一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构的制作方法

本实用新型涉及一种飞轮结构，尤其涉及一种适用于储能电机设备的高强度飞轮结构。

背景技术：

飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。飞轮的结构直接决定了飞轮储存能量的多少，飞轮的直径以及飞轮转动惯量均与飞轮转动能量呈正比。

现有的普通钢结构的高速大惯量飞轮，由于受到材料强度的限止，经力学分析计算，其安全旋转速度不得高于12000转/分钟，否则因飞轮的离心力，造成飞轮爆裂，十分危险，而如果想要提高储能量就必须增大飞轮的直径，而飞轮直径太大又会占用很大的空间，维护也不方便，因此，提高飞轮转速也成为需要迫切解决的问题。

技术实现要素：

结合现有技术的不足，本实用新型提供了一种通过加强飞轮外沿应力提高飞轮转速的高强度飞轮结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构，包括飞轮主体，所述飞轮主体的外轮结构表面开设凹槽，所述凹槽内设有紧固结构。

进一步地，所述紧固结构包括若干层纤维层，其目的在于，利用高强度纤维结构将飞轮外沿束缚，抵消部分直接作用在飞轮上的离心力。

进一步地，所述纤维层之间涂覆复合胶黏剂层，其目的在于，增加了纤维层之间的紧密性。

进一步地，所述纤维层为由碳纤维或者芳纶构成的结构层。

进一步地，所述凹槽的底壁形成一止滑结构。

进一步地，所述止滑结构为波纹型结构。

进一步地，所述止滑结构为多个内凹的矩形结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用在飞轮外沿缠绕紧固结构层以克服飞轮离心力所造成的破坏，提高飞轮转速，减少占用空间，增大储能量，提高效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构的部分剖视图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是用新型实施例提供的一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构的另一实施例的部分剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构的再一实施例的部分剖视图。

图中：1、飞轮主体；2、凹槽；3、紧固结构；4、纤维层；5、复合胶黏剂层；6、止滑结构。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，仅仅表示本实用新型的选定实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，图1示出了本实用新型实施例提供的一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构，包括飞轮主体1，飞轮主体1的外轮结构表面开设凹槽2，凹槽2内设有紧固结构3，凹槽2的底壁形成一平面设置的止滑结构6。

结合图2所示，其中，紧固结构3包括若干层纤维层4。

作为进一步优选地实施方式，纤维层4之间设有复合胶黏剂层5。

更进一步地，纤维层4为由碳纤维或者芳纶构成的结构层。

实施例2；

如图3所示，图3示出了本实用新型实施例提供的一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构，包括飞轮主体1，飞轮主体1的外轮结构表面开设凹槽2，凹槽2内设有紧固结构3，凹槽2的底壁形成一止滑结构6，止滑结构6为波纹型结构。

再次参见图2，其中，紧固结构3包括若干层纤维层4。

作为进一步优选地实施方式，纤维层4之间设有复合胶黏剂层5。

更进一步地，纤维层4为由碳纤维或者芳纶构成的结构层。

实施例3；

如图4所示，图4示出了本实用新型实施例提供的一种能够超高速旋转的高强度飞轮结构，包括飞轮主体1，飞轮主体1的外轮结构表面开设凹槽2，凹槽2内设有紧固结构3，所述止滑结构6为多个内凹的矩形结构。

再次参见图2，其中，紧固结构3包括若干层纤维层4。

作为进一步优选地实施方式，纤维层4之间设有复合胶黏剂层5。

更进一步地，纤维层4为由碳纤维或者芳纶构成的结构层。

本实用新型中，首先在飞轮本体的外轮表面开设相应的凹槽2，凹槽2内先涂覆复合胶黏剂层5，然后高强度限位，缠绕时，施加一定的预压力，然后，再涂覆胶黏剂层，反复多次至最终形成能够超高速旋转的高强度飞轮结构。

其中，碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，其兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍；同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点；碳纤维还具有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长纤维的克数)，一般仅约为19克，拉力高达300kg每微米。

芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右。

经实际应用测试，本实用新型的飞轮结构质量轻、使用寿命长，并能够实现最高转速为60000转/分钟，相比与现有用于储能的飞轮结构，储存能量高。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。