一种钢丝缠绕制备储能飞轮转子环套制造技术

一种钢丝缠绕制备储能飞轮转子环套，属于一种飞轮储能部件，采用钢丝缠绕预应力技术与复合材料纤维缠绕成型技术，将转子轮毂和复合材料环套过盈配合组装成飞轮转子，主要解决轮毂材料强度不够和轮毂与复合材料层之间变形协调的问题。转子轮毂包括金属轮毂基体和钢丝预应力缠绕层；所述金属轮毂基体为圆盘状或圆柱状，所述金属轮毂基体和钢丝预应力缠绕层由内向外预应力缠绕紧固，最内层为金属轮毂基体，外层为钢丝预应力缠绕层。本实用新型专利技术的优点在于：改变飞轮转子轮毂的应力状态，大大提高金属轮毂的强度，改善轮毂的使用性能，增加飞轮转子的内外半径比，改善轮毂与轮缘的变形协调性，提高飞轮储能的储能密度，显著降低转子制造成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种钢丝缠绕制备储能飞轮转子环套
本技术涉及一种飞轮储能部件，尤其涉及一种用于飞轮储能系统的高强度、低成本的飞轮转子。
技术介绍
飞轮转子是飞轮储能系统中最重要的环节，选用高抗拉强度的飞轮材料是飞轮电池能够储存较多能量的先决条件。为了提高飞轮储能能力，普遍采用提高转速的方法达到高储能的要求。随着转速的提高，转子承受的离心力逐渐增大，当转子径向拉伸力超过轮毂的强度时，导致转子轮毂破坏。这种局限性限制了储能飞轮的储能密度和储能能量的提高，严重时会导致灾难性的恶性事故。目前，国内外研制的转子的主流技术是以高强度金属材料为轮毂，采用复合材料纤维缠绕成型技术制备复合材料环套，将金属轮毂和复合材料环套过盈配合组装成飞轮转子。由于其复合材料部分的纤维强度高而使得其储能密度远高于普通的金属飞轮，因此发展高强纤维是提高飞轮储能密度的关键之一。然而纤维缠绕的复合材料飞轮是各向异性的，所谓复合材料飞轮强度高实际上是指周向(纤维长度方向)强度高，且直接与纤维强度相关。对于采用复合材料轮缘、合金轮毂结构的转子，其强度最危险点与复合材料内外半径比有着密切的关系。内外半径比高，则强度最危险点位于合金轮毂内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢丝缠绕制备储能飞轮转子环套，其特征在于：转子环套包括转子轮毂和复合材料环套（4）；所述转子轮毂包括金属轮毂基体（1）和钢丝预应力缠绕层（2）；所述金属轮毂基体（1）为圆盘状或圆柱状，所述金属轮毂基体（1）和钢丝预应力缠绕层（2）由内向外预应力缠绕紧固，最内层为金属轮毂基体（1），中间层为钢丝预应力缠绕层（2），最外层为复合材料环套（4）。

【技术特征摘要】
1.一种钢丝缠绕制备储能飞轮转子环套，其特征在于:转子环套包括转子轮毂和复合材料环套(4);所述转子轮毂包括金属轮毂基体(I)和钢丝预应力缠绕层(2);所述金属轮毂基体(I)为圆盘状或圆柱状，所述金属轮毂基体(I)和钢丝预应力缠绕层(2)由内向外预应力缠绕紧固，最内层为金属轮毂基体(1)，中间层为钢丝预应力缠绕层(2)，最外层为复合材料环套(4)。2.如权利要求1所述的一种钢丝缠绕制备储能飞轮转子环套，其特征在于:所述金属轮毂基体(I)为不锈钢、钛合金或高强铝合金制成，所述钢丝预应力缠绕层(2)所用钢丝为低合金钢、碳钢或不锈钢钢丝，所述复合材料环套(4)所用复合材料为玻璃纤维或碳纤维。3.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志猛，杨芳，郭雷辰，陈存广，孙骏彬，石韬，叶安平，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：实用新型
国别省市：