专利名称：一种新型螺杆压缩机端面齿形的制作方法
技术领域：
本发明涉及螺杆压縮机的关键技术。螺杆压縮机广泛应用于空气压縮、 制冷、空调、工艺气体压縮等领域，在中低压工况下占有绝大部分市场分 额。
背景技术：
螺杆压縮机端面齿形的好坏，将直接影响到螺杆压縮机的性能，例如密 封性、效率、面积利用系数等。目前市场上流行的齿形有GHH齿形、日立 齿形、SRM齿形等，它们都有自己的优缺点。
发明内容
本发明是在吸取国内外现有螺杆压縮机齿形优点的基础上，研制出一种 新型螺杆压縮机转子齿形，使转子除了具有接触线短、泄漏三角形小、过 流面积大、转子型线呈流线型、减小气动阻力优点外，更重要的是，本发 明提供了一种方案，用来改善阳转子齿顶圆与转子腔内壁间隙的密封性能， 使原来的线密封更接近带密封，从而提高螺杆压縮机的密封性能和效率。
本发明的螺杆压縮机转子端面齿形上的椭圆弧d山段，不同于圆弧段， 通过调整椭圆长短轴长度的比，可以使阳转子齿顶与压縮腔内壁的间隙更 接近于带密封，从而提高了压縮机的密封性能，提高了压縮机的内效率。
本发明的齿形可为单边不对称和双边不对称型。当齿形是单边不对称时，阴转子(F)的半径R2等于阴转子节圆(Fj)的半径R2j。当齿形是双边不 对称时，阴转子(F)齿顶圆的半径R2满足R2-R2j=(T0.04(A)。
图1是螺杆压縮机阴阳转子双边不对称齿形。图2是图1中椭圆弧段 d山附近结构的放大图。
本发明分别采用五段形线组成阴、阳转子端面齿形。以阴、阳转子中 心距A的不同尺寸来构成螺杆压縮机的阴、阳转子的齿形系列，各段形线 之间在连接点处具有公切线，是光滑过渡的。阴转子(F)和阳转子(M)的形 线组成如下。
阴转子(F)的形线组成 a2b2段由在阴转子(F)上，中心在节圆Fj内的05点上，长半轴为05&， 短半轴为o5 b2的四分之一椭圆形成(见图1)。
b2C2段由在阴转子(F)上，中心在两节圆Fj、Mj的交点p上，半径为(Rr-Ru) 的圆弧形成(见图1)。
C2d2段由在阳转子(M)上，中心在0102连线上04点，以d04线段为短轴，
以04h线段为长轴的椭圆弧d山(见图2)的椭圆包络线形成。 山e2段由在阴转子(F)上，圆心为c)3点，半径为线段0:5 d2长的圆弧形成 (见图1)。
e2f2段由在阴转子(F)上，圆心为02点，半径为R2的齿顶圆弧形成(见图 1)。
阳转子(M)的形线组成(见图1): a山,段由阴转子(F)上，四分之一椭圆a2b2的椭圆包络线形成。 b《,段由阳转子(M)上，圆心在p点，半径为(R广Ru)的圆弧形成。d山段由阳转子(M)上，中心在0102连线上04点，以Cl 04线段为短轴，
以oji线段为长轴的一段椭圆弧(见图2)形成。
山ei段由在阴转子(F)上的圆弧d2e2段的圆弧包络线形成。
e,fi段由阳转子(M)上，圆心在01点，半径为(A-R2)的圆弧形成。
阴转子(F)的C2d2段与(^2段的连接点山点处，两曲线有公切线。(52点 在阴转子节圆(Fj)内，距节圆(Fj)的距离为0.01 0.05(R2j)。 d2e2段的圆心
O:,点在节圆(Fj)内。
阳转子(M)的d山段与山"段的连接点山点上，两曲线有公切线。Clo4 线段的长度为0.01Rr0.06 Rn o4h线段的长度为Cl 04线段长度的广1.5 倍。
阴转子(F)与阳转子(M)上的圆弧^2段与b^段的半径(Ri-R丄满足如 下条件(R「R")/ R2=0. 45 0. 55。
另外，阴阳转子的a2、 b2、 c2、 e2、 ai、 Cl、 ^点处，相邻曲线有公 切线。
阴阳转子端面齿形的中心距为A。阳转子齿数为^，阴转子齿数为Z2， 选择Zl 、 Z2所依据的原则是对用于低压工况的压縮机，z^Z2可取3/4 等；对用于中高压工况的压縮机，z〃Z2可取4/5、 4/6、 5/6、 5/7、 6/8等。 然后，可确定阳转子节圆Mj的半径R^和阴转子节圆Fj的半径R2j，所依据 的原则是A-Ru+R" Zl/z2。然后，可确定阴转子齿顶圆半径R,，
依据的原则是(R2-R2j)/R2=0 0.03。然后，可确定阳转子齿顶圆半径R,， 依据的原则是(R广Ru)/ R2=0.45 0.55。 具体实施例方式
下面就附图对转子端面齿形的构建作详细说明。图1是螺杆压縮机阴阳转子双边不对称齿形。图2是图1中椭圆弧段d山附近结构的放大图。
根据图l、图2所示的螺杆压縮机转子齿形，阴转子(F)的型线由a2b2、 b2c2、 c2d2、 d2e2、 e2f2五段组成，阳转子(M)的型线由a山^ blCl、 d山、diei、 e,ft五段组成。
首先，确定阴阳转子端面齿形的中心距A。然后，确定阴阳转子的齿 数，阳转子齿数为Zl，阴转子齿数为z"所依据的原则是对用于低压工 况的压縮机，zyz2可取3/4等；对用于中高压工况的压縮机，zyz2可取4/5、 4/6、 5/6、 5/7、 6/8等。然后，确定阳转子节圆Mj的半径％和阴转子节 圆Fj的半径R2j，所依据的原则是A:Ru+R2j， R,j/R2尸Zl/z2。然后，确定阴 转子齿顶圆半径R"依据的原则是(R2- RJ/ R2=0 0.03。然后，确定阳 转子齿顶圆半径R,，依据的原则是(Rr-Ru)/ R2=0.45 0.55。
在阳阴转子中心连线0102上，在阳齿顶圆与线段0102的交点d与阳转 子中心o,之间，靠近d点附近取04点，使d04线段的长度为0.01Rr0.06 &。然后，过04点作o^2直线的垂线04h (见图2)，选04h线段的长度为c, 04线段长度的1 1.5倍。以d 04线段为短轴，以oJi线段为长轴作四分之 一椭圆弧d山h (山是该弧上的点，见图2)，山点的位置如何确定在后面 说明。
将阳转子节圆Mj在阴转子节圆Fj上作纯滚动，阳转子节圆Mj的自转角 速度与公转角速度之比为z2/ z,，固结在阳转子上的椭圆弧Cl山h的轨迹 就可形成一条包络线C2d2 (见图1)，其中，C2点与d点啮合，d2点与ch点
啮合。(12点是C2d2包络线与圆心在02点半径为线段02山长的圆弧的交点，
线段02d2的长度选择为0.95R2j 0.99R2j。 (12点位置确定后，山点的位置也就 确定了。在d2点作C2d2包络线的法线d203，在法线d203上选择一点0"使得以 03点为中心以线段03山长为半径所作的圆弧d2e2，与C2d2包络线相切于d2
点，与阴转子齿顶圆相切于e2点(见图l)。注意，ch点必须落在阴转子节 圆Fj内。这样，阴转子齿形上的圆弧d2e2段就确定了。
在阴转子齿顶圆上选择一段圆弧e2& (见图1)，圆弧e2f2的弧长选为 0.8 2.0毫米。圆弧e2f2向圆心02点所张的圆心角为①2 (见图1)。另外， 半径o2 o3 e^与直线o2 (h的夹角为①03 (见图1)。
过02点作半径02 o5a2 (a2点在阴转子齿顶圆上)，使半径02 05 32与直 线o2 01的夹角005 (见图1)为O05=2n/ z2-0)O3-02，过阴转子节圆 Fj与阳转子节圆Mj的交点p，作半径02 05a2的垂线p o5， os点是垂足。以
节点P为圆心，以线段Pd长为半径，作圆弧b2C2 (圆弧卜d与圆弧b2C2 重合)，它与垂线P 05交于b2点(h点与b2点重合)。
以05点为中心，以05b2线段为短轴，以05&2线段为长轴，作四分之
一椭圆弧a2 b2 (见图1)。
到目前为止，我们完成了阴转子端面齿形中一个单元齿形的构建工作，
一个单元齿形包括以下五段齿形a2b2、 b2c2、 c2d2、 d2e2、 e2f2。整个阴转 子端面齿形由Z2个单元齿形，沿圆周方向周期性排列组成。
现在着手完成阳转子端面齿形的构建工作。
椭圆弧d山的构建工作，前面已经完成。
将阴转子节圆Fj在阳转子节圆Mj上作纯滚动，阴转子节圆Fj的自转角 速度与公转角速度之比为Zl/ z2，固结在阴转子上的圆弧(1262的运动轨迹 可以形成一条圆弧包络线diei (见图1)。其中，山点与d2点啮合，^点与 e^点啮合。还有，固结在阴转子上的圆弧e2f2的运动轨迹可以形成一条圆弧包络线e,f,(见图1)。圆弧包络线^f,是以o,点为圆心的圆弧。啮合关 系为e,点与&点啮合，f,点与f2点啮合。还有，固结在阴转子上的椭 圆a2b2的运动轨迹可以形成一条椭圆包络线a&(见图1)。啮合关系为ai 点与&点啮合，b,点与b2点啮合。
另外，销齿圆弧bid的构建工作，前面已经完成。
到目前为止，我们又完成了阳转子端面齿形中一个单元齿形的构建工 作， 一个单元齿形包括以下五段齿形a山"blCl、 d山、diei、 eJi。整个 阳转子端面齿形由L个单元齿形，沿圆周方向周期性排列组成。
这样，阴阳转子端面齿形就被完全构建出来了。
权利要求
1 一种改善阳转子齿顶与转子腔内壁间隙的密封性能的端面齿形结构阳转子齿顶型线由销齿圆弧和椭圆弧组成。椭圆弧的作用是提高阳转子齿顶与转子腔内壁间隙的密封性能，使间隙密封更接近带密封。
2 阴阳转子端面齿形的组成结构阴转子端面齿形由四分之一椭圆、销齿圆弧、椭圆包络线、圆 弧、齿顶圆弧五段形线组成，阳转子端面齿形由椭圆包络线、销齿圆弧、椭圆弧、圆弧包络线、 齿根圆弧五段形线组成。
全文摘要
螺杆压缩机由一对具有特殊端面齿形的螺旋形转子，互相啮合作回转运动来压缩输送气体，转子端面齿形由各种形式的型线构成。本发明提供了一种新型螺杆压缩机端面齿形。本发明的技术特征是转子端面齿形由圆弧性质、椭圆性质的型线以及它们的包络线分五段组成，相邻两段型线在连接点处光滑过渡，转子接触线短，泄漏三角形小，过流面积大，呈流线型，气动阻力小。特别是，在阳转子齿顶采用椭圆形线的设计方案，减小了阳转子齿顶与转子腔内壁的间隙，进一步改善了螺杆压缩机的密封性能。
文档编号F04C18/16GK101451527SQ20071017165
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者万晓青 申请人:万晓青