Супермаховик Советский патент 1980 года по МПК F16F15/30 F16H33/02 

Изобретение относится к машиностроению, а mvieHHO к конструкциям инерционных аккумуляторов энергии, и может быть использовано, например, в рекуперативных маховичных приводах машин и механизмов. Известны супермаховики, содержащие вал, установленную на нем упругую ступииу, витой обод из высокопрочной нити, склеенной полимерным связующим мат&риалом, и балласт, размешенный между ступицей и ободом 1. Торцовая поверхность обода супермаховика имеет вид архимедовой спирали. Недостатком такого маховика 5шляет ся низкая технологичность изготовления. Кроме того, упругая ступица сориентирована относительно оси несущего элемента только силами собственных внутренних напряжений, что недостаточно в случае наличия малейшего дебаланса массы обода Во время вращения супермаховика дебалан будет прогрессировать. Известный маховик обладает малой прочностью на разрушение от аксиальных нагрузок, вызванных воаникающим в условиях эксплуатации гироскопическим моментом. Целью изобретения является упрощение технологии изготовления. Указанная цель достигается тем, что упругая ступица выполнена в виде набора последовательно расположенных дисков с выточками на торцах, балласт - в виде колец, каждое из которых расположено на соответствующем диске, а обод - в виде отдельных кольцевых секций, установленных на соответствующем кольце балласта, супермаховик снабжен металлическими дисками, установленными в выточках и связанными с дисками ступицы посредством стержней, размещенных в отверстиях, выполненных во всех дисках на равном расстоянии от оси вращения супермаховика и равномерно расположенных по окружности и ребордами, установленными на валу с возможностью перэмещения вдоль его оси и стягивающими металлические диски, диски ступииы, кол1гца балласта и кольцевые секции обода.

Кроме того, обращенные к балласту и ободу участки поверхностей реборд выП-ОПкенм KOit CJ-ibiMHf а пространство между каждым участком и поверхностью, образованной соответствугащ-п га крайнга-и кольцами секпнй обода. sanomteHO ,пол:оп- ните-т:,ньпуг копьдом балласта и охватывающей его кольдевой секцией обода.

На фиг 1 изображен осевой разрез супермаховика; на фиг. 2 ... разрезю

Б.-Б на фиг 1 (металлический диск: и стержни не показаны),

Супермаковшс содержит вал 1, уста- : новленмую на нек упругую ступииу, вы:полненную в виде набора последовательно 5 расположенных дисков 2 с выточками 3 на торцах витой обод из высокопрочной нити, склеенной полимерным связующим материалом; выполненный из отдет: шых копыювых, секций 4. и балластд размещен- 20 тли мэж/:(у саупниэй и ободом и выполненный в БИ,це колед 5j каждое из которых установлено на соответствующем диске 2, Супермаховик снабжен металлическими дисками 6, установиенны ди в выточках 3 25 и связанными с дисками 2 ступиды посредством стержней 7, размещенны.х в отвер стиях 8,, выполненных во всех дисках на равном расстоянии от оси 9 Брашен1Ш супермаковика и равномерно расположен- зо ных но окружности Супермаховик включает такнсе реборды Ю установленные на валу с возможностью парамещенил вдоль его оси и стягивающие метаплт-иеские диски 6 5 диски 2 ст шиныэ кольца 535

балласта и кольцевые секции 4 обода. Обращенные к балласту и ободу у гастки 13 и 12 поверхностей реборд 10 вы полк &ны конусными,- а пространство между калсдык- эти1 участком и поверхностью, Q обрЕ1зованной соответстБЗПощими крайним:и кольцом 5 балласта и кольцевой секщгей 4 обода, запо,лн:ено дополнительным коль цом 13 балласта и охватывающей его кольцевой секцией 14 обода. Диски б и 45 реборды 10 установлены на валу 1 посредством шпонок 15 и 16 СООТВЭТСТВ9Н

но, а реборды 10 стянуты гайками 17

Шщая энергоемкость мах. может ыть выбрана большей либо меньишй вJQ

ависимости от числа касет, составлякь. ик маховик,

Сунермаховнк работает следуюадим с бразом.55

Во время BpaineHid супермахови;ха отерстия 8 дисков 2, посредством которых ни насажены на вал 1., бу.цут увеличиаться в диаьлетре и отойдут от вала.

Малейший дебаланс приведет к томгу, что

сместится относительно оси

ось диска

9 вала 1 и дебаланс мгновенно начнет прогрессировать. Для ориентации дисков

2относительно оси 9 вала 1 в выточках

3дисков 2 установлены металлические, например титановые, диски 6, Стержни

7 служат для соединения упругих дисков 2 и металлическ1-ос дисков 6, которые при вращении маховика также будут де4юрмироватьсз:, но деформация, например расширение, отверстий 8, которь&ли диски 6 насажены па вал, будут настолько малы, что практически отставания от вала 1 не будет. Наличие дисков 6 и стержней 7 не даст дискам сместиться относительно оси 9 вала 1, так как усилия ли, удерж1тающими диски 2 в концентричном относительно оси вала положения, будут являться внутренние напряжения, возникшие в дисках 2 в области, расположенной между валом и стержнем 7„

Наличие реборд 1О, прижатых к ступи це., балласту и ободу гайками 17, обеспечивает прочность на разрушение супермаховика от ударных и вибрационных нагрузок, а также от аксиальных усилий, воз никающих БО время работы супермаховика от гироскопического момента.

Дополнительное кольцо 13 балласта и кольи,евая секция 14 обода способствуют надежности контакта реборд Ю с балластом и витым ободом крайних дисков 2, колец 5 и кольцевых секций 4, Конусообразная форма реборд 10 в районе балпаста и витого обода обеспечивает поджатие периферш- реборды 10 к балласту и ободу в процессе вращения супермаховика, так как периферия реборд 10 от воздействия центробежных сил будет стремиться занять сголметричное положение относительно плоскости, проходящей через середину сечения реборды,

Так.им образом, конструкция маховика по сравнению с известными обеспечивает более простую технологию его изготовлеHHHs так как эта конструкция позволяетсобирать отдельные кассеты, состоящие из диска ступицы, установленного на него кольца балласта и охватывающей последней кольцевой секцией витого обода, производить намотку каждой кассеты отдельно ивыполнять динамическую истатическую балансировку каждой кассеты. Кроме того конструкии.я маховика обеспечивает фиксацию дисков упругой ступицы в концентричном оси вала положении и увеличение прочности супермаховика на разрушение от аксиальных нагрузок.