專利名稱：一種鐵塑復(fù)合材料制造的貯能飛輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵塑復(fù)合材料制造的機(jī)械貯能飛輪，該飛輪應(yīng)用于機(jī) 械貯能裝置中作為貯能元件。
背景技術(shù)：
機(jī)械貯能飛輪是一種常見(jiàn)的機(jī)械部件；它的主要作用是運(yùn)用機(jī)械飛輪高速 旋轉(zhuǎn)時(shí)在飛輪上貯藏的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)貯藏機(jī)械能量，以使機(jī)械系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)轉(zhuǎn)速、 提高抗沖擊性能、減少機(jī)械系統(tǒng)頻繁起動(dòng)時(shí)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求減小剎車時(shí)產(chǎn)生 的能量損耗等作用。根據(jù)相關(guān)的物理學(xué)定理可知飛輪貯藏的能量與飛輪的質(zhì)量 成正比；為了提高飛輪的性能讓飛輪貯藏更多的能量通常飛輪需要較大的質(zhì)量; 為了達(dá)到上述目的機(jī)械飛輪無(wú)一例外都是用鋼鐵來(lái)制造。由于近年來(lái)的鋼材漲 價(jià)，飛輪制造成本不斷的上漲直接影響制造成本。
如何降低制造成本的同時(shí)又不降低飛輪的性能，據(jù)物理學(xué)相關(guān)定律可知飛 輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在相同轉(zhuǎn)速的情況下取決于飛輪質(zhì)量的同時(shí)也取決于質(zhì)量在飛輪 整體上的分布；距轉(zhuǎn)動(dòng)中心越遠(yuǎn)的質(zhì)量分布對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的貢獻(xiàn)越大，距中心越 近的質(zhì)量分布對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的貢獻(xiàn)越小甚至為零。為了提高材料的利用率，飛輪 設(shè)計(jì)盡可能的將質(zhì)量分布在距中心較遠(yuǎn)的位置上，以最大限度地獲取轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型根據(jù)相關(guān)物理學(xué)原理將質(zhì)量較大的鋼鐵材料分布到距轉(zhuǎn)動(dòng)中心 較遠(yuǎn)的輪子外圈上去，力求在同等質(zhì)量下獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；相對(duì)于對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量貢獻(xiàn)較小的距軸較近部份用質(zhì)量較輕價(jià)格相對(duì)較低的復(fù)合塑料制造，充分 利用材料的使用價(jià)值節(jié)約制造成本。
本實(shí)用新型所要解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是運(yùn)用鐵塑復(fù)合材料制 造機(jī)械飛輪，在對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量貢獻(xiàn)大、強(qiáng)度要求較高的飛輪最外圈輪箍部份運(yùn)用 強(qiáng)度高質(zhì)量大的鋼鐵材料制造飛輪輪箍保證了6輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的要求，在對(duì)轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量貢獻(xiàn)較小，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求不高的飛輪內(nèi)部輪肚部份用價(jià)格相對(duì)較低的 復(fù)合塑料制造降低成本。所制造有貯能飛輪其特征是飛輪的整體呈圓形結(jié)構(gòu)， 最外圈是鋼鐵或其它金屬材料制造的輪箍，輪箍以內(nèi)部份是塑料復(fù)合材料經(jīng)熱 注塑固化形成輪肚部份，輪箍與輪肚部份在熱固成型過(guò)程中形成6輪整體。
本實(shí)用新型所取得的有益效果是制造同樣轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的貯能S輪在不影響 其工作性能的同時(shí)大大減小了價(jià)格昂貴的金屬材料使用量，在降低了制造成本 的同時(shí)還大大的減輕了 6輪的重量，有助于^輪在 些對(duì)機(jī)械重量要求較高的 場(chǎng)合使用貯能6輪這-二機(jī)械裝置改善機(jī)械性能。
圖1是本實(shí)用新型的徑向剖視圖。
圖2是飛輪正面外形圖。
圖3是輪箍徑向剖視圖。
圖4是輪箍的軸向視圖。
圖中1是鋼鐵材料制造的輪箍部份、2是熱塑性塑料復(fù)合 料制造的輪肚 部份、3是對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱成型加工形成的通風(fēng)葉片。
具體實(shí)施方式
首先用質(zhì)量較大的鋼鐵加工制造成圖3 、圖4形狀的飛輪輪箍部份，圖3 為輪箍的徑向剖視圖、圖4為輪箍的軸向視圖。
其次將輪箍預(yù)熱后放在注塑成型模內(nèi)，在輪箍中心空間中注入復(fù)合塑料材
料2 ，再經(jīng)過(guò)熱固化成型使中間的熱固型復(fù)合塑料材料2發(fā)生熱固成型與輪箍
1鋼鐵材料形成一個(gè)完整的整體，從而完成整個(gè)飛輪的制造。如圖l所示圖中
l為鋼鐵制造的輪箍部份、2為復(fù)合塑料材料經(jīng)熱固化成型的輪肚部份、3是 復(fù)合塑料材料熱固成型后形成的通風(fēng)葉片，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)起到通風(fēng)冷卻的附加 作用。
由于鋼鐵與塑料的熱脹冷縮比例不同，在長(zhǎng)期的使用中不可避免的會(huì)引起 鋼鐵制造的輪箍與內(nèi)部復(fù)合塑料熱固成型的輪肚部份產(chǎn)生松動(dòng)分離，本實(shí)用新 型將輪箍?jī)?nèi)圈設(shè)計(jì)成倒燕尾槽狀，同時(shí)在注塑成型之前對(duì)鋼鐵制成的輪箍進(jìn)行 預(yù)加熱使其發(fā)生熱脹增大直徑后再行注塑熱固化成型，在整體制成后鋼鐵輪箍 因冷卻收縮與復(fù)合塑性材料熱固成型的輪肚之間形成過(guò)盈配合加上倒燕尾槽的 限位作用有效克服了松動(dòng)現(xiàn)象保證了飛輪的整體性能。
使用本實(shí)用新型制造的機(jī)械貯能飛輪僅在飛輪輪箍部份使用鋼鐵材料，其 余部份均使用重量輕、價(jià)格低的復(fù)合塑料材料甚至可以使用回收的廢舊塑料材 料制造，在滿足性能的同時(shí)極大地降低了飛輪的重量和制造成本、節(jié)約大量的 鋼材從而降低了貯能設(shè)備整體的制造成本提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
權(quán)利要求1、一種鐵塑復(fù)合材料制造的貯能飛輪，其特征是飛輪的整體呈圓形結(jié)構(gòu)，最外圈是鋼鐵制造的輪箍，輪箍以內(nèi)部份是塑料復(fù)合材料經(jīng)熱注塑固化形成輪肚部份，輪箍與輪肚部份在熱固成型過(guò)程中形成飛輪整體。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵塑復(fù)合材料制造的貯能飛輪，其特征在于最 外圈的鋼鐵改用其它的金屬材料來(lái)制造。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鐵塑復(fù)合材料制造的貯能飛輪；它的特點(diǎn)是僅在飛輪最外的輪箍部份用鋼鐵制造，內(nèi)部輪肚部份用熱固成型的塑料復(fù)合材料制造。輪箍部份內(nèi)圈制有倒燕尾槽與輪肚部份進(jìn)行限位配合保證飛輪的使用性能。運(yùn)用本實(shí)用新型制造的貯能飛輪具有重量輕，成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16F15/30GK201396396SQ20082017108
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者宋君義, 宋泓震, 洪 趙 申請(qǐng)人:浙江三力機(jī)電制造有限公司;麗水市大力機(jī)電制造有限公司