飞轮轮毂结构制造技术

本发明专利技术属于航空设计及精密制造技术领域，涉及储能飞轮轮毂的结构设计及其制作方法。结构一包括轮毂外环１、辐条２、轮毂内环４。结构二包括轮毂外环１、辐条２、导磁环３、轮毂内环４。制作方法：选用高强度钛合金材料做轮毂坯体并粗车、在离子氮化炉中时效２４小时后，在轮毂坯体上铣出辐条并放在离子氮化炉中时效４８小时、精车制成轮毂结构；用浓度为５％的氢氟酸溶液对轮毂结构表面进行清洗，则完成轮毂结构的制作。本发明专利技术的轮毂都具有结构紧凑、材料使用效能高及储能密度大的优点。制作时采用了两次离子氮化炉时效的处理方法，使轮毂加工时的内应力充分释放，从而使轮毂具有高的形位公差。用浓度为５％的氢氟酸溶液对轮毂表面清洗，可增强轮毂和复合材料环的连接强度。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空设计及精密制造
，涉及储能飞轮轮毂的结构设计及其制作方法。
技术介绍
利用高速旋转的飞轮储能是一种很古老的储能思想。飞轮作为一种简单的机械装置，已经被人们利用了几千年，但受转速、材料强度等限制，一般应用都是以匀速为目的，其存储的能量少、存储时间短。因此，二十世纪前几十年一直没有大的技术突破和实用化。进入二十世纪九十年代，由于在高强度复合材料、电力电子新技术、低损耗轴承三个方面取得了突破，给飞轮储能技术的发展带来了新的活力和契机。飞轮储能在航空航天、电动汽车、电力调峰等方面开拓了广阔的应用前景。轮毂是电机转子和复合材料飞轮的连接部件，其结构设计直接关系到飞轮的极限转速和储能密度。国外的储能飞轮轮毂大多设计成中间轴四辐条结构，如加拿大Energy system公司的飞轮轮毂。结构如图1所示，包括轮毂外环1、辐条2，材料一般采用的是铝合金。这种结构的轮毂由于轮毂辐条1根部厚，辐条2之间倒角的曲率半径是轮毂外环1/2-2/3。当轮毂外环2已经达到材料强度使用极限时，轮毂辐条1的应力还远远小于许用应力，导致这种结构的轮毂材料使用效能不够充分，降低了整个飞轮的储能密度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高储能密度飞轮轮毂结构，包括轮毂外环（１）、辐条（２）、轮毂内环（４），其特征在于还包括输出轴（３），在轮毂外环（１）与轮毂内环（４）之间有四根或四根以上的辐条（２），在辐条（２）本体的中心位置制备有输出轴（３），辐条（２）之间倒角的曲率半径是轮毂外环（１）的１／１０－１／２０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一辉，白越，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]