CN103592118B - 一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置，包括旋转主轴、能拆卸式固定设置在旋转主轴的突出部的飞轮片，以及设置为能使飞轮片沿轴向移动并能固定飞轮片的飞轮片拆卸机构，其中，拆卸机构包括跨过旋转主轴并与飞轮片平行布置的飞轮片拆卸盘，以及设置在飞轮片拆卸盘的两端用于支撑飞轮片拆卸盘的安装支座。设置在安装支座上的直线导轨上设置运动体，用于带动飞轮片拆卸盘安装或拆卸飞轮片。飞轮片选择性地固定在旋转主轴和飞轮片拆卸盘中的一个上。此装置结构简单、操作方便、成本较低，同时在各种工作状态下牢固可靠。

Description

一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置

技术领域

本发明涉及一种惯性飞轮组装置，具体地涉及一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置。

背景技术

在车辆制动器的试验方法中，是将车辆的平动质量转化为转动惯量，用惯性飞轮组来模拟车辆在实际制动时的制动过程。在车辆制动器试验台的设计过程中,对于惯性飞轮组的设计，既要满足试验方法中对转动惯量高精度的要求，同时在一定范围内还要满足不同车型对转动惯量的要求。因此惯性飞轮组的转动惯量应设计为能调的，可以根据试验需要随意调整惯性飞轮组的转动惯量，能够适应不同车型的试验要求，使用简单方便，提高工作效率，降低使用成本。为了实现惯性飞轮组的转动惯量能调，惯性飞轮组中的飞轮片必须设计成为可随意组合、自由装拆的飞轮片组合，同时要求各飞轮片在各种状态下牢固可靠。

现有技术中，常常采用一种利用拨叉结构来实现飞轮片的自由装拆能调的，由此实现转动惯量能调的惯性飞轮组装置。如图1所示，飞轮片52与旋转主轴53通过轴承54与拨叉55连接，每个飞轮片52下方均设置有支架51。当拨叉55通过螺栓56与飞轮片52固定时，旋转主轴53就带动飞轮片52旋转，当拨叉55与飞轮片52松开时，飞轮片52与下方支架51固定，飞轮片52与旋转主轴53之间是通过轴承54连接的，因此飞轮片52不会随旋转主轴53旋转，这样就可以实现调节惯性飞轮组的转动惯量。

采用拨叉结构拆卸飞轮片时，飞轮片与旋转主轴通过轴承连接，选取合适的轴承是关键技术。尤其是惯性飞轮组的制动扭矩大、工作转速高，则惯性飞轮组的旋转主轴轴径较大，选取满足转速要求的轴承较困难，同时拨叉结构要求每个飞轮片均必须布置2个以上轴承，多个轴承需要润滑，使惯性飞轮组的结构较为复杂，成本较高。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提出了一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置，飞轮片与旋转主轴的连接不是通过轴承连接，而是通过固定件实现能拆式固定连接，降低了对轴承的选型要求。并且整体装置还具有结构简单，操作方便，维护简单，生产成本低等优点。

根据本发明，提供一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置，包括旋转主轴、能拆卸式固定设置在旋转主轴上的飞轮片，以及设置为能使飞轮片沿轴向移动并能固定飞轮片的飞轮片拆卸机构，其中，拆卸机构包括跨过旋转主轴并与飞轮片平行布置的飞轮片拆卸盘，以及设置在飞轮片拆卸盘的两端用于支撑飞轮片拆卸盘的安装支座，其中，飞轮片能够选择性地固定在旋转主轴和飞轮片拆卸盘中的一个上。

优选地，在旋转主轴上设置至少一个飞轮片。飞轮片能与旋转主轴拆卸式固定连接，实现了飞轮组装置的转动惯量能调性。

优选地，飞轮片拆卸盘设置为能在其两侧同时固定连接飞轮片。因此，同一飞轮片拆卸盘可适用多个飞轮片。

拆卸机构还包括固定设置在安装支座上的支架、固定设置在支架上的导向件，安装在导向件上并能由导向件引导的运动体，其中，运动体与飞轮片拆卸盘固定连接。因此，在运动体带动下，飞轮片拆卸盘能轴向移动。同时，运动体还起到了支撑飞轮片拆卸盘的作用。

在一个实施例中，导向件为心轴，运动体为安装在心轴上的直线轴承。直线轴承能在心轴上滑动。

在另一个实施例中，导向件为直线导轨，运动体为设置在直线导轨上的滑块。滑块能在直线导轨滑行，飞轮片拆卸盘与线性滑块固定连接。

还有一个实施例，导向件为滚珠丝杠，运动体为安装在滚珠丝杠上的带法兰的螺母。带法兰的螺母在螺杆轴上能螺旋运动，飞轮片拆卸盘与螺母固定连接。

在一个实施例中，旋转主轴设置有用于与飞轮片拆卸式固定连接的径向突出部。使得安装在径向突出部的飞轮片能随着旋转主轴旋转，拆卸下来的飞轮片处于旋转主轴的其它轴段，不能随着旋转主轴旋转，且与旋转的轴不产生干涉。

优选的，飞轮片通过固定件与旋转主轴的径向突出部同轴心式连接。

飞轮片拆卸盘设置为与支架拆卸式固定连接。保证了飞轮片拆卸盘的轴向位置。

飞轮片拆卸盘与支架、运动体和飞轮片都采用固定件连接。并保证连接和拆卸操作方便。

安装支座上设置用于存放固定件的分隔式储物柜。使相应的固定件放到相应的位置，能防止固定件丢失，同时使得操作效率提高。

与现有技术相比，本发明的优点在于，飞轮片与旋转主轴采用固定件实现拆卸式固定连接，其结构简单，成本低；利用导向件作为线性引导，承载能力好，定位精准高，摩擦力小；飞轮片和飞轮片拆卸盘在运动体带动下可以在导向件上靠人力推动能滑动，操作方便；且本装置整体组装容易，通用性好。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1显示了现有技术的具有拨叉结构的转动惯量能调的惯性飞轮组装置；

图2显示了根据本发明的转动惯量能调的惯性飞轮组装置的主视图；

图3显示了根据本发明的转动惯量能调的惯性飞轮组装置的俯视图；

图4显示了来自图2的A-A剖视图；

图5显示了根据本发明的转动惯量能调的惯性飞轮组装置的拆卸机构的立体图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

在下文中将介绍根据本发明的优选实施例。

在一个优选实施例中，提供了根据本发明的一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置100，如图2和图3所示。飞轮组装置100包括旋转主轴1、飞轮片2和飞轮片拆卸机构10，飞轮拆卸机构10能使飞轮片2沿轴向移动并能使拆卸下来的飞轮片2固定。其中，飞轮片2选择性地固定在旋转主轴1和拆卸机构10的一个上。在本文中，所述的轴向可定义为与旋转主轴1的轴向相同的方向。

飞轮片2同轴心式套在旋转主轴1上，并能与旋转主轴1能拆卸式固定连接。在旋转主轴1上设置至少一个与其能拆卸式固定连接的飞轮片2。飞轮片2从旋转主轴1拆卸后，旋转主轴1本身也具有转动惯量，能用来模拟车辆的制动过程。因此，能实现转动惯量能调性。

如图4的A-A剖视图所示，在旋转主轴1固定飞轮片2的轴段上设置突出部4，即旋转主轴1与飞轮片2固定连接工作时配合轴段的直径大于飞轮片拆卸后放置飞轮片的轴段直径。优选地，可通过螺钉3将飞轮片2固定在旋转主轴1的突出部4。因此，实现了安装在径向突出部4的飞轮片2能随着旋转主轴1旋转，而拆卸下来的飞轮片2不能随着旋转主轴1旋转，并与旋转的旋转主轴1不产生干涉。还可以在旋转主轴1上设置突出部4的相应位置处，固定设置主轴法兰，用于替代突出部4，也能实现与突出部4相同的作用。主轴法兰的结构和与旋转主轴1以及与飞轮片2的连接关系都是本领域的技术人员所熟知的，因此在本文中未显示相应附图，且略去其详细的描述。

图5显示了飞轮片拆卸机构10，其包括跨过旋转主轴1并在轴向与飞轮片2平行的飞轮片拆卸盘11，例如，其可构造为近似半圆形板件。在飞轮片拆卸盘11的两端分别设置安装支座12用于支撑飞轮片拆卸盘11。

如图5所示，在安装支座12上的安装支座平台13为平面板状，其上固定连接支架14，例如，可通过螺栓15将支架14固定在安装支座平台13上。支架14用于支撑心轴16。例如，心轴16穿过支架14并固定在支架14上。

在心轴16上安装直线轴承17，直线轴承17能在心轴16上滑动。飞轮片拆卸盘11固定在直线轴承17上，因此能实现对飞轮片拆卸盘11的支撑，以及在直线轴承17带动下，飞轮片拆卸盘11能轴向移动。优选地，在飞轮片拆卸盘11两端固定连接连接板18，例如可通过焊接，连接板18再通过螺栓19与直线轴承17固定连接。

支架14除了支撑心轴16外，还用于固定飞轮片拆卸盘11，以限制其轴向位置。因此，在位置上和数量上，支架14和飞轮片拆卸盘11匹配。优选地，可以通过螺栓32将飞轮片拆卸盘11固定连接在支架14上。

为保证飞轮片拆卸盘11与飞轮片2固定连接并整体轴向移动，优选地，在飞轮片拆卸盘11和飞轮片2周向上分别设置有螺栓孔20和螺栓孔21，其保证在接触时，两个螺栓孔20、21相互匹配，利用螺栓能将两者固定连接。

心轴16和直线轴承17可以采用其他结构。例如，在另一个实施例中，直线导轨固定于支架14上，滑块设置在直线导轨上，并保证滑块能在直线导轨上滑行，于滑块上固定设置飞轮片拆卸盘11，使滑块能带动飞轮片拆卸盘11轴向运动，并对飞轮片拆卸盘11乃至飞轮片2起支撑作用。所述的直线导轨和滑块的结构，以及与支架14和飞轮片拆卸盘11的连接，对本领域技术人员都是显而易见的，本文中未给出详细的附图。

例如，在又一个实施例中，心轴16和直线轴承17还可以采用滚珠丝杠结构代替。螺杆轴通过支架14固定在安装支座12上，带法兰的螺母可以在螺杆轴上旋转运动，飞轮片拆卸盘11与螺母固定连接，使螺母能带动飞轮片拆卸盘11轴向运动，优选地，可以通过螺栓将飞轮片拆卸盘11与螺母固定连接。对本领域技术人员，滚珠丝杠结构都是显而易见的，且与飞轮片拆卸盘11与安装支座12的连接也是熟知的，本文中未给出详细的附图。

优选地，安装支座12上设置用于存放上述螺钉3和螺栓32等的分隔式储物柜29，以防被拆卸下来的螺钉3和螺栓32等丢失。还可以在储物间29内设置安放板30，其上设置孔31，用于整理螺钉3和螺栓32等，可以将不同用途或不同型号的螺钉3和螺栓32放到不同位置的孔31内，因此保证操作更方便。

下面根据图2到图5来描述使用根据本发明的飞轮组装置的方法。第一步，安装惯性飞轮组装置100，在旋转主轴1上设定合适的飞轮片2，即在实际的车辆制动器的试验中，根据不同的车型，选择适当的飞轮片2的数量；第二步，根据试验要求，使旋转主轴1带动飞轮片2转动，进行测量。

为适应不同的车型，设定合适的飞轮片2包括从旋转主轴1拆卸飞轮片2并安放飞轮片2：首先，断开飞轮片拆卸盘11和支架14的固定连接，即松开螺栓32，将飞轮片拆卸盘11从支架14上拆卸，同时，将螺栓32放到储物间29内的相应安放板30上；接着，人工移动直线轴承17，带动飞轮片拆卸盘11接触式靠近需要拆卸的飞轮片2；其次，手动旋转主轴1，使得飞轮片2与飞轮片拆卸盘11上的孔21与孔20对齐，并从储物柜29中，取出螺栓，将飞轮片拆卸盘11与飞轮片2固定连接；再次，将飞轮片2从旋转主轴1上拆卸，即拆卸飞轮片2与旋转主轴1的突出部4处的螺钉3，并将螺钉3放到储物间29内的相应安放板30上；又次，与以上直线轴承17移动方向相反的方向移动直线轴承17，使飞轮片拆卸盘11带动飞轮片2返回支架14处；最后，从储物柜29中，取出螺栓32，固定连接飞轮片拆卸盘11和支架14。因为，被拆卸下来的飞轮片2被飞轮片拆卸盘11固定在支架14位置，其处的旋转主轴1的直径小于旋转主轴1突出部4的直径，因此，被拆卸下来的飞轮片2不会随着旋转主轴2旋转，这样就可以实现转动惯量可调。

设定合适的飞轮片2当然还包括从飞轮片拆卸盘11安装飞轮片2到旋转主轴1上，与上述拆卸过程相反的：首先，断开飞轮片拆卸盘11和支架14的固定连接，即松开螺栓32，将飞轮片拆卸盘11从支架14上松开，同时，将螺栓32放到储物间29内的相应安放板30上；接着，人工移动直线轴承17，使飞轮片拆卸盘11带动飞轮片2接触式靠近旋转主轴1的突出部4；其次，从储物间29内的相应安放板30上取出的螺钉3，手动选择主轴1，将飞轮片2与旋转主轴1的突出部4固定连接；再次，松开此处螺栓，即断开飞轮片2与飞轮片拆卸盘11的固定连接，并将所拆卸下来的螺栓放回储物间29内的相应安放板30上。又次，与以上直线轴承17移动方向相反的方向，移动直线轴承17，只带动飞轮片拆卸盘11返回支架14处；最后，从分隔式储物柜29中，取出螺栓32，固定连接飞轮片拆卸盘11和支架14。

通过以上的拆卸和安装飞轮片2，实现了飞轮片2的随意组合，满足了飞轮组装置100的转动惯量可调。同时，飞轮组装置100在各种状态下都牢固可靠。且在试验过程中，能靠人力完成飞轮片2的拆卸和安装，并操作简单，安全。使用直线导轨作为线性导引，承载力大，定位精度高，摩擦力小，磨耗少能长时间维持运动精度。装置100本身结构简单，很容易组装并具有互换性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置，包括旋转主轴、能拆卸式固定设置在所述旋转主轴上的飞轮片，以及设置为能使所述飞轮片沿轴向移动并能固定所述飞轮片的飞轮片拆卸机构，其中，所述拆卸机构包括跨过所述旋转主轴并与所述飞轮片平行布置的飞轮片拆卸盘，以及设置在所述飞轮片拆卸盘的两端用于支撑所述飞轮片拆卸盘的安装支座，其中，所述飞轮片能够选择性地固定在所述旋转主轴和飞轮片拆卸盘中的一个上。

2.根据权利要求1所述的飞轮组装置，其特征在于，在所述旋转主轴上设置至少一个所述飞轮片。

3.根据权利要求1所述的飞轮组装置，其特征在于，所述飞轮片拆卸盘设置为能在其两侧同时固定连接所述飞轮片。

4.根据权利要求1所述的飞轮组装置，其特征在于，所述拆卸机构还包括固定设置在所述安装支座上的支架、固定设置在所述支架上的导向件，以及安装在所述导向件上并能由所述导向件引导的运动体，其中，所述运动体与所述飞轮片拆卸盘固定连接。

5.根据权利要求4所述的飞轮组装置，其特征在于，所述导向件为心轴，所述运动体为安装在所述心轴上的直线轴承。

6.根据权利要求4所述的飞轮组装置，其特征在于，所述导向件为直线导轨，所述运动体为设置在所述直线导轨上的滑块。

7.根据权利要求4所述的飞轮组装置，其特征在于，所述导向件为滚珠丝杠，所述运动体为安装在所述滚珠丝杠上的带法兰的螺母。

8.根据权利要求1所述的飞轮组装置，其特征在于，所述旋转主轴设置有用于与所述飞轮片拆卸式固定连接的径向突出部。

9.根据权利要求8所述的飞轮组装置，其特征在于，所述飞轮片通过固定件与所述旋转主轴的径向突出部同轴心式连接。

10.根据权利要求4所述的飞轮组装置，其特征在于，所述飞轮片拆卸盘设置为与所述支架拆卸式固定连接。

11.根据权利要求4至7中任一项所述的飞轮组装置，其特征在于，所述飞轮片拆卸盘与所述支架、所述运动体和所述飞轮片都采用固定件连接。

12.根据权利要求9所述的飞轮组装置，其特征在于，所述安装支座上设置用于存放所述固定件的分隔式储物柜。