)動慣量的改變，適用于汽車和城市軌道車輛傳動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前變慣量飛輪在轉(zhuǎn)速高情況下，位置可變的質(zhì)量塊產(chǎn)生巨大的離心力，例如 0. 5kg的質(zhì)量塊，在半徑為0. Im,轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘時，其離心力約為5000N，是其重力的1000倍，在移動這些質(zhì)量塊達(dá)到改變轉(zhuǎn)動慣量時，有時其需要的操縱力巨大，針對該種狀況，提出了一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，平衡了大部分質(zhì)量塊的離心力，使得操縱力較小，以實現(xiàn)變慣量飛輪的高速化和快速改變其轉(zhuǎn)動慣量，更好適應(yīng)工程實踐的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述不足之處提供一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，能解決在高速時，有效降低變慣量飛輪的操縱力和較容易實現(xiàn)飛輪轉(zhuǎn)動慣量的快速改變，由于提高了變慣量飛輪的轉(zhuǎn)速，而飛輪存儲的能量與轉(zhuǎn)速的平方成正比，所以同時使得飛輪的尺寸和重量大幅減小，具體結(jié)構(gòu)是由開設(shè)有螺線槽的飛輪基體、多片組合質(zhì)量塊、控制質(zhì)量塊固定和移動的槽盤、分離軸承及銷釘組成。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)措施一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，在需要飛輪的轉(zhuǎn)動慣量降低時，操縱分離軸承拔起銷釘，制動器制動控制質(zhì)量塊固定和移動的槽盤，質(zhì)量塊沿飛輪基體內(nèi)的槽移動，使得其半徑變小，達(dá)到降低飛輪整體轉(zhuǎn)動慣量的目的；在需要飛輪的轉(zhuǎn)動慣量升高時，操縱分離軸承拔起銷釘，質(zhì)量塊在其自身離心力沿槽切向分力作用下，質(zhì)量塊沿飛輪基體內(nèi)的槽移動，使得其半徑變大，達(dá)到增加飛輪整體轉(zhuǎn)動慣量的目的。其特征在于飛輪基體2開設(shè)有槽3和槽6，槽3和槽6內(nèi)安裝有多片組合質(zhì)量塊1，多片質(zhì)量塊8由箍7限定在一起，組成了多片組合質(zhì)量塊1，箍7 —側(cè)裝有圓柱銷9，圓柱銷9和槽盤10的槽18配合，通過控制槽盤10即可以改變多片組合質(zhì)量塊1在槽3和槽6中的位置，達(dá)到改變飛輪慣量的目的；調(diào)整到需要的轉(zhuǎn)動慣量時，松開分離軸承，壓盤14在彈簧13的作用下推動銷釘15插入飛輪基體2的孔4，相對固定了多片組合質(zhì)量塊1和飛輪基體2，也使得飛輪的轉(zhuǎn)動慣量保持不變。該方法具體包括以下步驟1)在飛輪轉(zhuǎn)動慣量不需要變化時，彈簧13通過分離軸承12推動壓盤14，使得銷釘15固定槽盤10和飛輪基體2，多片組合質(zhì)量塊1半徑不變。2)在飛輪轉(zhuǎn)動慣量需要降低時，拉動分離軸承12，壓縮彈簧13使得壓盤14右移， 銷釘15拔出飛輪基體2，槽盤10和飛輪基體2可以相對自由轉(zhuǎn)動，制動器16制動槽盤10，使得多片組合質(zhì)量塊1的半徑變小，飛輪整體的轉(zhuǎn)動慣量減小。3)在飛輪轉(zhuǎn)動慣量需要時，拉動分離軸承12，壓縮彈簧13使得壓盤14右移，銷釘 15拔出飛輪基體2，槽盤10和飛輪基體2可以相對自由轉(zhuǎn)動，多片組合質(zhì)量塊1在其自身離心力的切向分力作用下沿槽滑動，半徑變大，飛輪整體的轉(zhuǎn)動慣量增加。一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪是采取以下方案實現(xiàn)一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪結(jié)構(gòu)具有開設(shè)有螺線槽的飛輪基體、多片組合質(zhì)量塊、控制質(zhì)量塊固定和移動的槽盤、分離軸承及銷釘組成；開設(shè)有螺線槽的飛輪基體O)中有螺線槽(3)和螺線槽 (6)，在所述螺線槽C3)和所述螺線槽(6)中裝有多片組合質(zhì)量塊(1)，所述多片組合質(zhì)量塊 (1)由箍(7)和多片質(zhì)量塊(8)組成，所述箍(7)側(cè)面裝有銷(9)，所述銷(9)和槽盤(10) 中的槽(18)相配合，所述銷(9)能在所述槽(18)中滑動，所述槽盤(10)和所述開設(shè)有螺線槽的飛輪基體O)同軸安裝連接，在所述開設(shè)有螺線槽的飛輪基體(2)上設(shè)有孔，所述槽盤(10)設(shè)有孔(17)，銷(15)與所述孔(4)、孔(17)配合安裝，壓盤(14)開設(shè)有孔(19)， 所述孔(19)與所述銷(15)配合安裝，所述壓盤(14)與分離軸承(12)同軸安裝連接，所述離軸承(12)與軸(5)同軸安裝連接，所述壓盤(14)同軸安裝連接彈簧(12)，制動器(16) 同軸安裝在所述槽盤(10)的外周，所述開設(shè)有螺線槽的飛輪基體(2)與所述軸(5)同軸安裝連接，所述槽盤(10)和所述軸( 之間同軸安裝有軸承(11)。本發(fā)明“一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪”是利用螺線槽結(jié)構(gòu)，經(jīng)過精心設(shè)計后提出一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，用于汽車和城市軌道車輛傳動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域，能有效提高系統(tǒng)的效率和更好適應(yīng)變工況的傳動情況。本發(fā)明一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪的特點1、本發(fā)明用螺線槽結(jié)構(gòu)，分擔(dān)了絕大部分移動質(zhì)量塊的離心力，使得質(zhì)量塊移動時需要的操縱控制力大幅下降，達(dá)到飛輪變慣量速度快，控制消耗能量低的效果。2、利用螺線結(jié)構(gòu)分擔(dān)了大部分離心力后，能有效提高變慣量飛輪的轉(zhuǎn)速，使得變慣量飛輪機(jī)構(gòu)體積小，質(zhì)量輕。3、設(shè)計的多片組合質(zhì)量塊適應(yīng)了螺線不同位置的曲率，使得每片質(zhì)量和螺線槽受力均勻且結(jié)構(gòu)上不干涉。本發(fā)明一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪是針對目前變慣量飛輪的可移動質(zhì)量離心力大而引起操縱控制力在飛輪高速時系統(tǒng)非常難提供如此大的力而設(shè)計，主要適用用于用于汽車和城市軌道車輛傳動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域，能有效提高系統(tǒng)的效率和降低其體積和質(zhì)量。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。附圖1 附圖6是一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪實施實例，本發(fā)明的實際使用并不局限于實施例。
具體實施例方式參照附圖1 附圖6，一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪結(jié)構(gòu)特征為(如附圖1)開設(shè)有螺線槽的飛輪基體2中有螺線槽3和螺線槽6，飛輪基體的直徑為MOmm，螺線槽3和螺線槽6關(guān)于圓心對稱，槽寬全為15mm，槽深50mm，在螺線槽3和螺線槽6中裝有多片組合質(zhì)量塊1，多片組合質(zhì)量塊1在半徑較大時的位置(如附圖1所示)，附圖2顯示的位置是多片組合質(zhì)量塊1在半徑較小時的位置，多片組合質(zhì)量塊共有6塊，其高度均為14mm，厚度為42mm，多片組合質(zhì)量塊1由箍7和多片質(zhì)量塊8組成，每個多片組合質(zhì)量塊1有9片多片質(zhì)量塊8組成，每片的厚度為5mm，箍7的厚度為3mm，寬度為6mm，采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，箍 7側(cè)面裝有銷9，銷9的直徑為6mm，高度為20mm(如附圖3，附圖4所示)，銷9和槽盤10中的槽18相配合，銷9能在槽18中滑動，槽盤10和開設(shè)有螺線槽的飛輪基體2同軸安裝連接，槽盤10的厚度為20mm，在開設(shè)有螺線槽的飛輪基體2上設(shè)有孔4，孔4的數(shù)量為16個， 直徑為6mm，所述槽盤10設(shè)有孔17，直徑也為6mm，銷15與所述孔4、孔17配合安裝，壓盤 14開設(shè)有孔19，孔19與銷15配合安裝，壓盤14與分離軸承12同軸安裝連接，離軸承12 與軸5同軸安裝連接，軸5直徑為50mm，壓盤14同軸安裝連接彈簧12，制動器16同軸安裝在槽盤10的外周，開設(shè)有螺線槽的飛輪基體2與所述軸5同軸安裝連接，兩者之間有過盈， 槽盤10和軸5之間同軸安裝有軸承11，軸承11為薄形軸承(如附圖5，附圖6所示)。
權(quán)利要求
1.一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，具有轉(zhuǎn)動慣量可變的裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)具有開設(shè)有螺線槽的飛輪基體、多片組合質(zhì)量塊、控制質(zhì)量塊固定和移動的槽盤、分離軸承及銷釘組成，開設(shè)有螺線槽的飛輪基體O)中有螺線槽(3)和螺線槽(6)，在螺線槽(3)和螺線槽(6)中裝有多片組合質(zhì)量塊(1)，多片組合質(zhì)量塊(1)由箍(7)和多片質(zhì)量塊( 組成， 箍(7)側(cè)面裝有銷(9)，銷(9)和槽盤(10)中的槽(18)相配合，槽盤(10)和開設(shè)有螺線槽的飛輪基體O)同軸安裝連接，在開設(shè)有螺線槽的飛輪基體(2)上設(shè)有孔，槽盤(10) 設(shè)有孔(17)，銷(15)與孔(4)、孔(17)配合安裝，壓盤(14)開設(shè)有孔(19)，孔(19)與銷 (15)配合安裝，壓盤(14)與分離軸承(12)同軸安裝連接，分離軸承(12)與軸(5)同軸安裝連接，壓盤(14)同軸安裝連接彈簧(12)，制動器(16)同軸安裝在槽盤(10)的外周，開設(shè)有螺線槽的飛輪基體(2)與軸(5)同軸安裝連接，槽盤(10)和軸(5)之間同軸安裝有軸承 (11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，其特征在于在螺線槽 ⑶和螺線槽(6)中裝有多片組合質(zhì)量塊(1)，多片組合質(zhì)量塊⑴的數(shù)量可以為1個，也可以為多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，其特征在于多片組合質(zhì)量塊(1)內(nèi)的多片質(zhì)量塊(8)的數(shù)量可以為9塊或更多。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種高速非完全內(nèi)平衡變慣量飛輪，使用開設(shè)有螺線槽的飛輪基體、多片組合質(zhì)量塊、槽盤、分離軸承及銷釘?shù)囊粋€組合，實現(xiàn)變慣量飛輪的高速化和小操縱控制力，特別適合城市軌道車輛和汽車作制動能量回收使用，其結(jié)構(gòu)特征在于飛輪基體2開設(shè)有槽3和槽6，兩槽內(nèi)安裝有多片組合質(zhì)量塊1，多片質(zhì)量塊8由箍7限定在一起，箍7一側(cè)裝有圓柱銷9，圓柱銷9和槽盤10的槽18配合，通過控制槽盤10即可以改變飛輪的慣量。
文檔編號F16F15/31GK102359542SQ20111033105
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者呂云嵩, 張雨, 賀曙新, 趙偉軍, 鄒政耀 申請人:南京工程學(xué)院