[發明專利]周轉輪系式變慣量飛輪

有效

• 申請號: 201410192314.6
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103925334A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 呂云嵩;王育榮;李杰;吳炳岐
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: F16F15/31
• 分類號: F16F15/31;F16F15/315
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 奚勝元

技術領域

本發明涉及的是一種周轉輪系式變慣量飛輪，屬于飛輪技術領域。

技術背景

飛輪儲能是個古老的思想。在諸多儲能方式中，如化學儲能、熱儲能、電磁儲能和機械儲能，以飛輪儲存機械能的方式最為簡單。20世紀90年代以來，由于高強度纖維材料，低損耗磁軸承和電力電子學等方面的發展，飛輪儲能得到世界各國的高度重視。但目前有關飛輪技術的研究基本上是圍繞如何提高其能量密度展開的，現有飛輪不能滿足上述振動系統對其轉動慣量快速變化的要求。若將本發明應用于液壓激振系統中，激振系統需要飛輪的轉動慣量能夠快速周期性變化，將其一端與加速電機相連，另一端通過四桿機構與液壓激振器的執行機構激振連接。先控制電機將變量飛輪加速到一定速度后，將電機斷開，打開液壓激振系統，使液壓缸同變量飛輪之間產生動量循環，幫助液壓缸實現加速和減速的工作過程，減少因節流調速形振動所損失的能量。這種方法實則是能量轉化的過程，比現有的節流調速型液壓激振系統節能。

發明內容

本發明目的是針對上述不足之處提供一種周轉輪系式變慣量飛輪，是一種轉動慣量能快速、周期性變化的飛輪輪蓄能裝置，解決液壓振動節能技術中能量存儲問題。

周轉輪系式變慣量飛輪是采取以下技術方案實現的：

周轉輪系式變慣量飛輪包括機架組件、主飛輪組件和3組偏心轉盤組件。所述的機架組件包括機架一、機架二、大齒輪一和大齒輪二，在機架一和機架二上分別設置有飛輪主軸安裝孔，大齒輪一固定在機架一上，大齒輪二固定在機架二上。所述的主飛輪組件包括飛輪、飛輪主軸、軸套、平鍵和軸承。飛輪中心設置有飛輪主軸安裝孔，飛輪輪緣上三等分分布有偏心轉盤主軸安裝孔。飛輪主軸通過平鍵固定安裝在飛輪主軸安裝孔內，飛輪主軸兩端分別通過軸承安裝在機架一和機架二上的飛輪主軸安裝孔內。

所述的3組偏心轉盤組件的結構、形狀和尺寸均相同，每組偏心轉盤組件均包括偏心盤主軸、一對偏心轉盤、一對小齒輪和一對緊固螺母。3組偏心轉盤組件的偏心盤主軸分別通過軸承安裝在飛輪輪緣上的偏心轉盤主軸安裝孔內，在飛輪兩側的偏心盤主軸上分別依次裝有偏心轉盤、小齒輪，并通過軸套進行軸向定位，一對小齒輪分別與大齒輪一和大齒輪二嚙合，在偏心盤主軸兩端分別采用緊固螺母進行軸向定位。

周轉輪系式變慣量飛輪起始安裝時，保證每個偏心盤主軸上的兩個偏心轉盤對稱分布在飛輪兩側，偏心轉盤的質心、偏心轉盤主軸軸心和飛輪主軸3軸心三者在一條直線上。其它兩組偏心組件按照同樣的方式連接，保證3組偏心轉盤組件能夠在飛輪運轉時各自對于飛輪主軸的位置呈周轉對稱分布。飛輪主軸從機架和機架兩側伸出，留出空間，方便變量飛輪分別與加速電機和激振系統的連接。

飛輪安裝完成后，加速電機帶動飛輪主軸旋轉從而帶動飛輪轉動，隨著飛輪的轉動，偏心轉盤主軸隨著轉動，由于小齒輪與機架上固定的大齒輪的嚙合作用，偏心轉盤與飛輪間形成相對運動，也就形成了我們常說的周轉輪系。在運動過程中，偏心轉盤的質心與飛輪主軸3的距離發生周期性變化。通過計算可得到，飛輪的轉動慣量J與主軸轉角θ存在一一對應關系，即

本發明周轉輪系式變慣量飛輪特點：

1、飛輪主軸轉動慣量隨轉盤的旋轉呈周期性變化，主軸轉動慣量的變化是由嚙合齒輪的齒數比確定。因為飛輪主軸轉速較為容易提高，故主軸轉動慣量能夠實現快速變化。

?2、飛輪運行過程中，齒輪的嚙合有很高的傳動效率，而轉動副又由軸承減少摩擦，所以運動過程中需損耗的能量很小。

附圖說明

以下將結合附圖對本發明作進一步說明：

???圖1是周轉輪系式變慣量飛輪的主視機構簡圖。

圖2是周轉輪系式變慣量飛輪的左視機構簡圖。

圖3是周轉輪系式變慣量飛輪的主視剖視圖。

圖4是周轉輪系式變慣量飛輪的左視圖。

???圖中標號說明：

1.機架一，2.軸承，3.飛輪主軸，4.軸套，5.平鍵，6.大齒輪一，7.緊固螺母，8.小齒輪，9.軸套，10.偏心轉盤主軸，11.偏心轉盤，12.軸套，13.軸承，14.飛輪，15.大齒輪二，16.機架二。

具體實施方式