高比重钨合金飞轮的制作方法

本实用新型涉及一种高比重钨合金飞轮，属于核电领域屏蔽泵中金属飞轮的相关机械制造技术领域。

背景技术：

动力装置的屏蔽泵作为核电设备的重要组成部分，起到了关键的作用，在停电或发生突发事件过程中，起到向反应装置提供冷却液的作用，防止过热引起事故。飞轮是屏蔽泵的惯性部件，需要具有大的质量保证无动力状态下屏蔽泵能够运转一段时间。

屏蔽泵结构紧凑，电机转动部件都浸泡在高压的冷却剂中，转子旋转时由于冷却剂的阻力作用，将产生很大的摩擦损耗，为了尽量减少这种损耗，转子必须为细长机构，但是降低了转子的转动惯性，无法满足惰转的要求，如果采用圆盘式飞轮结构，其尺寸无法满足结构空间的要求，所以需要设计一种体积小、转动惯量高的飞轮才能满足主泵的设计要求。

高比重钨合金是以钨为基体材料添加镍铁及其它元素组成的高密度的合金，含钨量为85％-99％，一般比重为16.5-18.75g/cm3，，较常用的主要有：W-Ni-Cu和W-Ni-Fe两大系列。其可以实现小空间、大质量惯性的要求，所以主体部分一般采用高比重钨合金材质。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本实用新型的目的是提供一种高比重钨合金飞轮，该飞轮的结构紧凑使其在有限空间内获得足够的转动惯量，能满足屏蔽泵大转动惯量和小体积的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高比重钨合金飞轮，所述飞轮包括：轮毂、高比重钨合金块、上盖板、下盖板、外套；其中，所述高比重钨合金块具有环形柱体结构，套设于所述轮毂的外侧面；所述外套套设于所述高比重钨合金块的外侧面；所述上盖板和所述下盖板分别盖设于所述高比重钨合金块的上下端面，用于密封所述高比重钨合金块。

上述高比重钨合金飞轮，作为一种优选实施方式，所述高比重钨合金块和所述轮毂过盈配合。

上述高比重钨合金飞轮，作为一种优选实施方式，所述外套和所述高比重钨合金块过盈配合。

上述高比重钨合金飞轮，作为一种优选实施方式，所述轮毂的上端部外径与所述轮毂的下端部外径不同；优选地，所述轮毂的上端部外径小于所述轮毂的下端部外径，所述上盖板的内径大于所述下盖板的内径，所述上盖板的内径等于所述轮毂的上端部外径，所述下盖板的内径等于所述轮毂的下端部外径。

上述高比重钨合金飞轮，作为一种优选实施方式，所述上盖板的外径、所述下盖板的外径和所述外套的外径相等。

上述高比重钨合金飞轮，作为一种优选实施方式，所述上盖板和所述下盖板分别与所述外套采用焊接方式连接。

上述高比重钨合金飞轮，作为一种优选实施方式，所述高比重钨合金块的材质为密度在18.3g/cm³以上的高比重钨合金；所述轮毂、上盖板、下盖板、外套为高强度高抗腐蚀性钢。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型充分合理利用了高比重钨合金的高密度和高强度高抗腐蚀性钢组合，实现了有限空间内获得了较大转动惯量和可以接受的经济性，满足了屏蔽泵的惰性转动的需求。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例中的高比重钨合金飞轮的剖面结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例中的高比重钨合金飞轮的俯视图；

图3为本实用新型优选实施例中的高比重钨合金飞轮的仰视图。

其中，1-轮毂，11-轮毂上端部，12-轮毂下端部，3-高比重钨合金块，2-上盖板，5-下盖板，4-外套。

具体实施方式

以下结合附图通过实例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，术语““上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种高比重钨合金飞轮，参见图1，所述飞轮包括：轮毂1、高比重钨合金块3、上盖板2、下盖板5、外套4；其中，高比重钨合金块3套设于轮毂1的外侧面，外套4套设于高比重钨合金块3的外侧面，上盖板2和下盖板5分别盖设于高比重钨合金块3的上下端面，用于密封钨合金块。上述各个部件之间均为紧密配合，下面对以上部件一一进行说明。

轮毂1为环形柱体结构，其中心设有轴孔，轴孔内可以插设转轴，用于带动本实用新型的高比重钨合金飞轮旋转。优选地，轮毂1是上端部11为台阶状的圆环柱体结构，如图1所示，轮毂上端部11的外径r与下端部12的外径R不同即轮毂上端部11的外径r不同于轮毂1的其他部位的外径，相应地，上盖板2和下盖板5的内径尺寸也不同，在本实用新型的实施例中，轮毂上端部11的外径r小于轮毂下端部12的外径R，而上盖板2的内径大于下盖板5的内径，以便保证热镶套中的形位公差控制，上盖板2的内径等于轮毂上端部11的外径，下盖板5的内径等于轮毂下端部12的外径。轮毂上端部11台阶的高度与上盖板2的厚度相同，上盖板2的内侧边缘与轮毂上端部11的台阶紧配合，当然，本实用新型也可以设置轴孔，而采用端面齿接的方式连接本实用新型的飞轮和转轴。

高比重钨合金块3为环形柱体结构，是一体成型的，套设于轮毂1的外侧面；优选地，高比重钨合金块3和轮毂1之间过盈配合，即高比重钨合金块3的内侧面和轮毂1的外侧面之间过盈配合，其具体组装过程可以是：高比重钨合金块3加热到一定温度(一般加热温度不能超过300℃，否则会氧化)，然后与轮毂1进行热镶套，使两者紧密结合。钨合金块材质优选为密度大于18.3g/cm³的高密度钨合金，为整体一块，保证一定空间内产生足够大的惯性。本实用新型中一体成型的环形柱体状高比重钨合金块3与拼接而成的环形柱体状钨块相比，更稳固、不易脱落。高比重钨合金块3的厚度即环形柱体的高度略低于轮毂1的高度，高比重钨合金块3套设于轮毂1外侧面后，高比重钨合金块3的上端面与轮毂1的上端面齐平的水平线之间的垂直距离为上盖板2的高度或厚度，高比重钨合金块3的下端面与轮毂1的下端面齐平的水平线之间的垂直距离为下盖板5的高度或厚度。

外套4也为一环形柱体结构，套设于高比重钨合金块3的外侧面；优选地，外套4和高比重钨合金块3过盈配合，即外套4的内侧面和高比重钨合金块3的外侧面采用过盈配合，其具体组装过程可以是：将外套4加热到一定温度(比如200℃、240℃、300℃等)后，与高比重钨合金块3套设轮毂1外侧面后的结合件再进行热镶套，使其内侧面与高比重钨合金块3的外侧面紧密结合。在本实用新型的实施例中，外套4的高度与高比重钨合金块3的高度相同。

上盖板2、下盖板5分别设置于高比重钨合金块3的上下端面，用于密封高比重钨合金块3；上盖板2的内径与轮毂上端部11的外径相匹配，下盖板5的内径与轮毂的下端部外径相匹配，在本实用新型的实施例中，轮毂1是上端部11为台阶状的圆环柱体结构，其轮毂上端部11的外径小于轮毂下端部12的外径，相应地，上盖板2的内径大于下盖板5的内径，且上盖板2的内径等于轮毂上端部11的外径，下盖板5的内径等于轮毂下端部12的外径。在本实用新型的实施例中，上盖板2和下盖板5的外径相同，且与外套4的外径相等。外套4的上端面与上盖板2通过焊接方式进行连接，外套4的下端面与下盖板5通过焊接方式进行连接。

本实用新型的优选实施例中轮毂1、上盖板2、下盖板5、外套4的材质为高强度高抗腐蚀性钢，比如不锈钢、Q295、Q345等。

本实用新型的优选实施例提供一种高比重钨合金飞轮的组装方法如下：首先，将轮毂上端部11的台阶朝下嵌入上盖板2中，上盖板2起到限位作用；然后，将高比重钨合金块3加热到一定温度(一般加热温度不能超过300℃，否则高比重钨合金块会被氧化)，然后和轮毂1进行热镶套，即使用压机将加热后的高比重钨合金块3压下，套在轮毂1的外侧面上，两者紧密结合，上盖板2仍起到限位作用；之后，将外套4加热到一定温度(比如200℃、240℃、300℃等)后，与轮毂1和高比重钨合金块3的结合件再进行热镶套，即使用压机将外套4压下，套在高比重钨合金块3的外侧面上，使其与钨合金紧密结合，上盖板2仍起到限位作用；之后，将下盖板5盖设于高比重钨合金块3和外套4的下端面上且内侧与轮毂1的外侧面紧密结合；最后，将外套4的上端面与上盖板2通过焊接方式进行连接，外套4的下端面与下盖板5通过焊接方式进行连接，完成组装。将得到的飞轮倒置后即得到图1所示的飞轮。

以上实施例仅为本实用新型其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。