雙螺桿壓縮機轉子的齒型的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及螺桿壓縮機的轉子端面齒型，尤其涉及一種雙螺桿壓縮機的轉子型線。
【背景技術】
[0002]螺桿壓縮機具有結構簡單、操作方便、易損件少、配件更換方便、運轉安全可靠等優(yōu)點，因此在工業(yè)部門中得到了越來越廣泛的應用。螺桿壓縮機的發(fā)展在很大程度上取決于螺桿轉子型線的設計和加工。轉子型線是靠嚙合線來達到轉子間的密封，故減小漏氣三角形面積、縮短接觸線長度、最大限度減少泄漏成為提高壓縮機效率的關鍵。此外，提高面積利用系數(shù)，提高轉子及齒的強度、剛度，改善轉子的動力性能以及改善氣體在齒槽間的流動轉動狀態(tài)等等，對螺桿壓縮機的性能也有一定的影響，而這一切無不與壓縮機轉子的齒型息息相關。隨著人們對壓縮機工作效率的要求越來越高，對轉子的齒型進行創(chuàng)新改進的需求也愈加迫切。首先是對密封的要求，即要求型線能使壓縮機有軸向和橫向的氣密性。具體說來，除要求轉子接觸線連續(xù)外，還要求泄漏三角形面積盡量小，接觸線盡量短。而實際上這是一對相互制約的因素，不可能同時達到最滿意的指標。在設計轉子型線時，關鍵是要匹配好這兩者的關系，其次是要求轉子型線有較大的面積利用系數(shù)，這樣不僅壓縮機的體積可以減小，而且單位容量的泄漏損失也要少一些，可使壓縮機的工作效率相對提高。另外，型線最好是流線化，以減少氣體流動損失，也要便于加工。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是:用數(shù)學的代數(shù)法與圖形法結合研制出一種新的螺桿壓縮機轉子齒型，其中齒型包括陽轉子和與其相嚙合的陰轉子，它們的齒形曲線由點、擺線、圓弧和圓弧包絡線連接而成，具有這種齒型的壓縮機，由于能使陽轉子與陰轉子在工作過程中實現(xiàn)最佳嚙合，相鄰兩段組成齒曲線在連接點處光滑過渡，轉子面積利用系數(shù)比較大，接觸線較短，泄漏三角形相對較小，型線成流線型，具有好的壓縮機熱力學性能，從而提高螺桿壓縮機的工作效率，并在加工過程中提高精度，延長刀具的壽命。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是:
[0005]雙螺桿壓縮機轉子的齒型，所述雙螺桿壓縮機包括陰轉子和陽轉子，其特點在于，陰轉子的端面的各齒型由九段二次曲線首尾光滑連接而成，陽轉子的端面的各齒型由八段二次曲線首尾光滑連接而成，其中:所述陽轉子端面的齒曲線包括圓弧線和圓弧包絡線；陰轉子端面的齒曲線包括圓弧線、圓弧包絡線及擺線。
[0006]本發(fā)明采用用數(shù)學的代數(shù)法與幾何投影法結合研制出一種新型螺桿壓縮機轉子齒型，本轉子型線相比其他型線具有以下優(yōu)點:
[0007]1.本發(fā)明藉由在齒根圓弧與齒頂圓弧之間采用圓弧及包絡線作為過渡曲線，使齒根、齒頂圓弧與過渡曲線形成平滑連接，可避免形成泄漏區(qū)和滯留區(qū)，形成嚴格密封，由此形成的端面的變化促使動態(tài)性能改善。同時過渡曲線使轉子的齒根與齒廓部位平滑連接，有效降低制造成本；
[0008]2.陽轉子和陰轉子的齒形是以銷齒圓弧、圓弧和圓弧包絡線、點和擺線及對滾圓弧二次曲線為基本組成單元的雙邊不對稱齒形，能提高螺桿壓縮機主機效率8%，整機組輸入比功率達到國家標準一級能效，尤其適用于低壓比大流量的螺桿壓縮機；
[0009]3.型線齒面間光滑連接，型線上無尖點，便于采用滾削加工和檢測，使得刀具壽命大大增加；
[0010]4.本發(fā)明中后端用點與擺線組成以消除泄漏三角形，而前端采用圓弧與圓弧包絡線組成以縮短接觸線長度，起到比較好的線密封作用。壓縮機中由于轉子型線不是直接接觸，接觸線的長短對壓縮機氣量的影響會比較大，本發(fā)明接觸線的長度相對較短，較大程度減少了壓縮機的泄露，相對效率比較高。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明陰轉子和陽轉子的一種實例在相互嚙合時的示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明陰轉子的齒型線示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明陽轉子的齒型線示意圖。
[0014]圖中:01是陽轉子的軸心，02是陰轉子的軸心；Rl是陽轉子的齒頂圓的半徑，R2是陰轉子齒頂圓的半徑;05是節(jié)點;Mj是陽轉子的節(jié)圓，Rlj是陽轉子的節(jié)圓半徑;Fj是陰轉子的節(jié)圓，R2j是陰轉子的節(jié)圓半徑;A是兩轉子的中心距，A = Rlj+R2j;03是陰轉子圓弧B2C2的圓心，R3是陰轉子圓弧B2C2的半徑;04是陰轉子圓弧D2E2的圓心，R4是陰轉子圓弧D2E2的半徑;05是陰轉子銷齒圓弧F2G2和陽轉子銷齒圓弧FlGl的圓心，R5是陰轉子銷齒圓弧F2G2和陽轉子銷齒圓弧F IGl的半徑;06是陰轉子銷齒圓弧H212的圓心，R6是陰轉子圓弧H212的半徑;07是陽轉子圓弧AlBl的圓心，R7是陽轉子圓弧AlBl的半徑;08是陰轉子圓弧ClDl的圓心，R8是陰轉子圓弧ClDl的半徑;09是陽轉子圓弧GlHl的圓心，R9是陽轉子圓弧GlHl的半徑;010是陽轉子圓弧IlJl的圓心，RlO是陽轉子圓弧IlJl的半徑。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明雙螺桿壓縮機轉子的齒型進行詳細說明。
[0016]請參閱圖1至圖3。本發(fā)明的雙螺桿壓縮機的陰轉子F和陽轉子M的轉子齒型呈不對稱型，且陰轉子F上的齒數(shù)多于陽轉子M上的齒數(shù)。本實施例中，陽轉子M與陰轉子F的齒數(shù)比為 3:5。
[0017]根據(jù)本發(fā)明一實施例的干式雙螺桿壓縮機轉子的齒型，所述的雙螺桿壓縮機包括陰轉子F和陽轉子M。陰轉子F的端面的各齒型由九段二次曲線首尾光滑連接而成，陽轉子M的端面的各齒型由八段二次曲線首尾光滑連接而成，其中:陽轉子端面的齒曲線包括圓弧線和圓弧包絡線；陰轉子端面的齒曲線包括圓弧線、圓弧包絡線及擺線。本實施例中:陰轉子各齒型的齒曲線包括順序光滑連接的:圓弧包絡線A2B2、圓弧B2C2、圓弧包絡線C2D2、圓弧D2E2、擺線E2F2、銷齒圓弧F2G2、圓弧包絡線G2H2、圓弧H2I2以及圓弧包絡線I2J2;陽轉子各齒型的齒曲線包括順序光滑連接的:圓弧AlBl、圓弧包絡線BlCl、圓弧ClDl、圓弧包絡線DlEl、銷齒圓弧FlGl、圓弧GlHl、圓弧包絡線HlIl以及圓弧IlJl，其中，圓弧包絡線DlEl的終點El與銷齒圓弧FlGl的起點重合。
[0018]請配合參閱圖2。陰轉子的各齒型的齒曲線中:
[0019]圓弧包絡線A2B2是由陰轉子節(jié)圓在沿陽轉子節(jié)圓上滾動時，相對陽轉子圓弧AlBl運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線；
[0020]圓弧B2C2是以陰轉子節(jié)圓內(nèi)部的03為圓心、以R3為半徑形成的一段圓弧，半徑R3為nl倍陰轉子節(jié)圓半徑，nl為大于0.1、小于等于0.3的正數(shù)，圓弧B2C2在起點B2處與圓弧包絡線A2B2光滑連接，在終點C2處與陰轉子圓弧包絡線C2D2相切連接；
[0021]圓弧包絡線C2D2是由陰轉子節(jié)圓在沿陽轉子節(jié)圓上滾動時，相對陽轉子圓弧ClDl運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線；
[0022]圓弧D2E2是以陰轉子節(jié)圓內(nèi)部的04為圓心、以R4為半徑形成的一段圓弧，半徑R4為n2倍陰轉子節(jié)圓半徑，n2為大于0.2、小于等于0.3的正數(shù)，圓弧D2E2在起點D2處與圓弧C2D2光滑連接，在終點E2處與陰轉子擺線E2F2相切連接；
[0023]擺線E2F2是點嚙合外擺線，由陽轉子節(jié)圓上的Fl點在陰轉子節(jié)圓外作純滾動形成；
[0024]銷齒圓弧F2G2是以節(jié)點05為圓心、R5為半徑的一段銷齒圓?。?br>[0025]圓弧包絡線G2H2是由陰轉子節(jié)圓在沿陽轉子節(jié)圓上滾動時，相對陽轉子圓弧GlHl運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線；
[0026]圓弧H2I2是以陰轉子節(jié)圓內(nèi)部的06為圓心、R6為半徑的一段圓弧，半徑R6為n3倍陰轉子節(jié)圓半徑，n3為大于0.1、小于等于0.3的正數(shù)，圓弧H2I2在起點H2處與圓弧G2H2光滑連接，在終點12處與陰轉子圓弧包絡線12 J2相切連接；
[0027]圓弧包絡線I2J2是由陰轉子節(jié)圓在沿陽轉子節(jié)圓上滾動時，相對陽轉子圓弧IlJl運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線。
[0028]請配合參閱圖3。陽轉子的各齒型的齒曲線中:
[0029]圓弧AlBl是以陽轉子節(jié)圓外部的07為圓心、R7為半徑的一段圓弧，半徑R7為n4倍陽轉子節(jié)圓半徑，n4為大于0.1、小于等于0.2的正數(shù)，圓弧AlBl在終點BI處與圓弧包絡線BI Cl光滑連接，在起點Al處與該陽轉子相鄰另一齒的終點光滑連接；
[0030]圓弧包絡線BlCl是由陽轉子節(jié)圓在沿陰轉子節(jié)圓上滾動時，相對陰轉子圓弧B2C2運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線；
[0031]圓弧ClDl是以陽轉子節(jié)圓內(nèi)部的08為圓心、R8為半徑的一段圓弧，半徑R8為n5倍陽轉子節(jié)圓半徑，n5為大于0.3、小于等于0.5的正數(shù)，圓弧ClDl在起點Cl處與圓弧包絡線BI Cl光滑連接，在終點DI處與陽轉子圓弧包絡線DIEI相切連接；
[0032]圓弧包絡線DlEl是由陽轉子節(jié)圓在沿陰轉子節(jié)圓上滾動時，相對陰轉子圓弧D2E2運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線；
[0033 ] 銷齒圓弧FlGl是以節(jié)點05為圓心、R5為半徑的一段銷齒圓弧；
[0034]圓弧GlHl是以陽轉子節(jié)圓內(nèi)部的09為圓心、R9為半徑的一段圓弧，半徑R9為n6倍陽轉子節(jié)圓半徑，n6為大于0.3、小于等于0.5的正數(shù)，圓弧GlHl在起點Gl處與圓弧FlGl光滑連接，在終點Hl處與陽轉子圓弧包絡線Hl 11相切連接；
[0035]圓弧包絡線HlIl是由陽轉子節(jié)圓在沿陰轉子節(jié)圓上滾動時，相對陰轉子圓弧H2I2運動所形成的軌跡的一段圓弧包絡線；
[0036]圓弧IlJl是以陽轉子節(jié)圓外部的010為圓心、RlO為半徑一段圓弧，半徑RlO為n7倍陽轉子節(jié)圓半徑，