一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子的制作方法

本发明属于罗茨泵用渐开线转子技术领域，具体涉及一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子。

背景技术：

罗茨泵是一种回转式容积泵，工作原理类似于齿轮泵，具有原理简单、体积小、重量轻、成本低、密封性好、无污染等特点，广泛应用于介质输送、抽真空、鼓风等方面。

转子的形状系数直接决定了泵的介质输出量，追求其更大的形状系数是其设计的永恒主题。在目前所见的转子中，渐开线转子较常见，其最大形状系数也很大，且渐开线的加工方法相当成熟，转子为2叶时的最大形状系数为1.6177，3叶时的最大形状系数为1.4639，但存在一定的缺陷：一、转子顶与泵壳的接触为宽度方向的线接触，径向泄漏大；二、转子叶的质量偏在峰部，不利于缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障。

技术实现要素：

本发明针对背景技术中的不足，提供了一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子，通过本发明可使转子兼具更大形状系数、转子顶与泵壳为宽度方向面接触的低径向泄漏、叶重心偏往谷部、谷部避让圆弧的易加工和无闭气现象的性能。

为实现上述目的，本发明技术解决方案如下：

一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子，其半叶理论型线由峰顶同心扇弧段、峰部减重圆弧段、渐开线弧段和谷部避让圆弧段共四部分首尾相连组成；

所述峰顶同心扇弧段的圆心与转子的旋转中心重合，扇弧段所对应的圆心角为径向泄漏控制的已知值；

所述渐开线弧段的起点由渐开线弧段的起点法线过峰节点、峰节点到渐开线弧段起点的距离等于峰节点到渐开线弧段起点曲率中心的距离两个条件所唯一确定；所述渐开线弧段的终点由渐开线弧段的终点法线过谷节点唯一确定；

所述峰部减重圆弧段由过渐开线弧段起点、扇点且与扇点半径线垂直的三个条件唯一确定；

所述谷部避让圆弧段由过渐开线弧段终点、谷点和圆心位于谷轴上的三个条件唯一确定。

相对于现有技术，本发明有益效果如下：

本发明的泵用转子较普通转子的最大形状系数得到有效提高，而且转子叶数越多，增效越明显；峰部减重圆弧段致使叶重心偏往谷部，利于缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障；峰顶同心扇弧段的八字顶致使径向泄露更低；谷部避让圆弧段可简化转子该部分的加工及避免出现两位置同时共轭的所谓闭气现象。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为创新转子与普通转子的半叶理论型线对比示意图；

图2为主渐开线弧段的起点、终点确定示意图；

图3为从动转子上的扇点恰好避让主动转子上的渐开线终点的位置示意图；

图4为过渡曲线与谷避让圆弧段的位置比较示意图；

图中：1、峰点，2、扇点，3、渐开线起点，4、渐开线终点，5、谷点。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，本发明的一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子简称为创新转子，常见渐开线转子简称为普通转子；其中，峰轴和节圆的交点简称为峰节点；扇弧的端点2简称为扇点；峰同心扇弧段的圆心角σ简称为扇角；点1为峰点；点5为谷点，渐开线弧段端点3为渐开线起点，渐开线弧段端点4为渐开线终点，转子的叶数为n。

本发明的一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子，其半叶理论型线由峰顶同心扇弧段12，峰部减重圆弧段23，渐开线弧段34，谷部避让圆弧段45的共首尾相连的4段型线组成。

首先，由渐开线弧段的起点法线过峰节点，和峰节点到渐开线弧段起点的距离等于峰节点到渐开线弧段起点曲率中心的距离，唯一确定出渐开线弧段起点在转子型线上的位置；由渐开线弧段的终点法线过谷节点，唯一确定出渐开线弧段终点在转子型线上的位置，且得普通转子的最大形状系数ε为：

其次，峰部减重圆弧段由过渐开线弧段起点、扇点且与扇点半径线垂直的三个条件所唯一确定，其中扇点由给定的扇角所唯一确定；谷部避让圆弧段由圆心位于谷轴上与过渐开线弧段终点、谷点的三个条件所唯一确定。

然后，由从动转子的扇点恰好避让主动转子的渐开线终点时的避让位置，得创新转子的最大形状系数。定义创新转子形状系数ε*的增效为：

以n=2、3，σ=1~6°为例的创新转子的最大形状系数及增效百分比，如表1所示。叶数越多，创新形状系数的增效越明显。

表1创新转子的最大形状系数及增效百分比

最后，例取σ=5°，利用共轭原理，先作出由从动转子上的扇点在主动转子共轭扫过的过渡曲线，然后再与谷避让圆弧段进行位置比较，如图4所示。确认不存在创新型线上的几何干涉，且谷避让圆弧段的加工简单，也不会出现两点共轭位置共存的“闭气现象”。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有八字顶和渐开线组合型线的泵用转子，其半叶理论型线由峰顶同心扇弧段、峰部减重圆弧段、渐开线弧段和谷部避让圆弧段共四部分首尾相连组成。本发明的泵用转子较普通转子的最大形状系数得到有效提高，而且转子叶数越多，增效越明显；峰部减重圆弧段致使叶重心偏往谷部，利于缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障；峰顶同心扇弧段的八字顶致使径向泄露更低；谷部避让圆弧段可简化转子该部分的加工及避免出现两位置同时共轭的所谓闭气现象。

技术研发人员：李玉龙
受保护的技术使用者：宿迁学院
技术研发日：2018.12.26
技术公布日：2019.05.21