飞轮矩与扭矩如何转换

zjjxtch · 发表于 2010-6-29 21:00:10

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本帖最后由 zjjxtch 于 2010-6-29 21:04 编辑

假设一个飞轮把它的飞轮矩通过一个齿轮传递给另一个齿轮，这个齿轮输出的扭矩有多大。不考虑这个齿轮本身的飞轮矩。

imyumin · 发表于 2010-6-29 23:42:03

你这里混淆了两者的概念，一个是能量，一个是力矩，他们之间不能转换的。

zjjxtch · 发表于 2010-6-30 07:04:38

你这里混淆了两者的概念，一个是能量，一个是力矩，他们之间不能转换的。
# G8 Y2 L& [" j* V3 K z& Iimyumin 发表于 2010-6-29 23:42 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

这种能量能以力的形式输出吗？谢谢！

gaoyns · 发表于 2010-6-30 10:26:10

本帖最后由 gaoyns 于 2010-6-30 10:27 编辑

3# zjjxtch
已知飞轮矩（GD^2），可以计算其产生的力矩T：
转动惯量 J=(GD^2)/4g ， ( kg·m^2) 式中g为重力加速度，m/s^2。
力矩 T=J ε　式中ε为角加速度，rad/s^2。

以上计算公式参见化学工业出版社《机械设计手册》第1卷 P 1-90、P 1-92 动力学基本公式。

zjjxtch · 发表于 2010-6-30 12:09:20

谢谢gaoyns ，我去查一下，好好看看，以前真没仔细研究过。有问题再来请教。

zjjxtch · 发表于 2010-6-30 17:29:55

我查了，这个“ε”角加速度（rad/s^2）感觉很难确定。

gaoyns · 发表于 2010-7-1 11:27:28

我查了，这个“ε”角加速度（rad/s^2）感觉很难确定。
9 v/ o4 z/ J9 l1 C' }* Fzjjxtch 发表于 2010-6-30 17:29 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

角加速度ε 用角加速度传感器可以测定。

zjjxtch · 发表于 2010-7-1 11:59:09

我想知道在飞轮匀速运动的情况下，通过离合器对外输出的扭矩有多大。计算离合器起动的角加速度？还是要再请教一下。谢谢！

gaoyns · 发表于 2010-7-1 16:42:29

在飞轮匀速转动的情况下，飞轮就没有了角加速度，也就不会输出力矩。
飞轮矩与飞轮受的重力成正比，与惯性径的平方成正比。飞轮的作用是储能的，当转速增大时储存能量，当转速减小时放出能量。当旋转速度没变化时，飞轮就保持已储存的能量不变。这时旋转的动力不是来自飞轮，而是来源于原动力机。这些基本概念应弄清楚。

LIAIYAO · 发表于 2010-7-1 22:57:50

假设一个飞轮把它的飞轮矩通过一个齿轮传递给另一个齿轮，这个齿轮输出的扭矩有多大。不考虑这个齿轮本身的飞轮矩。
0 J3 c* c9 [, z: |zjjxtch 发表于 2010-6-29 21:00 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

只要计算飞轮径和齿轮径之比就可以。

zjjxtch · 发表于 2010-7-2 11:40:22

只要计算飞轮径和齿轮径之比就可以。
3 m, X# D {$ L4 c6 a3 ^" pLIAIYAO 发表于 2010-7-1 22:57 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

这个比值出来只是个数字啊？

LIAIYAO · 发表于 2010-7-2 23:13:02

11# zjjxtch
那您问的不就是要这个吗？？？
有了这个比值再乘以飞轮转矩，就是您问的问题之答案呀！

如果这还不是您要的答案，那么就是您的问题的问题咯。

zjjxtch · 发表于 2010-7-3 09:12:47

11# zjjxtch
- h1 ~. d, i( J' F+ N那您问的不就是要这个吗？？？- u; j" e0 W9 l* u9 [8 R% ]; P" L
有了这个比值再乘以飞轮转矩，就是您问的问题之答案呀！
/ A) F1 _3 I" q7 ^
* @% s' R# T' V0 i6 j. L6 H如果这还不是您要的答案，那么就是您的问题的问题咯。" F( |8 y9 ]: c/ K
- E- o! [. N& J; W/ o& M
LIAIYAO 发表于 2010-7-2 23:13 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

你说的是我问题的第二步，目前正在研究第一步，也就是你提到的飞轮转矩。看来它似乎是个变量，由下级机构给飞轮的阻力矩使飞轮产生一个负角加速度来计算得到，但我想它总有一个最大值。好象与飞轮设计里的盈亏功有关。不知我的理解对不对。还是要谢谢你对我的帮助。

gaoyns · 发表于 2010-7-3 10:25:11

13# zjjxtch
再提醒楼主一下，一个飞轮形状和尺寸一定时，它的飞轮矩（GD^2）和转动惯量（J）就是一定的，这个不是变量。会变的是由它产生的力矩，由于角加速度变化引起的力矩的变化。

zjjxtch · 发表于 2010-7-3 13:28:56

13# zjjxtch 5 ?! P% r, f: Z+ r f" D' M3 Z
再提醒楼主一下，一个飞轮形状和尺寸一定时，它的飞轮矩（GD^2）和转动惯量（J）就是一定的，这个不是变量。会变的是由它产生的力矩，由于角加速度变化引起的力矩的变化。
6 e; I* r0 g( Q# D. ?+ W& }' x9 hgaoyns 发表于 2010-7-3 10:25 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

所以我想知道一个飞轮形状和尺寸一定时由它产生的力矩的最大值是怎样算的。因为阻力矩越大飞轮的降速就越大，角加速度变化也随之变大，但总有一个极限值。加载阻力矩的时间当然不能太长。

gaoyns · 发表于 2010-7-3 16:58:17

问题又回到在4楼给你的回答，飞轮矩换算成转动惯量，再计算转化的力矩： T=J ε　式中ε为角加速度，rad/s^2。转动惯量J一定，力矩T最大值决定于角加速度 ε。测出角加速度的最大值，就可计算出吸收或释放出的最大转矩。
举个例子，颚式破碎机在破碎石块时，主轴和飞轮受到石块的阻挡角加速度变为负值，飞轮就放出能量产生力矩，参与石块的破碎，在飞轮转动的后半周是空载，角加速度增大，飞轮就从传动装置中获得能量而储存。这样周而复始，使整个运行趋于平稳。

zjjxtch · 发表于 2010-7-3 19:49:32

问题又回到在4楼给你的回答，飞轮矩换算成转动惯量，再计算转化的力矩： T=J ε　式中ε为角加速度，rad/s^2。转动惯量J一定，力矩T最大值决定于角加速度 ε。测出角加速度的最大值，就可计算出吸收或释放出的最大转 ...; I: @9 G) l# d* k
gaoyns 发表于 2010-7-3 16:58 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

这就是我想知道的：最大能力。就拿破碎机为例在任何条件都不变的情况下破碎机的最大破碎能力是多少如何来计算呢。谢谢！

zjjxtch · 发表于 2010-7-3 20:45:36

飞轮做功还有个时间问题长时间的负角加速度飞轮就会停下来了。如破碎机遇到超出设计要求的硬石块压不碎时。

gaoyns · 发表于 2010-7-4 10:12:39

18# zjjxtch
破碎机主轴上的飞轮每转一圈，前半圈破碎石块放出能量，后半圈从传动装置吸收能量。破碎机的破碎能力铭牌上都有标定，例如进料粒度、硬度，出料粒度等都有规定，只要在规定范围内操作就不会发生问题。在这里需说明的一点是飞轮的作用，它是调节主轴在旋旋转中转矩的不均衡，不是主轴运行中转矩的来源，转矩的来源是靠电机。

zjjxtch · 发表于 2010-7-4 10:56:39

飞轮调节旋旋转中转矩的不均衡只是它的一个作用（如汽车发动机上的飞轮），提供一个超过电机能力的大转矩是它的另一个功能也是很重要的功能。就如破碎机如果没有飞轮电机功率必须足够大而有了飞轮电机功率就可小很多。而且在回程时对大功率电机来说是一种浪费，这就是飞轮的储能作用。已出厂在使用的设备肯定有相应的技术要求，使用者不能违反。但在设计阶段就要计算它的最大能力再加上一个安全系数来达到设备的出厂标准。我就是想了解一下设计者是如何算的。我在网上也看到“复摆鄂式破碎机”的设计方法，但就是没提到飞轮的设计过程。
谢谢gaoyns对我的帮助！

zjjxtch · 发表于 2010-7-4 13:01:14

飞轮的角加速度不能降的太多这与异步电机的额定差转率有关，否则输出的转矩大了电机也毁了。

LIAIYAO · 发表于 2010-7-5 01:23:20

晕倒！提个问题就直接了当的问嘛！不要像钓鱼一样，感觉很不好的。
飞轮是减少能量的波动的一种装置，在不同的机器上有不同的衰减值，当超过这个衰减值在运转时，最终将会导致停机。
您要查的是这衰减值的数据，这样，您就可以计算出飞轮的需求质量和直径大小以及最低的旋转速度。
电动机功率的大小会直接影响飞轮的计算；工作和休息时间比也要考虑在内。
离合器是依据需求的做功转矩来选定的。

建议楼主，不要把问题复杂化，这样只是您自己自找困扰。

zjjxtch · 发表于 2010-7-5 12:15:39

晕倒！提个问题就直接了当的问嘛！不要像钓鱼一样，感觉很不好的。
# F" u# w; e) h6 z, X, f. N" C飞轮是减少能量的波动的一种装置，在不同的机器上有不同的衰减值，当超过这个衰减值在运转时，最终将会导致停机。' i1 W9 l/ L5 ?2 N' e
您要查的是这衰减值的数据，这 ...7 K8 r/ E" g# y, z0 T6 y" e0 ]
LIAIYAO 发表于 2010-7-5 01:23 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

对不起，我是不太懂这方面的知识，所以只能学一点，懂一点，循序渐进，不懂再请教高手。可能是我提问的方式不太好说不到点子上，给人的感觉象是在钓鱼。从整个过程来看在大家的帮助下我对这方面的知识在不断提高。我认为我的收获是非常大的。因为有些问题教科书上很难找到，象你提到的衰减值我也是刚知道，也可能是我手上的资料太少。到这里来就是向高手学习的。把不懂的东西搞懂。再次谢谢所有帮助过我的朋友！当然也包括你啊！关于衰减值我就先自己去找找看。不难为大家了。

zjjxtch · 发表于 2010-7-5 17:34:28

本帖最后由 zjjxtch 于 2010-7-5 20:52 编辑

“飞轮储能技术能够提高电网对可再生能源的接纳能力，现在全球至少有3000套基于飞轮储能的大功率绿色电源安全运行了上千万小时”，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院院长房建成教授对记者说，“目前，我国的飞轮储能技术还停留在实验室研究阶段，与国外技术水平差距在10年以上，我们必须加倍努力。”这是我在网上刚看到的，飞轮值得大家研究与探讨的地方太多了。

LIAIYAO · 发表于 2010-7-5 22:00:31

23# zjjxtch

上述表格由以下文章整理所得
http://www.docin.com/p-46632485.html

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