CN110259886A - 用于飞轮转子上的轮缘及飞轮转子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于飞轮转子上的轮缘及飞轮转子，其中，所述轮缘为空心圆柱状，所述轮缘在径向投影面上由内向外依次设有多层环形状的纤维复合材料缠绕层，多层所述纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大。该轮缘使用寿命长且能进一步提高飞轮转子的储存能量。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料结构技术领域，尤其涉及一种用于飞轮转子上的轮缘及飞轮转子。
背景技术
工业中存在许多小型高速旋转机械：比如飞轮储能机组、离心机和涡轮分子泵等，为承担转子高速旋转时巨大的离心应力，转子轮缘结构材料一般采用高比强度(高强度、低密度) 的超硬铝、钛合金以及纤维增强复合材料。飞轮转子旋转结构件如轮缘的应力随转速的上升呈平方关系增加，且受金属材料强度和密度的制约，致使旋转飞轮转子的储能密度难以超过40Wh/kg。缠绕及纺织纤维增强复合材料的密度远低于金属材料，该复合材料轮缘转子的工作转速大大超过同样尺寸的合金材料转子，从而显著提高了储能飞轮的总动能。
目前，纤维复合材料的轮缘由于飞轮高速旋转的离心荷载作用下，轮缘在径向方向发生变形致使缠绕纤维间容易分离松脱，导致轮缘和飞轮转子的使用寿命短，并且使飞轮转子难以超越目前的旋转速度，从而使得飞轮转子的储能密度难以进一步提高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于飞轮转子上的轮缘，使用寿命长且能进一步提高飞轮转子储存能量。
根据本发明第一方面实施例的用于飞轮转子上的轮缘，所述轮缘为空心圆柱状，所述轮缘在径向投影面上由内向外依次设有多层环形状的纤维复合材料缠绕层，多层所述纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大。
根据本发明第一方面实施例的用于飞轮转子上的轮缘，当飞轮转子上使用了轮缘，飞轮转子高速旋转时，在旋转向心力作用下，在相邻两层的纤维复合材料缠绕层中，处于内层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度大，处于外层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度小，从而使得内层的纤维复合材料缠绕层紧紧压贴在外层的纤维复合材料缠绕层，实现了层间的互压自紧效应，增强了轮缘的径向抗拉应力，防止轮缘的径向脱层***，延长了轮缘的使用寿命。此外，由于轮缘由多层纤维复合材料缠绕层构成，密度低，有利于提高飞轮转子转速，提高飞轮转子储存能量。
根据本发明第一方面的一个实施例，多层所述纤维复合材料缠绕层由内层向外层依次包括第一纤维复合材料缠绕层、第二纤维复合材料缠绕层和第三纤维复合材料缠绕层。
根据本发明第一方面进一步的实施例，所述第一纤维复合材料缠绕层由玻璃纤维和复合材料基体相构成，所述第二纤维复合材料缠绕层由玻璃纤维与碳素纤维组成的混合纤维和复合材料基体相构成，所述第三纤维复合材料缠绕层由碳素纤维和复合材料基体相构成。
根据本发明第一方面进一步的实施例，多层所述纤维复合材料缠绕层还包括设置在所述第三纤维复合材料缠绕层的外周面上的第四纤维复合材料缠绕层。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，所述第四纤维复合材料缠绕层由高模量碳素纤维和复合材料基体相构成。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，所述混合纤维为所述玻璃纤维与所述碳素纤维各按1/2体积混合为一束而成。
根据本发明第一方面的一些实施例，多层所述纤维复合材料缠绕层中的复合材料基体相均为环氧树脂胶。
根据本发明进一步的实施例，所述轮缘采用如下步骤制成，所述步骤包括：采用玻璃纤维浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在芯模上成型固化，形成所述第一纤维复合材料缠绕层；采用玻璃纤维与碳素纤维混合为一束后，再经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在所述第一纤维复合材料缠绕层的外周面上成型固化，形成所述第二纤维复合材料缠绕层；采用碳素纤维经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在所述第二纤维复合材料缠绕层的外周面上成型固化，形成第三纤维复合材料缠绕层。
根据本发明再进一步的实施例，所述步骤还包括：采用高模量碳素纤维经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在所述第三纤维复合材料缠绕层的外周面上成型固化，形成所述第四纤维复合材料缠绕层。
本发明的另一个目的在于提出一种飞轮转子，使用寿命长且飞轮转子储存能量大。
根据本发明第二方面实施例的飞轮转子，包括：
合金芯轴；
合金轮毂，所述合金轮毂位于所述合金芯轴的外周面上；
上述第一方面任一实施例的用于飞轮转子上的轮缘，所述轮缘套设在所述合金轮毂的外周面上，所述轮缘与所述合金轮毂之间过盈配合。
根据本发明第二方面实施例的飞轮转子，当飞轮转子旋转时，在旋转向心力作用下，由于多层纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大，在相邻两层的纤维复合材料缠绕层中，处于内层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度大，处于外层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度小，从而使得内层的纤维复合材料缠绕层紧紧压贴在外层的纤维复合材料缠绕层，实现了层间的互压自紧效应，增强了轮缘的径向抗拉应力，防止轮缘的径向脱层***，延长了轮缘的使用寿命。同时，由于轮缘由多层纤维复合材料缠绕层构成，密度低，有利于进一步提高飞轮转子的转速和飞轮转子储存能量。此外，轮缘和合金轮毂之间采用过盈配合，安装牢靠，避免飞轮转子高速旋转时轮缘与合金轮毂之间发生松动。
根据本发明第二方面的一个实施例，所述轮缘与所述轮毂之间过盈配合通过采用液氮冷却所述合金轮毂的套装方法实现。
根据本发明第二方面的一个实施例，所述合金芯轴与所述合金轮毂为一体成型件。
根据本发明第二方面进一步的实施例，所述合金轮毂包括第一合金轮毂和第二合金轮毂，所述第一合金轮毂包括从所述合金芯轴的外周面上沿径向方向向外延伸的第一圆环板和从所述第一圆环板的外边缘向所述合金芯轴轴向一端延伸的第一圆环壳；所述第二合金轮毂包括从所述合金芯轴的外周面上沿径向方向向外延伸的第二圆环板和从所述第二圆环板的外边缘向所述合金芯轴轴向另一端延伸的第二圆环壳；所述第一圆环板与所述第二圆环板之间在轴向方向上具有间距。
根据本发明第二方面进一步的实施例，所述轮缘内径为300～500mm，所述飞轮转子最大处直径为600～900mm，所述飞轮转子高度为500～1200mm，所述飞轮转子最高工作旋转速度为18000～24000r/min。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明第二方面一个实施例的飞轮转子的轴向剖面图，其中示出了本发明第一方面一个实施例的用于飞轮转子上的轮缘。
附图标记：
飞轮转子 1000
轮缘 1
第一纤维复合材料缠绕层 11 第二纤维复合材料缠绕层 12
第三纤维复合材料缠绕层 13 第四纤维复合材料缠绕层 14
合金芯轴 2 合金轮毂 3
第一合金轮毂 31 第一圆环板311 第一圆环壳 312
第二合金轮毂 32 第二圆环板321 第二圆环壳 322
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1来描述根据本发明第一方面实施例的用于飞轮转子上的轮缘1。
如图1所示，根据本发明第一方面实施例的用于飞轮转子1000上的轮缘1，轮缘1为空心圆柱状，轮缘1在径向投影面上由内向外依次设有多层环形状的纤维复合材料缠绕层，多层纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大。
具体地，轮缘1为空心圆柱状结构，作为飞轮转子1000的一个部件，可以通过过盈配合套设在飞轮转子1000的轮毂的外周面上，用于储存能量，轮缘1密度越低，转动惯量越小，飞轮转子1000转速越高，飞轮转子1000储存的能量越大。轮缘1在径向投影面上由内向外依次设有多层环形状的纤维复合材料缠绕层，也就是说，轮缘1是由两层或由两层以上的纤维复合材料缠绕层组成，相比于金属材料，多层纤维复合材料缠绕层在保证了一定高模量高强度的同时，又有效降低了轮缘1的密度，有利于提高飞轮转子1000转速，从而提高飞轮转子1000储存能量。多层纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大，也就是说，轮缘1的刚度由内层至外层依次增大，由此，当飞轮转子1000上使用了轮缘1，飞轮转子1000高速旋转时，在旋转向心力作用下，在相邻两层的纤维复合材料缠绕层中，处于内层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度大，处于外层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度小，从而使得内层的纤维复合材料缠绕层紧紧压贴在外层的纤维复合材料缠绕层，实现了层间的互压自紧效应，增强了轮缘1的径向抗拉应力，防止轮缘1 的径向脱层***，延长了轮缘1的使用寿命。
根据本发明第一方面实施例的用于飞轮转子1000上的轮缘1，当飞轮转子1000上使用了轮缘1，飞轮转子1000高速旋转时，在旋转向心力作用下，在相邻两层的纤维复合材料缠绕层中，处于内层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度大，处于外层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度小，从而使得内层的纤维复合材料缠绕层紧紧压贴在外层的纤维复合材料缠绕层，实现了层间的互压自紧效应，增强了轮缘1的径向抗拉应力，防止轮缘1的径向脱层***，延长了轮缘1的使用寿命。此外，由于轮缘1由多层纤维复合材料缠绕层构成，密度低，有利于提高飞轮转子1000转速，进一步提高飞轮转子1000储存能量。
根据本发明第一方面的一个实施例，多层纤维复合材料缠绕层由内层向外层依次包括第一纤维复合材料缠绕层11、第二纤维复合材料缠绕层12和第三纤维复合材料缠绕层13。可以理解，本发明的轮缘1可以是三层的复合材料缠绕层组成，且三层复合材料缠绕层刚度由内向外逐层增大，用在飞轮子上，当飞轮转子1000高速旋转时，可以实现层间的互压自紧效应，增强了轮缘1的径向抗拉应力，防止轮缘1的径向脱层***，延长了轮缘1的使用寿命。而且，三层纤维复合材料缠绕层可以确保轮缘1的径向尺寸做的较薄，加上纤维复合材料缠绕层的密度低，重量更轻，更有利于提高飞轮转子1000转速，提高飞轮转子1000储存能量。实验证明，本发明实施例的轮缘1可以使飞轮转子1000实现700-900m/s的超高速旋转。
根据本发明第一方面进一步的实施例，第一纤维复合材料缠绕层11由玻璃纤维和复合材料基体相构成，第二纤维复合材料缠绕层12由玻璃纤维与碳素纤维组成的混合纤维和复合材料基体相构成，第三纤维复合材料缠绕层13由碳素纤维和复合材料基体相构成。具体来说，纤维复合材料是纤维增强相和复合材料基体相的共同组成结构，复合材料基体相具有很好的粘结性能和均衡分散荷载的性能，纤维增强相具有很好的高比强度，二者结合，可使纤维复合材料发挥出纤维增强相材料和基体相材料的协同作用，以得到内部结构均匀的高比强度纤维复合材料。也就是说，在纤维复合材料中，纤维增强相起到骨架支撑材料的作用，复合材料基体相起到粘结、均匀固化和保护纤维增强相的作用，从而得到性能很好的纤维复合材料。由此，由玻璃纤维和复合材料基体相构成的第一纤维复合材料缠绕层11，其高比强度性能好且弹性模量较小；由玻璃纤维与碳素纤维组成的混合纤维和复合材料基体相构成的第二纤维复合材料缠绕层12，其高比强度性能好且弹性模量较第一纤维复合材料缠绕层11的弹性模量大；由碳素纤维和复合材料基体相构成的第三纤维复合材料缠绕层13，其高比强度性能好且弹性模量较第二层纤维复合材料缠绕层12的弹性模量大，即在飞轮转子 1000上可以实现了层间的互压自紧效应，增强了轮缘1的径向抗拉应力，防止轮缘1的径向脱层***，延长了轮缘1的使用寿命。此外，由于轮缘1由多层纤维复合材料缠绕层构成，密度低，可以提高飞轮转子1000转速和轮转子储存能量。
根据本发明第一方面进一步的实施例，多层纤维复合材料缠绕层还包括设置在第三纤维复合材料缠绕层13的外周面上的第四纤维复合材料缠绕层14。具体来讲，多层纤维复合材料的缠绕层可以根据实际情况来定。在该实施例中，轮缘1采用四层纤维复合材料缠绕层构成，不但可以使飞轮转子1000实现700-900m/s的超高速旋转，而且还可以增大轮缘1的径向承载能力。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，第四纤维复合材料缠绕层14由高模量碳素纤维和复合材料基体相构成。同样地，第四纤维复合材料是由纤维增强相和复合材料基体相共同构成的，其增强相采用了高模量的碳素纤维，以使第四纤维复合材料具有均匀的高模量碳素纤维高比强度的优良性能。相比普通碳素纤维增强材料，高模量碳素纤维具有高于普通碳素纤维增强材料50％以上的模量。由此，第四纤维复合材料缠绕层14具有比第三纤维复合材料缠绕层13更高的模量。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，混合纤维为玻璃纤维与碳素纤维各按1/2体积混合为一束而成。由此，混合纤维的模量介于玻璃纤维和碳素纤维的模量之间。另外，需要说明的是，混合纤维中玻璃纤维和碳素纤维的体积比并不要求一定是1:1，体积比很接近1:1 也可以。
根据本发明第一方面的一些实施例，多层纤维复合材料缠绕层中的复合材料基体相均为环氧树脂胶。由于环氧树脂胶具有很强的粘接力、胶层的体积收缩率小、成型固化时间快等优点，因此，纤维增强材料和环氧树脂基体构成的层纤维复合材料缠绕层，具有胶接强度高、胶层的尺寸稳定性好、固化效率高等优点。
根据本发明第一方面进一步的实施例，轮缘1采用如下步骤制成，步骤包括：采用玻璃纤维浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在芯模上成型固化，形成第一纤维复合材料缠绕层 11；采用玻璃纤维与碳素纤维混合为一束后，再经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在第一纤维复合材料缠绕层11的外周面上成型固化，形成第二纤维复合材料缠绕层12；采用碳素纤维经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在第二纤维复合材料缠绕层12的外周面上成型固化，形成第三纤维复合材料缠绕层13。可以理解，第一纤维复合材料缠绕层11是由玻璃纤维增强相和环氧树脂胶基体相缠绕构成、第二纤维复合材料缠绕层12是由玻璃纤维和碳素纤维的增强相与环氧树脂胶基体相缠绕构成、第三纤维复合材料缠绕层13是由碳素纤维增强相和环氧树脂基体相缠绕构成。其中，环氧树脂胶可使各纤维增强材料在芯模内快速均匀成型固化；利用湿法张力方法固化，可降低加工成本，也可使固化后的纤维排列平行度、均匀性和致密性好；第二纤维复合材料缠绕层12在第一纤维复合材料缠绕层11的外周面上成型固化、第三纤维复合材料缠绕层13在第二纤维复合材料缠绕层12的外周面上成型固化，可只采用一个芯模成型固化。由此，操作简便、且成型固化后的纤维复合材料缠绕层均匀致密。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，步骤还包括：采用高模量碳素纤维经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在第三纤维复合材料缠绕层13的外周面上成型固化，形成第四纤维复合材料缠绕层14。同样地，第四纤维复合材料缠绕层14是由高模量碳素纤维增强相和环氧树脂基体相构成。其中，环氧树脂胶可使各高模量碳素纤维增强材料的快速均匀成型固化；利用湿法张力环向固化，可降低加工成本，也可使固化后的高模量碳素纤维排列平行度、均匀性和致密性好；第四纤维复合材料缠绕层14在第三纤维复合材料缠绕层13的外周面上成型固化，可继续只采用同一个芯模成型固化。由此，操作简便、且成型固化后的第四纤维复合材料缠绕层14均匀致密。
下面继续参考图1来描述根据本发明第二方面实施例的飞轮转子1000。
根据本发明第二方面实施例的飞轮转子1000，包括合金芯轴2、合金轮毂3和上述第一方面任一实施例的用于飞轮转子1000上的轮缘1。其中，合金轮毂3位于合金芯轴2的外周面上；轮缘1套设在合金轮毂3的外周面上，轮缘1与合金轮毂3之间过盈配合。
具体地，合金轮毂3位于合金芯轴2的外周面上，以方便安装轮缘1，且合金芯轴2和合金轮毂3强度很高，以承载合金芯轴2上所受的转动惯量。轮缘1套设在合金轮毂3的外周面上，轮缘1与合金轮毂3之间过盈配合。由此，采用过盈配合使得轮缘1和合金轮毂3 之间安装牢靠，避免飞轮转子1000高速旋转时轮缘1与合金轮毂3之间发生松动。根据本发明第二方面实施例的飞轮转子1000，当飞轮转子1000旋转时，在旋转向心力作用下，由于多层纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大，在相邻两层的纤维复合材料缠绕层中，处于内层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度大，处于外层的纤维复合材料缠绕层沿径向方向向外扩张程度小，从而使得内层的纤维复合材料缠绕层紧紧压贴在外层的纤维复合材料缠绕层，实现了层间的互压自紧效应，增强了轮缘1的径向抗拉应力，防止轮缘1的径向脱层***，延长了轮缘1的使用寿命。同时，由于轮缘1由多层纤维复合材料缠绕层构成，密度低，有利于进一步提高飞轮转子1000的转速和飞轮转子1000储存能量。此外，轮缘1和合金轮毂3之间采用过盈配合，安装牢靠，避免飞轮转子1000高速旋转时轮缘1与合金轮毂3之间发生松动。
根据本发明第二方面的一个实施例，轮缘1与合金轮毂3之间过盈配合通过采用液氮冷却合金轮毂3的套装方法实现。可以理解，轮缘1与合金轮毂3之间采用过盈装配，也就是说，装配需要合金轮毂3的外径大于轮缘1的内径，而利用合金轮毂3材料的热胀冷缩性能可以轻松地完成过盈装配。由于液氮具有很低的温度，因此可以借助液氮对合金毂3快速降温，使得合金轮毂3的外径尺寸相对缩小，以方便轮缘1与合金轮毂3之间的套装。
优选的，根据弹性力学计算，轮缘1与合金轮毂3之间采用过盈装配的过盈量一般为 0.3-0.8mm。
根据本发明第二方面的一个实施例，合金芯轴2与合金轮毂3为一体成型件，由此，避免了合金芯轴2与合金轮毂3之间进行装配，减少了装工工艺。
根据本发明第二方面进一步的实施例，合金轮毂3包括第一合金轮毂31和第二合金轮毂32，第一合金轮毂31包括从合金芯轴2的外周面上沿径向方向向外延伸的第一圆环板311 和从第一圆环板311的外边缘向合金芯轴2轴向一端方向延伸的第一圆环壳312，；第二合金轮毂32包括从合金芯轴2的外周面上沿径向方向向外延伸的第二圆环板321和从第二圆环板321的外边缘向合金芯轴2轴向另一端方向延伸的第二圆环壳322；第一圆环板311与第二圆环板321之间在轴向方向上间隔设置。由此，在离心载荷作用下，第一合金轮毂31和第二合金轮毂32在径向方向向外扩张变形较大，与轮缘1的内周面在径向方向向外扩张变形相协调，避免轮缘1与第一合金轮毂31和第二合金轮毂32发生分离。
优选的，第一圆环壳312与第一圆环板311之间的连接部位、第一圆环板311与合金芯 轴2之间的连接部位，第二圆环壳322与第二圆环板321之间的连接部位及第二圆环板321 与合金芯轴2之间的连接部位均采用圆弧过渡。
根据本发明第二方面再进一步的实施例，第一合金轮毂31的第一圆环壳312与第二合金轮毂32的第二圆环壳322的直径相差5-8mm，有利于上下两个装配面在轴向套装时互不影响，安装方便。
根据本发明第二方面进一步的实施例，轮缘1内径为300～500mm，飞轮转子1000最大处直径为600～900mm，飞轮转子1000高度为500～1200mm，飞轮转子1000最高工作旋转速度为18000～24000r/min。由此，利用多层纤维复合材料固化形成的轮缘1与合金芯轴2 及合金轮毂3组成的飞轮转子1000，在保证轮缘1的径向强度基础上，可以实现高速平稳旋转的效果，最高工作旋转速度为18000～24000r/min，并且由于飞轮转子最大处直径相对现有的飞轮转子而言较小，因而本发明实施例的飞轮转子转速高，其直径最大处的圆周切线速度科大750-850m/s。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，所述轮缘为空心圆柱状，所述轮缘在径向投影面上由内向外依次设有多层环形状的纤维复合材料缠绕层，多层所述纤维复合材料缠绕层的弹性模量由内层向外层逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，多层所述纤维复合材料缠绕层由内层向外层依次包括第一纤维复合材料缠绕层、第二纤维复合材料缠绕层和第三纤维复合材料缠绕层。
3.根据权利要求2所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，所述第一纤维复合材料缠绕层由玻璃纤维和复合材料基体相构成，所述第二纤维复合材料缠绕层由玻璃纤维与碳素纤维组成的混合纤维和复合材料基体相构成，所述第三纤维复合材料缠绕层由碳素纤维和复合材料基体相构成。
4.根据权利要求3所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，多层所述纤维复合材料缠绕层还包括设置在所述第三纤维复合材料缠绕层的外周面上的第四纤维复合材料缠绕层。
5.根据权利要求4所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，所述第四纤维复合材料缠绕层由高模量碳素纤维和复合材料基体相构成。
6.根据权利要求3所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，所述混合纤维为所述玻璃纤维与所述碳素纤维各按1/2体积混合为一束而成。
7.根据权利要求3至5中任意一项所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，多层所述纤维复合材料缠绕层中的复合材料基体相均为环氧树脂胶。
8.根据权利要求3所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，所述轮缘采用如下步骤制成，所述步骤包括：采用玻璃纤维浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在芯模上成型固化，形成所述第一纤维复合材料缠绕层；采用玻璃纤维与碳素纤维混合为一束后，再经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在所述第一纤维复合材料缠绕层的外周面上成型固化，形成所述第二纤维复合材料缠绕层；采用碳素纤维经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在所述第二纤维复合材料缠绕层的外周面上成型固化，形成第三纤维复合材料缠绕层。
9.根据权利要求8所述的用于飞轮转子上的轮缘，其特征在于，所述步骤还包括：采用高模量碳素纤维经过浸润环氧树脂胶液湿法张力环向缠绕在所述第三纤维复合材料缠绕层的外周面上成型固化，形成所述第四纤维复合材料缠绕层。
10.一种飞轮转子，其特征在于，包括：
合金芯轴；
合金轮毂，所述合金轮毂位于所述合金芯轴的外周面上；
轮缘，所述轮缘为权利要求1-9中任意一项用于飞轮转子上的所述轮缘，所述轮缘套设在所述合金轮毂的外周面上，所述轮缘与所述合金轮毂之间过盈配合。
11.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述轮缘与所述合金轮毂之间过盈配合通过采用液氮冷却所述合金轮毂的套装方法实现。
12.根据权利要求11所述的飞轮转子，其特征在于，所述合金芯轴与所述合金轮毂为一体成型件。
13.根据权利要求12所述的飞轮转子，其特征在于，所述合金轮毂包括第一合金轮毂和第二合金轮毂，所述第一合金轮毂包括从所述合金芯轴的外周面上沿径向方向向外延伸的第一圆环板和从所述第一圆环板的外边缘向所述合金芯轴轴向一端延伸的第一圆环壳；所述第二合金轮毂包括从所述合金芯轴的外周面上沿径向方向向外延伸的第二圆环板和从所述第二圆环板的外边缘向所述合金芯轴轴向另一端延伸的第二圆环壳；所述第一圆环板与所述第二圆环板之间在轴向方向上间隔设置。
14.根据权利要求10所述的飞轮转子，其特征在于，所述轮缘内径为300～500mm，所述飞轮转子最大处直径为600～900mm，所述飞轮转子高度为500～1200mm，所述飞轮转子最高工作旋转速度为18000～24000r/min。
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