专利名称：一种高速非完全内平衡变惯量飞轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，飞轮基体上具有螺线槽，槽内装配有可以沿槽滑动的质量块，通过该质量块在槽内位置的移动，实现飞轮转动惯量的改变，适用于汽车和城市轨道车辆传动系统和再生制动系统、风电发电系统，工矿机械、工程机械等领域。
背景技术：
目前变惯量飞轮在转速高情况下，位置可变的质量块产生巨大的离心力，例如 0. 5kg的质量块，在半径为0. Im,转速为3000转/分钟时，其离心力约为5000N，是其重力的1000倍，在移动这些质量块达到改变转动惯量时，有时其需要的操纵力巨大，针对该种状况，提出了一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，平衡了大部分质量块的离心力，使得操纵力较小，以实现变惯量飞轮的高速化和快速改变其转动惯量，更好适应工程实践的需要。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，能解决在高速时，有效降低变惯量飞轮的操纵力和较容易实现飞轮转动惯量的快速改变，由于提高了变惯量飞轮的转速，而飞轮存储的能量与转速的平方成正比，所以同时使得飞轮的尺寸和重量大幅减小，具体结构是由开设有螺线槽的飞轮基体、多片组合质量块、控制质量块固定和移动的槽盘、分离轴承及销钉组成。为实现上述目的，本发明采用如下技术措施一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，在需要飞轮的转动惯量降低时，操纵分离轴承拔起销钉，制动器制动控制质量块固定和移动的槽盘，质量块沿飞轮基体内的槽移动，使得其半径变小，达到降低飞轮整体转动惯量的目的；在需要飞轮的转动惯量升高时，操纵分离轴承拔起销钉，质量块在其自身离心力沿槽切向分力作用下，质量块沿飞轮基体内的槽移动，使得其半径变大，达到增加飞轮整体转动惯量的目的。其特征在于飞轮基体2开设有槽3和槽6，槽3和槽6内安装有多片组合质量块1，多片质量块8由箍7限定在一起，组成了多片组合质量块1，箍7 —侧装有圆柱销9，圆柱销9和槽盘10的槽18配合，通过控制槽盘10即可以改变多片组合质量块1在槽3和槽6中的位置，达到改变飞轮惯量的目的；调整到需要的转动惯量时，松开分离轴承，压盘14在弹簧13的作用下推动销钉15插入飞轮基体2的孔4，相对固定了多片组合质量块1和飞轮基体2，也使得飞轮的转动惯量保持不变。该方法具体包括以下步骤1)在飞轮转动惯量不需要变化时，弹簧13通过分离轴承12推动压盘14，使得销钉15固定槽盘10和飞轮基体2，多片组合质量块1半径不变。2)在飞轮转动惯量需要降低时，拉动分离轴承12，压缩弹簧13使得压盘14右移， 销钉15拔出飞轮基体2，槽盘10和飞轮基体2可以相对自由转动，制动器16制动槽盘10，使得多片组合质量块1的半径变小，飞轮整体的转动惯量减小。3)在飞轮转动惯量需要时，拉动分离轴承12，压缩弹簧13使得压盘14右移，销钉 15拔出飞轮基体2，槽盘10和飞轮基体2可以相对自由转动，多片组合质量块1在其自身离心力的切向分力作用下沿槽滑动，半径变大，飞轮整体的转动惯量增加。一种高速非完全内平衡变惯量飞轮是采取以下方案实现一种高速非完全内平衡变惯量飞轮结构具有开设有螺线槽的飞轮基体、多片组合质量块、控制质量块固定和移动的槽盘、分离轴承及销钉组成；开设有螺线槽的飞轮基体O)中有螺线槽(3)和螺线槽 (6)，在所述螺线槽C3)和所述螺线槽(6)中装有多片组合质量块(1)，所述多片组合质量块 (1)由箍(7)和多片质量块(8)组成，所述箍(7)侧面装有销(9)，所述销(9)和槽盘(10) 中的槽(18)相配合，所述销(9)能在所述槽(18)中滑动，所述槽盘(10)和所述开设有螺线槽的飞轮基体O)同轴安装连接，在所述开设有螺线槽的飞轮基体(2)上设有孔，所述槽盘(10)设有孔(17)，销(15)与所述孔(4)、孔(17)配合安装，压盘(14)开设有孔(19)， 所述孔(19)与所述销(15)配合安装，所述压盘(14)与分离轴承(12)同轴安装连接，所述离轴承(12)与轴(5)同轴安装连接，所述压盘(14)同轴安装连接弹簧(12)，制动器(16) 同轴安装在所述槽盘(10)的外周，所述开设有螺线槽的飞轮基体(2)与所述轴(5)同轴安装连接，所述槽盘(10)和所述轴( 之间同轴安装有轴承(11)。本发明“一种高速非完全内平衡变惯量飞轮”是利用螺线槽结构，经过精心设计后提出一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，用于汽车和城市轨道车辆传动系统和再生制动系统、风电发电系统，工矿机械、工程机械等领域，能有效提高系统的效率和更好适应变工况的传动情况。本发明一种高速非完全内平衡变惯量飞轮的特点1、本发明用螺线槽结构，分担了绝大部分移动质量块的离心力，使得质量块移动时需要的操纵控制力大幅下降，达到飞轮变惯量速度快，控制消耗能量低的效果。2、利用螺线结构分担了大部分离心力后，能有效提高变惯量飞轮的转速，使得变惯量飞轮机构体积小，质量轻。3、设计的多片组合质量块适应了螺线不同位置的曲率，使得每片质量和螺线槽受力均勻且结构上不干涉。本发明一种高速非完全内平衡变惯量飞轮是针对目前变惯量飞轮的可移动质量离心力大而引起操纵控制力在飞轮高速时系统非常难提供如此大的力而设计，主要适用用于用于汽车和城市轨道车辆传动系统和再生制动系统、风电发电系统，工矿机械、工程机械等领域，能有效提高系统的效率和降低其体积和质量。
以下将结合附图对本发明作进一步说明。附图1 附图6是一种高速非完全内平衡变惯量飞轮实施实例，本发明的实际使用并不局限于实施例。
具体实施例方式参照附图1 附图6，一种高速非完全内平衡变惯量飞轮结构特征为(如附图1)开设有螺线槽的飞轮基体2中有螺线槽3和螺线槽6，飞轮基体的直径为MOmm，螺线槽3和螺线槽6关于圆心对称，槽宽全为15mm，槽深50mm，在螺线槽3和螺线槽6中装有多片组合质量块1，多片组合质量块1在半径较大时的位置(如附图1所示)，附图2显示的位置是多片组合质量块1在半径较小时的位置，多片组合质量块共有6块，其高度均为14mm，厚度为42mm，多片组合质量块1由箍7和多片质量块8组成，每个多片组合质量块1有9片多片质量块8组成，每片的厚度为5mm，箍7的厚度为3mm，宽度为6mm，采用优质合金钢制造，箍 7侧面装有销9，销9的直径为6mm，高度为20mm(如附图3，附图4所示)，销9和槽盘10中的槽18相配合，销9能在槽18中滑动，槽盘10和开设有螺线槽的飞轮基体2同轴安装连接，槽盘10的厚度为20mm，在开设有螺线槽的飞轮基体2上设有孔4，孔4的数量为16个， 直径为6mm，所述槽盘10设有孔17，直径也为6mm，销15与所述孔4、孔17配合安装，压盘 14开设有孔19，孔19与销15配合安装，压盘14与分离轴承12同轴安装连接，离轴承12 与轴5同轴安装连接，轴5直径为50mm，压盘14同轴安装连接弹簧12，制动器16同轴安装在槽盘10的外周，开设有螺线槽的飞轮基体2与所述轴5同轴安装连接，两者之间有过盈， 槽盘10和轴5之间同轴安装有轴承11，轴承11为薄形轴承(如附图5，附图6所示)。
权利要求
1.一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，具有转动惯量可变的装置，其特征在于结构具有开设有螺线槽的飞轮基体、多片组合质量块、控制质量块固定和移动的槽盘、分离轴承及销钉组成，开设有螺线槽的飞轮基体O)中有螺线槽(3)和螺线槽(6)，在螺线槽(3)和螺线槽(6)中装有多片组合质量块(1)，多片组合质量块(1)由箍(7)和多片质量块( 组成， 箍(7)侧面装有销(9)，销(9)和槽盘(10)中的槽(18)相配合，槽盘(10)和开设有螺线槽的飞轮基体O)同轴安装连接，在开设有螺线槽的飞轮基体(2)上设有孔，槽盘(10) 设有孔(17)，销(15)与孔(4)、孔(17)配合安装，压盘(14)开设有孔(19)，孔(19)与销 (15)配合安装，压盘(14)与分离轴承(12)同轴安装连接，分离轴承(12)与轴(5)同轴安装连接，压盘(14)同轴安装连接弹簧(12)，制动器(16)同轴安装在槽盘(10)的外周，开设有螺线槽的飞轮基体(2)与轴(5)同轴安装连接，槽盘(10)和轴(5)之间同轴安装有轴承 (11)。
2.根据权利要求1所述的一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，其特征在于在螺线槽 ⑶和螺线槽(6)中装有多片组合质量块(1)，多片组合质量块⑴的数量可以为1个，也可以为多个。
3.根据权利要求1所述的一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，其特征在于多片组合质量块(1)内的多片质量块(8)的数量可以为9块或更多。
全文摘要
本发明涉及的是一种高速非完全内平衡变惯量飞轮，使用开设有螺线槽的飞轮基体、多片组合质量块、槽盘、分离轴承及销钉的一个组合，实现变惯量飞轮的高速化和小操纵控制力，特别适合城市轨道车辆和汽车作制动能量回收使用，其结构特征在于飞轮基体2开设有槽3和槽6，两槽内安装有多片组合质量块1，多片质量块8由箍7限定在一起，箍7一侧装有圆柱销9，圆柱销9和槽盘10的槽18配合，通过控制槽盘10即可以改变飞轮的惯量。
文档编号F16F15/31GK102359542SQ20111033105
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者吕云嵩, 张雨, 贺曙新, 赵伟军, 邹政耀 申请人:南京工程学院