罗茨泵转子的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种罗茨泵，特别涉及一种罗茨泵转子，包括本体，本体为二叶式，本体型线包括依次设置的第一圆弧段、共轭曲线段、渐开线段、第二圆弧段、第三圆弧段，第一圆弧段、共轭曲线段、渐开线段、第二圆弧段、第三圆弧段之间平滑连接。本实用新型通过设置渐开线段、第二圆弧段，大大降低了啮合点数，使转子型线干涉几率大大降低，避免转子卡死，使加工和装配更加容易。
【专利说明】罗茨泵转子
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种罗茨泵转子，特别涉及一种罗茨泵转子型线。
【背景技术】
[0002]现有罗茨泵转子多是采用圆弧-摆线-渐开线型转子型线，如图3中，TV段是以O为圆心半径为Rm的圆弧，ET段是基圆半径为r的渐开线，CE段为摆线，SC段是以O为圆心，以(2R-Rm)为半径的圆弧，这种型线不是光滑曲线，存在“角”点，如图3中的T点。一对转子垂直啮合过程中，其共轭关系如图4所示，SlCl圆弧与V2T2圆弧共轭；C1E1摆线与T2点共轭；E1T1渐开线与T2E2渐开线共轭；T1点与E2C2摆线共轭；T1V1圆弧与C2S2圆弧共轭。由于“角”点的存在，在一对转子同步啮合过程中，在一段时间内会同时出现多点啮合现象(如图4中，啮合点为中心点及上下两端点、上下两“角”点)，这似乎提高了两转子之间对气流的阻力，但由于机械加工和装配一定会出现误差，多点啮合就会顾此失彼，就会造成转子型线干涉。同时由于转子压缩时均存在返流现象，这种型线一对转子返流密封腔面积大，当转子由排气位置转动到密封位置时，返流压缩气被封入返流密封腔内，并随转子的转动返流到进气口，返流密封腔越大，封入的返流压缩气越多，返流率越高。
实用新型内容
[0003]根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是:提供一种罗茨泵转子，减少啮合点数，大大降低转子型线干涉几率，避免转子卡死，易于加工及装配，同时减小一对转子返流密封腔面积，降低压缩气体返流率。
[0004]本实用新型所述的罗茨泵转子，包括本体，本体为二叶式，本体型线包括依次设置的第一圆弧段、共轭曲线段、渐开线段、第二圆弧段、第三圆弧段，第一圆弧段、共轭曲线段、渐开线段、第二圆弧段、第三圆弧段之间平滑连接。
[0005]通过设置渐开线段、第二圆弧段替代原有的T点，消除了“角”点的存在，大大降低了啮合点数，由原来的五点啮合，降低为三点啮合，使一对转子同步啮合过程中，转子型线干涉几率大大降低，避免转子卡死，并且降低了机加工要求，使加工和装配更加容易。一对转子返流密封腔面积减小约30%?45%，大大降低了压缩气体返流率，提高了罗茨泵的工作效率。
[0006]所述的第一圆弧段是以本体中心点为圆心，以(2R-Rm)为半径的圆弧，其中R为节圆半径，Rm为1.2R?1.6R。节圆半径为一对转子中心点距离的一半。
[0007]所述的渐开线段是基圆半径为r的渐开线，其中r=Rcos Θ，R为节圆半径，Θ为压力角，Θ根据实际设计要求取值。
[0008]所述的压力角Θ取30。?80。。
[0009]所述的第三圆弧段是以本体中心点为圆心，以Rm为半径的圆弧，Rm取1.2R?
1.6R，其中R为节圆半径。
[0010]所述的第二圆弧段是以0.2R?0.5R为半径，同时与渐开线段和第三圆弧段相切的圆弧，R为节圆半径。
[0011]所述的共轭曲线段是与第二圆弧段共轭的曲线段。第二圆弧段由无数个点组成，每个点在另一转子腰部的运动轨迹为长幅外摆线，无数个长幅外摆线的包络线形成了这段共轭曲线。
[0012]所述的本体型线在以本体横截面水平中心线为X轴，竖直中心线为Y轴的直角坐标系内，沿X轴上下对称，沿Y轴左右对称，第一圆弧段首部至第三圆弧段尾部组成的曲线段为本体位于该直角坐标系第一象限内的型线线段。
[0013]工作原理:
[0014]转子卩齿合时，由于不存在“角”点，卩齿合点数由原来的五点卩齿合，降低为三点卩齿合，啮合点数越少，机械加工误差及装配误差造成的转子型线干涉几率越低，因此降低了机加工和装配要求。一对转子返流密封腔面积大大减少，减小面积约30%?45%,封入的返流压缩气大幅减少，降低返流率，提高了罗茨泵的工作效率。
[0015]本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是:
[0016]本实用新型通过设置渐开线段、第二圆弧段，大大降低了啮合点数，使转子型线干涉几率大大降低，避免转子卡死，使加工和装配更加容易；降低压缩气体返流率，提高了罗茨泵的工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型结构示意图；
[0018]图2是一对转子啮合状态示意图；
[0019]图3是现有转子结构示意图；
[0020]图4是现有一对转子啮合状态示意图；
[0021]图5是本实用新型一对转子返流密封腔示意图；
[0022]图6是图5中a处放大图；
[0023]图7是现有一对转子返流密封腔示意图；
[0024]图8是图7中b处放大图。
[0025]图中:1、本体；2、第一圆弧段；3、共轭曲线段；4、渐开线段；5、第二圆弧段；6、第三圆弧段；7、返流密封腔。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述:
[0027]如图1、图2及图5、图6所示，本罗茨泵转子包括本体1，本体I为二叶式，本体I型线在以本体横截面水平中心线为X轴,竖直中心线为Y轴的直角坐标系内，沿X轴上下对称，沿Y轴左右对称，该直角坐标系第一象限内型线包括依次设置的第一圆弧段2、共轭曲线段3、渐开线段4、第二圆弧段5、第三圆弧段6，第一圆弧段2、共轭曲线段3、渐开线段4、第二圆弧段5、第三圆弧段6之间平滑连接。本体节圆半径为R，即相互啮合的一对转子中心点距离的一半，本体中心点为O点，第一圆弧段2是以O为圆心，以2R-Rm为半径的圆弧，Rm为1.2R?1.6R，第一圆弧段2对应AB段、AlBl段、A2B2段；渐开线段4是基圆半径为r的渐开线，其中r=RCOS0，Θ为压力角，根据实际设计需要取值，取值范围为30°?80°，渐开线段4对应⑶段、ClDl段、C2D2段；所述的第二圆弧段5是以0.2R?0.5R为半径，同时与渐开线段4和第三圆弧段6相切的圆弧，第二圆弧段5对应DE段、DlEl段、D2E2段；第三圆弧段6是以O点为圆心，以Rm为半径的圆弧，第三圆弧段6对应EF段、ElFl段、E2F2段；共轭曲线段3是与第二圆弧段5共轭的曲线段，共轭曲线段3由以下方式生成:在第二圆弧段上均匀取N个点，其中NS 10，每个点在另一转子腰部的运动轨迹为长幅外摆线，N个长幅外摆线的包络线形成了这段共轭曲线段3。共轭曲线段3对应BC段、BlCl段、B2C2段。
[0028]如图2所示，其共轭关系为AlBl圆弧与F2E2圆弧共轭；B1C1曲线与E2D2圆弧共轭；C1D1渐开线与D2C2渐开线共轭；D1E1圆弧与C2B2曲线共轭；E1F1圆弧与B2A2圆弧共轭。
[0029]如图5、6所示,本实施例中，取R=54mm ; Θ =50° , Rm=80mm ;rl=20mm,经计算返流密封腔7的最小返流面积约为14.3mm2。
[0030]如图3、图4及图7、图8所示，现有转子型线TV段以01为圆心半径为Rm的圆弧；ET段是基圆半径为r的渐开线；CE段为摆线；SC段是以01为圆心，以2R-Rm为半径的圆弧。取值同上，经计算其返流密封腔7的最小返流面积约为23.5mm2。对比可知，本罗茨泵转子型线比原有型线的返流密封腔7的面积降低了约39%。
[0031]转子卩齿合时，由于不存在“角”点，卩齿合点数由原来的五点卩齿合，降低为三点卩齿合，啮合点数越少，机械加工误差及装配误差造成的转子型线干涉几率越低，因此降低了机加工和装配要求。一对转子返流密封腔7面积降低30?45%，压缩气体返流率随之降低，提高了罗茨泵的工作效率。
【权利要求】
1.一种罗茨泵转子，包括本体(1)，本体(I)为二叶式，其特征在于:本体(I)型线包括依次设置的第一圆弧段(2)、共轭曲线段(3)、渐开线段(4)、第二圆弧段(5)、第三圆弧段(6)，第一圆弧段(2)、共轭曲线段(3)、渐开线段(4)、第二圆弧段(5)、第三圆弧段(6)之间平滑连接。
2.根据权利要求1所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的第一圆弧段(2)是以本体Cl)中心点为圆心，以(2R-Rm)为半径的圆弧，其中R为节圆半径，Rm为1.2R?1.6R。
3.根据权利要求1所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的渐开线段(4)是基圆半径为r的渐开线,其中r=Rcos Θ，R为节圆半径，Θ为压力角。
4.根据权利要求3所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的压力角Θ取30°?80°。
5.根据权利要求1所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的第三圆弧段(6)是以本体中心点为圆心，以Rm为半径的圆弧，Rm取1.2R?1.6R，其中R为节圆半径。
6.根据权利要求3或5所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的第二圆弧段(5)是以0.2R?0.5R为半径，同时与渐开线段(4)和第三圆弧段(6)相切的圆弧，R为节圆半径。
7.根据权利要求6所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的共轭曲线段(3)是与第二圆弧段(5)共轭的曲线段。
8.根据权利要求1?5任一所述的罗茨泵转子，其特征在于:所述的本体(I)型线在以本体横截面水平中心线为X轴，竖直中心线为Y轴的直角坐标系内，沿X轴上下对称,沿Y轴左右对称，第一圆弧段(2)首部至第三圆弧段(6)尾部组成的曲线段为本体(I)位于该直角坐标系第一象限内的型线线段。
【文档编号】F04C29/00GK203548222SQ201320632977
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】张东庆, 陈宗武, 徐元蕾, 邱延亮 申请人:山东伯仲真空设备股份有限公司