CN212462990U - 一种发电机动能驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电机动能驱动装置，飞轮、飞轮前支架、飞轮后支架、输入轴和飞轮输出轴固定为飞轮机构，飞轮机构通过飞轮前轴承座和飞轮后轴承座的支撑进行转动，飞轮输出轴连接偏心机构的主动偏心轮，带动偏心机构输出机械能，其特征在于，弹簧储能机构的从动轴两端分别固定于飞轮前支架、飞轮后支架的内侧，弹簧套在从动轴外周上，弹簧的两端分别固定在从动轴和飞轮上，从动轴输出端通过飞轮后轴承内孔加装主动偏心轮。本实用新型的发电机动能驱动装置具有高效节能等优点。

Description

一种发电机动能驱动装置

技术领域

本实用新型涉及旋转机械领域，特别涉及以一种利用转动惯量进行二次做功的高效节能驱动装置。

背景技术

旋转机械是工农业生产的主要原动力，广泛应用于人类生产生活的各个领域，由于机械能在应用和传递过程必然会产生能量损失而得不到能量的补偿，因此，机械能的利用效率特别低下，浪费了大量的能量资源。

飞轮和偏心轮组合进行机械能的偏心传递过程中也必然产生能量损失，偏心轮旋转半径变化会产生相应的超前和滞后于飞轮角速度的两种角速度变化特点，使载荷旋转一周，偏心轮分别产生一次超前和滞后于飞轮旋转角速度的变化过程，即介于输入输出之间的偏心轮系统旋转半径在转动过程中不断变化，不是匀速运动，每旋转一周分别有90°滞后于飞轮角速度；90°与飞轮角速度相同；90°超前于飞轮角速度；90°再次与飞轮角速度相同四种工作状态。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种发电机动能驱动装置，飞轮机构和偏心轮机构间加装扭簧机构，对飞轮机构和偏心轮之间的滞后情况进行补偿，提高机械能的利用率。

本实用新型提供的技术方案为：

一种发电机动能驱动装置，飞轮、飞轮前支架、飞轮后支架、输入轴和飞轮输出轴固定为飞轮机构，飞轮机构通过飞轮前轴承座和飞轮后轴承座的支撑进行转动，飞轮输出轴连接偏心机构的主动偏心轮，带动偏心机构输出机械能，其特征在于，弹簧储能机构的从动轴两端分别固定于飞轮前支架、飞轮后支架的内侧，弹簧套在从动轴外周上，弹簧的两端分别固定在从动轴和飞轮上，从动轴输出端通过飞轮后轴承内孔加装主动偏心轮。

优选的是，所述飞轮输出轴通过后轴承连接偏心机构的主动偏心轮，后轴承由飞轮后轴承支架和飞轮后轴承座支撑，飞轮后轴承支架经螺丝固定在飞轮后支架上，飞轮后轴承座内套嵌装于飞轮后轴承支架上。

优选的是，从动轴的后端经从动轴后轴承固定在飞轮后支架上，从动轴的前端经从动轴前轴承固定于飞轮前支架的内侧。

优选的是，所述偏心机构还包括：被动偏心轮、输出轴和输出轮，被动偏心轮与主动偏心轮同步转动，被动偏心轮通过输出轴将连接输出轮。

优选的是，所述被动偏心轮与主动偏心轮通过偏心齿轮或同步带驱动同步转动。

优选的是，所述飞轮前支架和飞轮后支架经支架连接杆固定。

优选的是，飞轮为筒式飞轮或扁圆形飞轮。

优选的是，所述弹簧的旋向为左旋或右旋。

优选的是，所述弹簧为扭簧或压簧。

优选的是，所述输入轴通过法兰盘与飞轮前支架经螺丝固定成一体。

本用新型的有益效果为：根据动量产生的原理，利用偏心轮旋转半径变化会产生相应的超前和滞后于飞轮角速度的两种角速度变化特点，使载荷旋转一周，偏心轮分别产生一次超前和滞后于飞轮旋转角速度的变化过程。偏心轮滞后于飞轮旋转角速度时，飞轮输出动能阻止偏心轮角速度的下降，使弹性驱动能量增强的同时也使弹簧压缩储能，从而取出了飞轮运行中产生的动能。当偏心轮角速度超前于飞轮角速度时，飞轮能量不能传递给负载，转向输入端吸取能量，负载得到的能量是弹簧储能释放的能量并继续对负载做功，从而使飞轮产生的动能得到二次利用，系统就得到了动态能量增益，且增益大于损耗，起到事半功倍的作用，达到高效节能的效果。

附图说明

图1为本实用新型的发电机动能驱动装置的一个实施例示意图。

附图标记：1、输入轴；2、飞轮前轴承座；3、飞轮前支架；4、飞轮；5、支架连接杆6、从动轴前轴承；7、从动轴；8扭簧；9、飞轮后支架；10飞轮后轴承支架；11、飞轮后轴承座；12、从动轴后轴承；13、主动偏心轮；14、被动偏心轮；15、同步带；16、输出轴轴承座；17、输出轴；18、输出轮；19、飞轮输出轴；20、飞轮后轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1示出了发电机动能驱动装置的一种实现形式，包括飞轮机构、弹簧储能机构和偏心轮机构。

飞轮机构包括：输入轴1、飞轮前轴承2、飞轮前支架3、飞轮后支架9、飞轮4、支架连接杆5、飞轮后轴承支架10、飞轮后轴承座11；飞轮输出轴19，飞轮后轴承20。

输入轴1通过法兰盘与飞轮前支架3经螺丝固定成一体，作为飞轮4的前档板。飞轮4、飞轮前支架3、飞轮后支架9、输入轴1和飞轮输出轴19固定为飞轮机构，飞轮机构通过飞轮前轴承座2和飞轮后轴承座11的支撑进行转动，飞轮前支架3和飞轮后支架9经支架连接杆5固定，后轴承20由飞轮后轴承支架10和飞轮后轴承座11支撑，飞轮后轴承支架10经螺丝固定在飞轮后支架9上，飞轮后轴承座11内套嵌装于飞轮后轴承支架10上，飞轮输出轴19通过后轴承20连接偏心机构的主动偏心轮13，带动偏心机构输出机械能。

偏心轮机构包括：主动偏心轮13、被动偏心轮14、同步带15、输出轴轴承座16、输出轴17、输出轮18。被动偏心轮14与主动偏心轮13通过同步带15驱动而同步转动，被动偏心轮14通过输出轴17连接输出轮18。弹簧储能机构包括：扭簧8、从动轴7、从动轴前轴承6、从动后轴承12。

弹簧储能机构包括：扭簧8、从动轴7、从动轴前轴承6、从动后轴承12。从动轴7的后端经从动轴后轴承12固定在飞轮后支架9上，从动轴7的前端经从动轴前轴承6固定于飞轮前支架3的内侧。扭簧8套在从动轴7外周上，扭簧8的两端分别固定在从动轴7和飞轮4上，从动轴7输出端通过飞轮后轴承内孔加装主动偏心轮13。优选的是，2个扭簧8对称的套设在从动轴7的两端，扭簧8的两个静力臂同时固定在从动轴7上，两个动力臂分别固定与飞轮4的内侧，更好的储存或释放弹性能。

在另一实施例中，弹簧的旋向为左旋或右旋。

在另一实施例中，扭簧8可替换为压簧。

在另一实施例中，被动偏心轮14与主动偏心轮13通过偏心齿轮驱动同步转动。

结构原理：电机带动输入轴1旋转，与其固定在一起的飞轮前支架3、飞轮后支架9、支架连接杆5与飞轮4同时转动。由于弹簧储能机构汇中扭簧8动力臂固定于飞轮4的内侧，静力臂固定与从动轴7上，从动轴7两端的从动轴前轴承6、从动后轴承12分别对应装在飞轮前支架3、飞轮后支架9上，与飞轮4处于同一轴心位置，飞轮4转动时从动轴7在扭簧8的驱动下也随之转动，主动偏心轮13装在从动轴7的输出端，通过同步带15带动被动偏心轮14同步转动。被动偏心轮14通过输出轴17将能量传递给输出轮18，扭簧8将飞轮4和主动偏心轮13角速度差的引起旋转动能转化成弹性动能。

工作过程：输入能量驱动筒形飞轮系统匀速转动，驱动弹簧驱动从动轴带动偏心轮系统同时转动。由于载荷为线性载荷，也为匀速运动。而介于输入输出之间的偏心轮系统旋转半径在转动过程中不断变化，不是匀速运动。每旋转一周分别有90°滞后于飞轮角速度；90°与飞轮角速度相同；90°超前于飞轮角速度；90°再次与飞轮角速度相同四种工作状态。

储能与做功：飞轮匀速旋转，载荷也为线性载荷。由于偏心轮转动过程中的变径过程导致偏心轮输出转矩和角速度同时发生变化。当主动偏心轮旋转半径变大，角速度下降，被动偏心轮旋转半径就变小，角速度则提高而输出转矩也下降。为了保证输出转矩不变，飞轮通过扭簧输出动能使输出转矩增加保持输出转矩不变的同时也使扭簧储存了能量(储能过程飞轮与从动轴空间角度会产生23°-66°的角位移约)；

当偏心轮旋转角速度与飞轮角旋转速度、输出端旋转角速度相同时，电机输入能量驱动负载做功；当主动偏心轮旋转半径变小，旋转角速度提高并高于飞轮旋转角速度时，驱动弹簧储能释放，此时输入能量不能通过偏心轮传递给负载，负载得到的能量就是驱动弹簧储存的动能进行二次做功，飞轮与从动轴角位移减小，完全复位时储能释放结束；

储能释放结束后，偏心轮旋转角速度与飞轮旋转角速度、输出端角速度再次相同完成一个工作过程。其中：输出力矩的大小取决于驱动弹簧扭力的大小；动态能量增益的大小则取决于飞轮输出动量但大小和偏心轮偏心距的大小。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种发电机动能驱动装置，飞轮(4)、飞轮前支架(3)、飞轮后支架(9)、输入轴(1)和飞轮输出轴(19)固定为飞轮机构，飞轮机构通过飞轮前轴承座(2)和飞轮后轴承座(11)的支撑进行转动，飞轮输出轴(19)连接偏心机构的主动偏心轮(13)，带动偏心机构输出机械能，其特征在于，弹簧储能机构的从动轴(7)两端分别固定于飞轮前支架(3)、飞轮后支架(9)的内侧，弹簧套在从动轴(7)外周上，弹簧的两端分别固定在从动轴(7)和飞轮(4)上，从动轴(7)输出端通过飞轮后轴承内孔加装主动偏心轮(13)。

2.如权利要求1所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述飞轮输出轴(19)通过后轴承(20)连接偏心机构的主动偏心轮(13)，后轴承(20)由飞轮后轴承支架(10)和飞轮后轴承座(11)支撑，飞轮后轴承支架(10)经螺丝固定在飞轮后支架(9)上，飞轮后轴承座(11)内套嵌装于飞轮后轴承支架(10)上。

3.如权利要求1或2所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，从动轴(7)的后端经从动轴后轴承(12)固定在飞轮后支架(9)上，从动轴(7)的前端经从动轴前轴承(6)固定于飞轮前支架(3)的内侧。

4.如权利要求3所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述偏心机构还包括：被动偏心轮(14)、输出轴(17)和输出轮(18)，被动偏心轮(14)与主动偏心轮(13)同步转动，被动偏心轮(14)通过输出轴(17)将连接输出轮(18)。

5.如权利要求4所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述被动偏心轮(14)与主动偏心轮(13)通过偏心齿轮或同步带(15)驱动同步转动。

6.如权利要求5所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述飞轮前支架(3)和飞轮后支架(9)经支架连接杆(5)固定。

7.根据权利要求6所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，飞轮(4)为筒式飞轮或扁圆形飞轮。

8.根据权利要求7所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述弹簧的旋向为左旋或右旋。

9.根据权利要求8所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述弹簧为扭簧(8)或压簧。

10.根据权利要求9所述的发电机动能驱动装置，其特征在于，所述输入轴(1)通过法兰盘与飞轮前支架(3)经螺丝固定成一体。

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