一種飛輪儲能轉子的安裝方法技術

本發明專利技術的飛輪儲能轉子的安裝方法，包括以下步驟：將由彈簧鋼制成的第一輪轂的盤狀體的外緣彎折形成抵接部，第一輪轂的盤狀體自中部向邊緣相對于垂直于旋轉軸的垂直平面傾斜，且朝向所述抵接部的一側傾斜；在彎折的位置設應力減緩槽；將第一輪轂套在旋轉軸上，并使旋轉軸可帶動第一輪轂同步轉動；將第一輪轂和旋轉軸一起裝進桶狀的外輪內，使第一輪轂的抵接部的外壁與外輪的內壁緊配合以使第一輪轂可帶動外輪旋轉。本發明專利技術解決的技術問題在于克服現有的飛輪儲能機構在高速旋轉的情況下飛輪輪轂與外輪之間的預緊力減小的技術問題，提供一種飛輪儲能轉子的安裝方法，在轉子高速旋轉的狀態下仍可保持飛輪輪轂與外輪之間結合的預緊力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及飛輪儲能領域。具體為。
技術介紹
飛輪儲能是通過將電能、風能、太陽能等能源轉化為機械能即飛輪的高速旋轉來 實現能量的儲存，在需要使用能量時，將飛輪的動能轉化為電能輸出。飛輪儲能通過運動儲 存能量，不需要任何化學物質和化學變化，還可進行無限次地充放電，不僅對環境無污染還 突破了化學電池的限制，從而受到了高度的關注。 飛輪的儲能公式為：S 其中J為飛輪的轉動慣量，ω為飛輪旋轉的角速度。 .， 飛輪的旋轉角速度越高，飛輪的轉動慣量越大，其儲能密度越高，儲存的能量也越大。飛輪 在由旋轉軸帶動旋轉的時候，其中間部分與邊緣部分所受的離心力不同，離旋轉中心越遠 的位置所受到的離心力越大，一體式的飛輪由于不同位置受力不均，容易產生大的變形或 者出現裂紋。因此，目前大部分飛輪轉子采用分體式結構，即包括輪轂和固定地套在輪轂上 的外輪，輪轂的形狀為垂直于旋轉軸的盤狀，外輪與輪轂之間一般通過過盈配合來實現固 定連接，外輪采用更加堅韌的材料制成。然而，在轉速更高的情況下，例如在轉速達到10000 轉/分鐘及以上時，飛輪不可避免地會發生變形，產生"擴張"的形態，與輪轂相比，距離旋轉 中心更遠的外輪受到更大的離心力，其變形也更大，高速旋轉狀態下的外輪的各個位置與 輪轂相比向外"位移"的距離會更大。這樣必然導致外輪與輪轂之間結合的預緊力減小，導 致從輪轂向外輪傳遞的旋轉力減小，增加了能量的耗損，嚴重時會出現輪轂和外輪之間的 滑移，甚至脫落。因而，目前分體式的飛輪仍然限制了飛輪的提速，從而限制了飛輪的儲能 密度。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題在于克服現有的飛輪儲能機構在高速旋轉的情況下飛輪 輪轂與外輪之間的預緊力減小的技術問題，提供，在轉子高 速旋轉的狀態下仍可保持飛輪輪轂與外輪之間結合的預緊力，從而為進一步提高轉子速度 提供了條件。 本專利技術的飛輪儲能轉子的安裝方法，包括以下步驟： (1)將由彈簧鋼制成的第一輪轂的盤狀體的外緣彎折形成抵接部，所述第一輪轂 的盤狀體自中部向邊緣相對于垂直于所述旋轉軸的垂直平面傾斜，且朝向所述抵接部的一 側傾斜； (2)在彎折的位置設應力減緩槽； (3)將第一輪轂套在旋轉軸上，并使旋轉軸可帶動第一輪轂同步轉動； (4)將第一輪轂和旋轉軸一起裝進桶狀的外輪內，使第一輪轂的抵接部的外壁與 外輪的內壁緊配合以使第一輪轂可帶動外輪旋轉。 作為優選，所述盤狀體相對于垂直于所述旋轉軸的平面傾斜的角度為5°-15°。 作為優選，在步驟(1)中，第一輪轂的盤狀體的外緣彎折70° -85°形成所述抵接部。 作為優選，在步驟（1)中，使所述抵接部與所述盤狀體之間通過圓角過渡，在步驟 (2)中，所述應力減緩槽設在所述圓角的外壁上，且所述應力減緩槽環繞所述第一輪轂周向 延伸。 作為優選，在步驟(4)中使第一輪轂的抵接部的外壁與設在外輪的內壁上并沿周 向延伸的第一配合凸起緊配合。 作為優選，所述第一配合凸起的至少一端設有引導所述第一輪轂在所述外輪內沿 軸線相對運動的安裝引導坡，第一配合凸起的至少一端為安裝時所述抵接部先接觸的一 端。 作為優選，在步驟(4)中，在將第一輪轂和旋轉軸裝進外輪之前，對外輪進行加熱。 作為優選，在步驟(4)中對第一輪轂施加軸向的壓力，使第一輪轂和旋轉軸進入外 輪。 作為優選，所述第一輪轂還包括位于所述盤狀體的內部且與所述盤狀體一體成型 的安裝軸套，步驟(3)的具體操作為，將第一輪轂的安裝軸套套在所述旋轉軸上并使安裝軸 套可與所述旋轉軸同步轉動。 作為優選，在步驟(3)中，使第一輪轂的安裝軸套的下端與旋轉軸的軸肩相抵。 作為優選，在步驟(3)中，將第一輪轂套在旋轉軸上之后，將定位軸套套在所述旋 轉軸上，且使定位軸套的下端與所述第一輪轂的上端相抵。 作為優選，在步驟(3)中，將定位軸套套在所述旋轉軸上之后，將由彈簧鋼制成的 第二輪轂套在所述旋轉軸上，且第二輪轂的下端與定位軸套的上端相抵，并使第二輪轂可 在所述旋轉軸的帶動下與所述旋轉軸同步旋轉，所述第二輪轂的結構形狀與所述第一輪轂 的結構形狀相同，且在完成裝配的狀態下，使所述第一輪轂的盤狀體與所述第二輪轂的盤 狀體的傾斜方向和傾斜角度相同，并使所述第二輪轂的抵接部與設置在外輪內壁上的第二 配合凸起緊配合。 作為優選，在步驟(4)中，將第二輪轂與第一輪轂、旋轉軸和定位軸套一起裝進桶 狀的外輪內，使第二輪轂的抵接部的外壁與外輪的內壁緊配合以使第二輪轂可帶動外輪旋 轉。 本專利技術的飛輪儲能轉子的安裝方法和現有技術相比，具有以下有益效果： 1、通過本專利技術的飛輪儲能轉子的安裝方法完成安裝的飛輪儲能轉子，在第一輪轂 和外輪高速旋轉時，外輪在第一離心力的作用下會產生向外的位移，第一輪轂受到的離心 力雖然小于外輪受到的離心力，但由于第一輪轂的外緣彎折成了抵接部，且盤狀體傾斜設 計，盤狀體和抵接部在受到離心力后產生徑向的擴張變形，從而最終產生與外輪一致的徑 向變形，抵接部能與外輪的內壁貼緊，保持與外輪的預緊力。同時，在彎折處，即抵接部與盤 狀體的連接處設有應力減緩槽，應力減緩槽可減小應力，防止此處由于應力太大而損壞。 2、在本專利技術的方法中，在完成安裝的狀態下，第一輪轂的抵接部與第一配合凸起 緊配合。第一配合凸起增加了第一輪轂抵接部在與外輪的內壁配合的時候產生的變形量， 使得外輪與第一輪轂之間的緊配合更加可靠。 3、在本專利技術的方法中，同時設置第一輪轂和第二輪轂，為外輪的加長提供了條件， 加長的外輪提高了質量，即增大了飛輪的轉動慣量J，從而提高了飛輪的儲能量。【附圖說明】圖1為本專利技術一個實施例的飛輪儲能轉子的安裝方法中的飛輪儲能轉子的剖視結 構示意圖。圖2為圖1中A部分的放大示意圖。 附圖標記 1旋轉軸，11軸肩； 2第一輪轂，21盤狀體，22抵接部，23安裝軸套，24應力減緩槽； 3外輪，31第一配合凸起，32安裝引導坡，33圓角，34第二配合凸起； 4第二輪轂，41盤狀體，42抵接部，43安裝軸套； 5垂直平面； 6定位軸套。【具體實施方式】 本專利技術的飛輪儲能轉子安裝方法中的飛輪儲能轉子的結構如圖1和圖2所示，包括 旋轉軸1、第一輪轂2和外輪3。其中，旋轉軸1為豎直設置的實心鋼軸，旋轉軸1 一般與飛輪儲 能裝置中的電機的軸是一體的。在充電時，電機旋轉，電機的軸也就是轉子的旋轉軸1旋轉， 從而帶動第一輪轂2和外輪3旋轉，將電能轉化成為第一輪轂2和外輪3的高速旋轉實現能量 的儲存。 所述第一輪轂2由彈簧鋼制成，具有盤狀體21。第一輪轂2的盤狀體21自中部向邊 緣相對于垂直于旋轉軸的垂直平面傾斜。盤狀體21傾斜的設計相比于不傾斜的情況，更能 發揮彈簧鋼的彈力特性。在高速旋轉的狀態下，由于盤狀體的傾斜設計，彈簧鋼制成的盤狀 體不僅可做伸縮的運動，還可發揮其彈力抗屈服的優點。所述盤狀體21相對于垂直于所述 旋轉軸1的垂直平面5傾斜的角度為5°-15°。在本實施例中，盤狀體21相對于垂直于所述旋 轉軸1的平面傾斜的角度為10°。 所述外輪3為桶狀，外輪3采用的材料比輪轂更加堅韌，可抵抗更大的離心力，而不 被撕裂。 本專利技術的飛輪儲能轉子的安裝方法，包括以下步驟： (1)將由彈簧鋼制成的第一輪轂2的盤狀體21的外緣彎折形成抵接部22,盤狀體21 的外本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種飛輪儲能轉子的安裝方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將由彈簧鋼制成的第一輪轂的盤狀體的外緣彎折形成抵接部，所述第一輪轂的盤狀體自中部向邊緣相對于垂直于所述旋轉軸的垂直平面傾斜，且朝向所述抵接部的一側傾斜；(2)在彎折的位置設應力減緩槽；(3)將第一輪轂套在旋轉軸上，并使旋轉軸可帶動第一輪轂同步轉動；(4)將第一輪轂和旋轉軸一起裝進桶狀的外輪內，使第一輪轂的抵接部的外壁與外輪的內壁緊配合以使第一輪轂可帶動外輪旋轉。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾憲林，
申請(專利權)人：曾憲林，
類型：發明
國別省市：北京;11