RU2428603C2

RU2428603C2 - Procedure for preparation of flywheel to operation, operation procedure and device for their implementation

Info

Publication number: RU2428603C2
Application number: RU2009139854/11A
Authority: RU
Inventors: Нурбей Владимирович Гулиа (RU); Нурбей Владимирович Гулиа; Виталий Владимирович Давыдов (RU); Виталий Владимирович Давыдов; Александр Иванович Лаврентьев (RU); Александр Иванович Лаврентьев
Original assignee: Гирин Алексей Григорьевич; Бабин Алексей Владимирович
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-09-10
Also published as: RU2009139854A; RU2523511C2

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: procedure for preparation of flywheel to operation proceeds like follows: flywheel (3) is speeded up before beginning of operation to velocities when there occurs flexible increase of diametre of rim (5) and plastic deformation of disk (4). When external surface of rim (5) contacts brake coating (7) speedup of the flywheel is stopped. Rotating flywheel (3) is maintained at minimal gap (8) to completion of disk (4) plastic deformation, and then stopped. The procedure of flywheel operation consists in speeding up flywheel (3) installed in case (1) with gap (8), and when the flywheel contacts brake coating (7), torque transfer is stopped. Gap (8) is equal to increment of flywheel radius under condition of its flexible deformation safe for operation. The device for implementation of the above said procedures consists in an energy storage system including case (1), whereon flywheel (3) is mounted on bearings (2). Internal cylinder surface of case (1) has braking coating (7) and is made strictly concentric to external cylinder surface of rim (5) of flywheel. Controlled calibrated gap (8) is made between braking coating (7) and external cylinder surface of rim (5) of the flywheel.

EFFECT: increased energy output and safety of flywheel.

8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для накопления энергии в маховичных накопителях.The invention relates to mechanical engineering and can be used to store energy in flywheel drives.

Известны конструкции маховичных накопителей энергии с монолитным маховиком, снабженных для безопасной при разрыве толстым защитным корпусом (см., например, Джента Дж. Накопление кинетической энергии. - М.: Мир, 1988, с.83-84, табл.2.6). Недостатком таких конструкций является большая масса и связанная с этим малая удельная энергоемкость, а также опасность, связанная с возможным пробоем корпуса.Known are the designs of flywheel energy storage devices with a monolithic flywheel equipped with a thick protective casing that is safe to break (see, for example, Genta J. Kinetic energy storage. - M.: Mir, 1988, p. 83-84, Table 2.6). The disadvantage of such designs is the large mass and the associated low specific energy consumption, as well as the danger associated with possible breakdown of the housing.

Известны способы повышения энергоемкости и безопасности маховиков путем создания остаточных напряжений сжатия в их центральной части при раскрутке маховиков до частот вращения, при которых более напряженная центральная их часть претерпевает пластические деформации, а при остановке маховика эта часть оказывается сжатой, а периферийная часть, например, обод - несколько растянутой. Такой метод, называемый авторфеттированием, позволяет понизить максимальные растягивающие напряжения, наиболее опасные для маховиков, практически в 1,5 раза, что во столько же раз увеличивает удельную энергоемкость маховиков (см. Джента Дж. Накопление кинетической энергии. - М.: Мир, 1988, с.90-91). Однако этот способ, принятый за прототип, в части способа, не исключает разрыва маховика, как при афтофреттировании, так и при эксплуатации в случае превышения допустимых частот его вращения, а следовательно, напряжений растяжения и недопустимого увеличения диаметра вращающегося маховика.Known methods for increasing the energy intensity and safety of flywheels by creating residual compressive stresses in their central part when spinning the flywheels to rotational speeds at which the more stressed central part undergoes plastic deformations, and when the flywheel stops, this part is compressed and the peripheral part, for example, the rim - somewhat stretched. This method, called autofetting, allows to reduce the maximum tensile stresses, the most dangerous for the flywheels, by almost 1.5 times, which increases the specific energy intensity of the flywheels by the same amount (see Genta J. The accumulation of kinetic energy. - M .: Mir, 1988 p. 90-91). However, this method, adopted as a prototype, in terms of the method, does not exclude a flywheel rupture, both during aftofretting and during operation in case of exceeding the permissible frequencies of its rotation, and therefore tensile stresses and an unacceptable increase in the diameter of the rotating flywheel.

Известна конструкция маховичного (инерционного) накопителя энергии, позволяющая надежно ограничить частоту вращения маховика, не допуская ее опасной величины, а следовательно, и разрыва маховика (см. авт. свид. СССР № 1052757, F16F 15/30, 08.07.1983 г., «Инерционный аккумулятор», авторы Н.В.Гулиа и А.Г.Серх). Эта конструкция, принятая за прототип в части устройства, включает маховик в виде конического диска с ободом в корпусе, распрямляющегося при вращении до соприкосновения обода с тормозной накладкой на корпусе при опасных частотах вращения. Однако конструкция эта не позволяет автофреттирования, так как конический диск при этом необратимо выпрямляется. Также недостатком ее является то, что осевое перемещение обода является лишь следствием его упругого удлинения, оно неточно отражает опасные частоты вращения маховика и не может гарантировать надежной остановки маховика при опасности его разрыва.A known design of a flywheel (inertial) energy storage device that allows you to reliably limit the frequency of rotation of the flywheel, avoiding its dangerous size, and therefore the rupture of the flywheel (see ed. Certificate of the USSR No. 1052757, F16F 15/30, 08/07/1983, “Inertial battery”, authors N.V. Gulia and A.G. Serkh). This design, adopted as a prototype in terms of the device, includes a flywheel in the form of a conical disk with a rim in the housing, which straightens when rotating until the rim contacts the brake lining on the housing at dangerous speeds. However, this design does not allow autofretting, since the conical disk thus irreversibly straightens. Also, its disadvantage is that the axial movement of the rim is only a consequence of its elastic elongation, it does not accurately reflect the dangerous speeds of the flywheel and cannot guarantee a reliable stop of the flywheel in case of danger of rupture.

Задачей изобретения является повышение энергоемкости и безопасности маховика маховичного накопителя энергии путем автофреттирования маховика при гарантированном ограничении упругого увеличения диаметра маховика, а стало быть, и напряжений в нем, а также эксплуатации маховичного накопителя с гарантированным ограничением упругого увеличения диаметра маховика и напряжений в нем с еще более жестким ограничением, чем при автофреттировании.The objective of the invention is to increase the energy intensity and safety of the flywheel of the flywheel energy storage device by autofretting the flywheel while guaranteeing the limitation of the elastic increase in the diameter of the flywheel, and hence the stresses in it, as well as the operation of the flywheel drive with the guaranteed limitation of the elastic increase in the diameter of the flywheel and the stresses in it with even more more restrictive than autofretting.

Указанная задача разрешается в накопителе энергии с монолитным маховиком в виде диска с ободом, вращающимся в корпусе, способом подготовки маховика к эксплуатации, заключающщемся в разгоне маховика до частоты вращения, при которой наступает пластическая деформация диска при упругой деформации обода, характеризующимся тем, что маховик перед началом его эксплуатации разгоняют в корпусе с калиброванным зазором между его внутренней цилиндрической поверхностью с тормозным покрытием на ней и внешней цилиндрической поверхностью обода маховика, ограничивая конкретную максимальную частоту его вращения путем соприкосновения внешней цилиндрической поверхности обода вращающегося маховика с неподвижным тормозным покрытием на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, концентричной внешней цилиндрической поверхности обода при упругом увеличении диаметра обода маховика и частичной или полной пластической деформации его диска, затем разгон маховика прекращают и выдерживают вращающийся маховик при минимально возможном для свободного вращения зазоре его обода с тормозным покрытием до завершения пластической деформации диска маховика, а потом останавливают маховик.This problem is solved in an energy storage device with a monolithic flywheel in the form of a disk with a rim rotating in the housing, a method of preparing the flywheel for operation, which consists in accelerating the flywheel to a speed at which plastic deformation of the disk occurs during elastic deformation of the rim, characterized in that the flywheel before the beginning of its operation is dispersed in a housing with a calibrated gap between its inner cylindrical surface with a brake coating on it and the outer cylindrical surface of the macho rim wick, limiting the specific maximum frequency of its rotation by contacting the outer cylindrical surface of the rim of the rotating flywheel with a stationary brake coating on the inner cylindrical surface of the housing, the concentric outer cylindrical surface of the rim with an elastic increase in the diameter of the rim of the flywheel and the partial or complete plastic deformation of its disk, then the acceleration of the flywheel is stopped and withstand the rotating flywheel at the minimum possible for free rotation of the gap of its rim with brake a clear coating until the plastic deformation of the flywheel disk is completed, and then the flywheel is stopped.

Указанная задача разрешается при плановой эксплуатации монолитного маховика в виде диска с ободом, вращающегося в корпусе, способом эксплуатации маховика, заключающимся в том, что в корпусе с тормозным покрытием на его внутренней цилиндрической поверхности выполняют гарантированный калиброванный зазор между ней и внешней цилиндрической поверхностью маховика, равный увеличению радиуса маховика при его безопасной для эксплуатации упругой деформации, разгоняют маховик в упомянутом корпусе на подшипниках с подачей на него крутящего момента, а при возникновении касания маховика с тормозным покрытием прекращают подачу на него крутящего момента для разгона маховика.This problem is solved during the planned operation of a monolithic flywheel in the form of a disk with a rim rotating in the housing, by the method of operating the flywheel, namely, in a housing with a brake coating on its inner cylindrical surface, a guaranteed calibrated gap between it and the outer cylindrical surface of the flywheel is equal to increase the radius of the flywheel with its elastic deformation safe for operation, accelerate the flywheel in the said housing with bearings with the supply of torque to it cient, and in the event of contact with the flywheel brake supply is stopped coated on it a torque to accelerate the flywheel.

Указанные способы для своей реализации предполагают устройство, включающее накопитель энергии, содержащий корпус, на котором в подшипниках закреплен маховик, с возможностью периодического соединения его с двигателем для разгона, характеризующееся тем, что внутренняя цилиндрическая поверхность корпуса выполнена строго концентричной внешней цилиндрической поверхности обода маховика, и на этой поверхности корпуса выполнено тормозное покрытие с кольцевым гарантированным калиброванным зазором между ним и внешней цилиндрической поверхностью обода маховика.These methods for their implementation involve a device comprising an energy storage device comprising a housing on which a flywheel is mounted in bearings, with the possibility of periodic connection thereof to an acceleration motor, characterized in that the inner cylindrical surface of the housing is made of a strictly concentric outer cylindrical surface of the flywheel rim, and on this surface of the housing, a brake coating is made with an annular guaranteed calibrated gap between it and an external cylindrical turn NOSTA flywheel rim.

Другой особенностью предложенного устройства является то, что кольцевой гарантированный калиброванный зазор между тормозным покрытием и внешней цилиндрической поверхностью обода маховика выполнен с учетом высот микронеровностей обеих сопрягающихся поверхностей.Another feature of the proposed device is that an annular guaranteed calibrated gap between the brake coating and the outer cylindrical surface of the flywheel rim is made taking into account the heights of microroughnesses of both mating surfaces.

Следующей особенностью предложенного устройства является то, что маховик выполнен составным из нескольких дисков с ободьями, идентичных по форме и размерам дисков и ободьев, за исключением мест их присоединения друг к другу и к валам, несущим опоры и передающим крутящий момент.The next feature of the proposed device is that the flywheel is made up of several disks with rims, identical in shape and size to the disks and rims, with the exception of the places where they are attached to each other and to shafts that carry bearings and transmit torque.

Следующей особенностью предложенного устройства является то, что тормозное покрытие выполнено из материала с модулем упругости, а также с температурой плавления, испарения и разложения, меньшими, чем у маховика и корпуса, и с сопротивлением истиранию меньшим, чем у обода маховика, и с теплопроводностью, соизмеримой с теплопроводностью материала корпуса.Another feature of the proposed device is that the brake coating is made of a material with an elastic modulus, as well as with a melting point, evaporation and decomposition temperature lower than that of the flywheel and housing, and with an abrasion resistance lower than that of the flywheel rim, and with thermal conductivity, commensurate with the thermal conductivity of the body material.

Следующей особенностью предложенного устройства является то, что маховик, цельный или составной, выполнен из мартенситно-стареющей стали.The next feature of the proposed device is that the flywheel, one-piece or composite, is made of maraging steel.

Следующей особенностью предложенного устройства является то, что тормозное покрытие выполнено с кольцевыми выступами на ее внутренней цилиндрической поверхности.Another feature of the proposed device is that the brake coating is made with annular protrusions on its inner cylindrical surface.

Упомянутые особенности позволяют получить технический результат, заключающийся в повышении энергоемкости и безопасности эксплуатации маховика маховичного накопителя энергии.The mentioned features make it possible to obtain a technical result, which consists in increasing energy intensity and operating safety of a flywheel of a flywheel energy storage device.

Устройство представлено на фиг.1. На фиг.2 изображен фрагмент его продольного разреза.The device is presented in figure 1. Figure 2 shows a fragment of its longitudinal section.

Устройство для осуществления заявленных способов состоит из корпуса 1, в котором на подшипниках 2 помещен маховик 3 (обведен штриховой линией) в данном случае составной, составленный из трех дисков 4 с ободьями 5. Ободья 5 скреплены между собой с возможностью центрирования и осевой фиксации, например, кольцами 6 с резьбой и на клею. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 выполнено тормозное покрытие 7, взаимодействующее с ободьями 5 при упругом увеличении диаметра маховика 3 при его вращении с определенной предельной угловой скоростью. В корпусе 1 выбирается кольцевой гарантированный калиброванный зазор 8 между тормозным покрытием 7 и внешней цилиндрической поверхностью ободьев 5 маховика 3 с учетом микронеровностей на их поверхностях. Покрытие 7 выполняется из материала с модулем упругости, температурой плавления, испарения или разложения, меньшими, чем у материала корпуса 1, например, из пластических материалов, в том числе из фторопластов, у которых сопротивление истиранию значительно меньше, чем у ободьев 5. Для повышения теплопроводности тормозного покрытия, что необходимо для лучшего отвода тепла при трении ободьев 5 о тормозное покрытие 7, материал тормозного покрытия 7 насыщается, например, медным порошком. Внутренняя цилиндрическая поверхность тормозного покрытия 7 может быть выполнена с кольцевыми выступами 9 различной высоты и с различными расстояниями между ними. В частности, между выступами большей высоты выполнены расстояния большие, чем между выступами меньшей высоты. Кольцевой гарантированный калиброванный зазор 8 в случае наличия выступов 9 выполнен между вершинами больших выступов и внешней цилиндрической поверхностью ободьев 5. Маховик может быть выполнен из высокопрочной и вязкой стали, лучше всего, как это и выполняется в зарубежных конструкциях из мартенситно-стареющей стали с высоким пределом прочности (свыше 2,8 ГПа), текучести (свыше 2,5 ГПа), и как известно, с высоким относительным удлинением при разрушении от пластических деформаций - свыше 6…8%, и малочувствительной к трещинам и другим концентраторам напряжений. Между корпусом 1 и выходным валом 10 маховика 3 установлено уплотнение 11, например, герметичное, позволяющее поддерживать в корпусе 1 вакуум для уменьшения потерь при вращении маховика 3.A device for implementing the claimed methods consists of a housing 1, in which a flywheel 3 (circled by a dashed line) is placed on bearings 2, in this case a composite composed of three disks 4 with rims 5. The rims 5 are fastened together with the possibility of centering and axial fixation, for example , rings 6 threaded and glued. On the inner cylindrical surface of the housing 1, a brake coating 7 is made, interacting with the rims 5 with an elastic increase in the diameter of the flywheel 3 during its rotation with a certain maximum angular velocity. An annular guaranteed calibrated gap 8 is selected in the housing 1 between the brake coating 7 and the outer cylindrical surface of the rims 5 of the flywheel 3, taking into account microroughnesses on their surfaces. Coating 7 is made of a material with an elastic modulus, melting point, evaporation or decomposition temperature lower than that of housing material 1, for example, of plastic materials, including fluoroplastics, in which the abrasion resistance is much lower than that of rims 5. To increase thermal conductivity of the brake coating, which is necessary for better heat removal during friction of the rims 5 on the brake coating 7, the material of the brake coating 7 is saturated, for example, with copper powder. The inner cylindrical surface of the brake coating 7 can be made with annular protrusions 9 of different heights and with different distances between them. In particular, between the protrusions of greater height, greater distances are made than between the protrusions of smaller height. In the case of protrusions 9, an annular guaranteed calibrated gap 8 is made between the vertices of the large protrusions and the outer cylindrical surface of the rims 5. The flywheel can be made of high-strength and malleable steel, best of all, as is done in foreign designs from maraging steel with a high limit strength (over 2.8 GPa), fluidity (over 2.5 GPa), and, as you know, with high elongation at failure from plastic deformation - over 6 ... 8%, and insensitive to cracks and other concentrates stressors. Between the housing 1 and the output shaft 10 of the flywheel 3, a seal 11 is installed, for example, hermetic, which allows maintaining a vacuum in the housing 1 to reduce losses during rotation of the flywheel 3.

Заявляемые способы, для осуществления которых предложено вышеописанное устройство, выражается в работе устройства, которая происходит следующим образом. До начала плановой эксплуатации маховичного накопителя энергии маховик 3 подготавливается к ней - подвергается автофреттированию, заключающемуся в том, что его разгоняют за вал 10 до частоты вращения, когда диски 4, напряженные больше, чем ободья 5, переходят в пластическое состояние и деформируются, увеличивая свой диаметр. При этом менее напряженные ободья 5 остаются в упругой зоне деформации, в том числе и при частоте вращения маховика 3, когда ободья 5, упруго увеличивая свой диаметр, коснутся тормозного покрытия 7. В случае выполнения тормозного покрытия 7 с кольцевыми выступами 9 касание сперва происходит по высоким выступам, а в случае их износа касание переходит на меньшие по высоте выступы. В любом случае первоначальное касание происходит по микронеровностям тормозного покрытия 7 и ободьев 5, которые следует учитывать при выборе калиброванного гарантированного зазора 8.The inventive methods, for the implementation of which the above-described device is proposed, is expressed in the operation of the device, which occurs as follows. Prior to the planned operation of the flywheel energy storage device, the flywheel 3 is prepared for it — it undergoes autofretting, which consists in accelerating it beyond the shaft 10 to a rotational speed when the disks 4, which are strained more than the rims 5, become plastic and deform, increasing their diameter. In this case, the less stressed rims 5 remain in the elastic deformation zone, including at the frequency of rotation of the flywheel 3, when the rims 5, elastically increasing their diameter, touch the brake coating 7. In the case of the brake coating 7 with annular projections 9, the contact first occurs along high protrusions, and in case of wear, the touch switches to smaller protrusions. In any case, the initial touch occurs on the microroughness of the brake coating 7 and rims 5, which should be considered when choosing a calibrated guaranteed clearance 8.

Величина зазора 8 зависит в первую очередь от диаметра маховика 3 и частоты вращения, вызывающей его растяжение. Например, при диаметре маховика 3, равного 1000 мм и напряжениях в ободьях 5, равных допустимым, например при автофреттировании, для мартенситно-стареющей стали - 2 ГПа (при пределе текучести свыше 2,5 ГПа), увеличение диаметра маховика составит около 10 мм, а изменение расстояния между маховиком 3 и корпусом 1-5 мм. Стало быть, кольцевой гарантированный калиброванный зазор 8 составит именно 5 мм. При этом ободья 5 сперва коснутся высоких выступов 9, а по мере их износа - выступов 9, меньших по высоте. В момент касания маховиком выступов 9 разгон маховика 3 прекращается (моментом прикосновения ободьев 5 к тормозной поверхности 7 может служить, например, появление вращающего момента на корпусе 1), и маховик 3 выдерживают при этой частоте вращения, которая соответствует отсутствию касания ободьев 5 тормозной поверхности 7. Зазор в этом режиме может составлять около 0,5 мм и меньше для рассматриваемого диаметра маховика. В аналогичных условиях работают, например, некоторые осевые компрессоры газотурбинных двигателей, где зазор вырабатывают сами лопатки при их контакте с тормозной поверхностью корпуса, выполняемой часто из полимеров (см. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей (под общей редакцией Д.В.Хронина), - М.: Машиностроение, 1989 г., с.121-123). При упругой радиальной деформации упомянутого маховика 3, равной 5 мм, напряжения в дисках 4 превысят предел текучести и диски 4 пластически деформируются. Выдерживание маховика 3 вращающимся в корпусе 1 при частоте вращения, соответствующей увеличению зазора, например, на 0,5 мм (чуть меньшей максимальной частоте вращения, при которой произошел контакт ободьев 5 с тормозной поверхностью 7) в течение определенного времени, например 15 минут, стабилизирующей величину пластической деформации дисков 4. При остановке маховика 3 он окажется в автофреттированном состоянии, когда ободья 5 несколько растянуты, а диски 4 - сжаты. Это позволяет достигнуть частоты вращения маховика 3, той, которая была при автофреттировании, без риска вызвать опасные пластические деформации дисков 4.The size of the gap 8 depends primarily on the diameter of the flywheel 3 and the rotation speed causing it to stretch. For example, when the diameter of the flywheel 3 is 1000 mm and the stresses in the rims 5 are equal to permissible, for example, during autofretting, for martensitic-aging steel - 2 GPa (with a yield strength of more than 2.5 GPa), an increase in the diameter of the flywheel will be about 10 mm, and the change in the distance between the flywheel 3 and the housing is 1-5 mm. Therefore, the annular guaranteed calibrated gap 8 will be exactly 5 mm. In this case, the rims 5 will first touch the high protrusions 9, and as they wear, the protrusions 9, smaller in height. When the flywheel 9 touches the protrusions 9, the acceleration of the flywheel 3 stops (the moment of contact of the rims 5 with the brake surface 7 can be, for example, the appearance of a torque on the housing 1), and the flywheel 3 is maintained at this speed, which corresponds to the absence of contact of the rims 5 of the brake surface 7 The clearance in this mode can be about 0.5 mm or less for the flywheel diameter in question. In similar conditions, for example, some axial compressors of gas turbine engines work, where the blades produce a gap when they contact the brake surface of the casing, often made of polymers (see Design and engineering of aircraft gas turbine engines (under the general editorship of D.V. Chronin), - M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 121-123). When the elastic radial deformation of the aforementioned flywheel 3 is equal to 5 mm, the stresses in the disks 4 will exceed the yield strength and the disks 4 are plastically deformed. Holding the flywheel 3 rotating in the housing 1 at a speed corresponding to an increase in the gap, for example, by 0.5 mm (slightly lower than the maximum speed at which the rims 5 come in contact with the brake surface 7) for a certain time, for example 15 minutes, stabilizing the amount of plastic deformation of the disks 4. When the flywheel 3 stops, it will be in an autofrettered state, when the rims 5 are somewhat stretched and the disks 4 are compressed. This allows you to achieve a rotational speed of the flywheel 3, the one that was during autofretting, without risk of causing dangerous plastic deformation of the discs 4.

При плановой эксплуатации маховика накопителя энергии частота вращения, а стало быть и упругая деформация ободьев 5 должны быть меньше, чем при автофреттировании, для надежного предохранения маховика 3 от разрыва. Поэтому допустимые напряжения растяжения для ободьев 5 могут быть сокращены, например, до 1,2 ГПа. Диаметр маховика 3 при этом составит 1005,7 мм, а диаметр внутренней цилиндрической тормозной поверхности 7 должен быть примерно равен этому же размеру (включая выступы 9 и соответствующие микронеровности). Это позволит достигать маховиком 3 частот вращения достаточно высоких, но безопасных по разрыву от пластических деформаций дисков 4. Диаметр тормозной поверхности 7 при этом необходимо уменьшить по сравнению с тем, что был при автофреттировании, в данном случае на 4…4,3 мм, что приведет к уменьшению калиброванного гарантированного зазора 8. Это может быть достигнуто как постановкой более толстой тормозной поверхности, так и наращиванием имеющегося, например, напылением, покрытием и пр. При этом даже случайное превышение частоты вращения маховика 3, вызывающее упругую деформацию ободьев 5, приводящую к касанию их тормозной поверхности 7, вызовет интенсивный износ выступов 9, в первую очередь высоких, и настолько высокий момент сопротивления вращению маховика 3, который не сможет преодолеть источник вращения маховика 3 (например, двигатель). Кроме того, подача маховику крутящего момента при этом сразу же прекращается. Конструкция становится практически гарантированной от опасности случайного разрыва маховика 3.With the planned operation of the flywheel of the energy storage device, the rotational speed, and therefore the elastic deformation of the rims 5, must be less than during autofretting, in order to reliably protect the flywheel 3 from rupture. Therefore, the allowable tensile stress for the rims 5 can be reduced, for example, to 1.2 GPa. The diameter of the flywheel 3 in this case will be 1005.7 mm, and the diameter of the inner cylindrical brake surface 7 should be approximately equal to the same size (including the protrusions 9 and the corresponding microroughnesses). This will allow the flywheel to reach 3 rotational speeds that are sufficiently high, but disruptible from plastic deformation of the disks 4. The diameter of the brake surface 7 must be reduced in comparison with what was during autofretting, in this case by 4 ... 4.3 mm, which will lead to a decrease in the calibrated guaranteed clearance 8. This can be achieved both by setting a thicker brake surface, and by increasing the available, for example, by spraying, coating, etc. Moreover, even a random excess of the rotation speed max ovik 3, causing elastic deformation of the rims 5, leading to contact of their braking surface 7, will cause intense wear of the protrusions 9, especially high, and such a high moment of resistance to rotation of the flywheel 3, which can not overcome the source of rotation of the flywheel 3 (for example, engine) . In addition, the supply of torque to the flywheel immediately ceases. The design becomes practically guaranteed against the danger of accidental rupture of the flywheel 3.

Claims

1. The method of preparing the flywheel in the form of a disk with a rim for operation, which consists in accelerating the flywheel to a speed at which plastic deformation of the disk occurs during elastic deformation of the rim, characterized in that the flywheel is accelerated in the housing with a calibrated gap between its internal a cylindrical surface with a brake coating on it and the outer cylindrical surface of the flywheel rim, limiting the specific maximum frequency of its rotation by touching the outer cylinder the surface of the rim of a rotating flywheel with a fixed brake coating on the inner cylindrical surface of the housing, the concentric external cylindrical surface of the rim with an elastic increase in the diameter of the rim of the flywheel and the partial or complete plastic deformation of its disk, then the flywheel is stopped and the rotating flywheel is held at the minimum clearance possible for free rotation its rim with a brake coating until the plastic deformation of the flywheel disk is completed, and then the flywheel is stopped.

2. A method of operating a flywheel in the form of a disk with a rim, which consists in rotating the flywheel in a housing with a rotation speed at which only elastic deformations of the disk and rim occur, characterized in that a guaranteed calibrated gap is made in the housing with a brake coating on its inner cylindrical surface between it and the outer cylindrical surface of the flywheel, which is equal to the increase in the radius of the flywheel with its elastic deformation safe for operation, the flywheel is accelerated in the said housing with bearings under whose torque on it, and in the event of contact with the flywheel brake supply is stopped coated on it a torque to accelerate the flywheel.

3. A device comprising an energy storage device comprising a housing on which a flywheel is mounted in bearings with the possibility of periodic connecting it to an engine for acceleration, characterized in that the inner cylindrical surface of the housing is made strictly concentric with the outer cylindrical surface of the flywheel rim, and on this surface of the housing brake coating with an annular guaranteed calibrated gap between it and the outer cylindrical surface of the flywheel rim.

4. The device according to claim 3, characterized in that the annular guaranteed calibrated gap between the brake coating and the outer cylindrical surface of the flywheel rim is made taking into account the heights of the microroughness of both mating surfaces.

5. The device according to claim 3, characterized in that the flywheel is made up of several disks with rims that are identical in shape and size to the disks and rims, with the exception of the points of their attachment to each other and to the shafts bearing the bearings and transmitting torque.

6. The device according to claim 3, characterized in that the brake coating is made of a material with an elastic modulus, as well as with a melting point, evaporation and decomposition lower than that of the flywheel and the housing, and with an abrasion resistance lower than that of the flywheel rim, and with thermal conductivity commensurate with the thermal conductivity of the body material.

7. The device according to claim 3, characterized in that the flywheel, solid or composite, is made of maraging steel.

8. The device according to claim 3, characterized in that the brake coating is made with annular protrusions on the inner cylindrical surface.