CN102352846B

CN102352846B - 一种无油干式螺杆压缩机转子

Info

Publication number: CN102352846B
Application number: CN 201110327600
Authority: CN
Inventors: 张驰
Original assignee: SHANGHAI GELI FLUID MACHINERY CO Ltd
Current assignee: Jiangsu Gao Tai Auto Parts Co. Ltd.
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: CN102352846A

Abstract

本发明涉及一种无油干式螺杆压缩机转子型线，采用双边不对称型线，分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列。采用本发明的双边不对称转子型线，使转子具有接触线短、泄露三角形小、过流面积大、转子型线呈流线型等优点。应用本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵，可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域，在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

Description

一种无油干式螺杆压缩机转子

技术领域

本发明涉及双螺杆压缩机，尤其涉及一种适用于无油干式螺杆压缩机转子的新型线。

背景技术

螺杆压缩机端面型线的好坏，将直接影响到螺杆压缩机的性能，如密封性、效率等。目前市场上流行的型线有GHH型线、日立型线、SRM型线等，它们都有各自的特点。

双螺杆压缩机自上世纪四十年代面世以来，发展很快，已广泛应用于许多领域。螺杆转子型线的更新和发展，是推动双螺杆压缩机发展的主要动力。在各国的专利文献中，螺杆转子型线层出不穷，目的都是为了提高效率，改善性能。螺杆转子型线的设计，通常应当考虑如下这些因素：

1、齿面接触线长度尽可能短，以减少横向漏掉损失；

2、漏气三角形面积尽可能小，以减少纵向泄漏损失；

3、面积利用系数尽可能大，以提高排气量；

4、阴转子上的负力矩尽可能小，以改善动力性能，提高绝热效率。

在国内外的专利文献中，为了提高效率，改善性能，进行了各种研究，例如：

中国专利文献200410204539.3、200710171655.5、200810204539.3中，对于阴转子上的b₂c₂曲线均采用圆弧销齿曲线（中心在节点P的圆弧），其缺点是：阴、阳转子的啮合与脱开不平稳，有气流压力的瞬间变化，从而产生噪声及振动。

为了提高转子与腔体内壁的密封性，中国专利文献200710171655.5提出了在阳转子的齿顶设置一个椭圆曲线，其缺点是：在端面型线上，转子与腔体内壁接触的仍然是一个点，而不是一条线，密封效果并不是最佳。中国专利文献200410204539.3虽然提出了在阳转子齿顶上加上一段圆弧，但没有具体的实施方案，因而难以实施。

发明内容

本发明是在吸取国内外现有的螺杆压缩机型线优点的基础上，研制出一种适用于无油干式螺杆压缩机的转子，它是一种新型的螺杆压缩机转子型线，解决了上述现有技术所存在的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种无油干式螺杆压缩机转子型线，采用双边不对称型线，分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列；

所述阳转子的型线组成如下：

a₁b₁段：由阴转子上圆弧a₂b₂的圆弧包络线形成；

b₁c₁段：由阴转子上销齿圆弧b₂c₂的圆弧包络线形成；

c₁d₁段：在阳转子上，以O₃点为中心，R₄为半径画出销齿圆弧c₁d₁,O₃点是以节点P为中心，R₃为半径的圆弧与节圆i的交点，其中R₃=（0.05~0.2）R_1i；

d₁e₁段：在阳转子上，销齿圆弧c₁d₁，与齿顶圆弧之间的过渡圆弧；

e₁f₁段：在阳转子上，为阳转子的齿顶圆弧，其弧长l=1~5mm；

f₁g₁段：在阳转子上，圆弧夹角为α，半径为R₆的圆弧，α=30°~50°，R₆=3~10mm；

g₁h₁段：由阴转子上圆弧g₂h₂的圆弧包络线形成；

h₁j₁段：由阴转子上的齿顶圆弧h₁j₁的圆弧包络线形成；

所述阴转子的型线组成如下：

a₂b₂段：在阴转子上，半径为R₈的圆弧，其中R₈=5~15mm；

b₂c₂段：在阴转子上，圆心在节圆上节点Q，以半径R₇做出的销齿圆弧；

c₂d₂段：由阳转子上圆弧c₁d₁的圆弧包络线形成；

d₂e₂段：由阳转子上圆弧d₁e₁的圆弧包络线形成；

e₂f₂段：由阳转子上齿顶圆弧e₁f₁的圆弧包络线形成；

f₂g₂段：由阳转子上圆弧f₂g₂的圆弧包络线形成；

g₂h₂段：在阴转子上，半径为R₉的圆弧，其中R₉=0.5~5mm

h₂j₂段：在阴转子上，为阴转子的齿顶圆弧，其弧长l=2~10mm。

所述阴、阳转子的a₂、b₂、c₂、d₂、e₂、f₂、g₂、h₂、_、j₂、a₁、b₁、c₁、d₁、e₁、f₁、g_1、h₁、j₁点均为公切点。

本发明的一种无油干式螺杆压缩机转子采用双边不对称型线，使转子除了具有接触线短、泄露三角形小、过流面积大、转子型线呈流线型等优点外，更重要的是，本发明还具有以下特点：

1、本发明的阳转子端面型线上，主动侧的销齿圆弧c₁d₁的中心O₃为阳转子节圆i与中心在P点、半径为R₃的圆弧交点。

2、本发明的阴转子端面型线上的圆弧b₂c₂为销齿圆弧或直线，销齿圆弧b₂c₂的圆心Q在节圆j上，而且其与销齿圆弧c₂d₂和圆弧a₂b₂的连接均为相切，因而尤为光滑。

3、本发明的阳转子端面型线上，被动侧的圆弧f₁g₁的夹角α大于30°。

阴阳转子端面型线的中心距为A，阳转子齿数为Z₁，阴转子齿数为Z₂，选择Z₁、Z₂所依据的原则是：对用于低压大流量工况的压缩机，Z₁/Z₂可取3/5、4/6等双齿差型线；对用于中高压小流量工况的压缩机，Z₁/Z₂可取4/5、5/6、6/7、7/8等单齿差型线。然后，可确定阳转子节圆i的半径R_1i和阴转子节圆j的半径R_2j，所依据的原则是：A=R_1i+R_2j，R_1i/R_2j=Z₁/Z₂。

应用本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵，可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域，在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

附图说明

图1是本发明的一种无油干式螺杆压缩机转子型线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的构建作详细说明。

参看图1，本发明提供一种无油干式螺杆压缩机转子型线，图中中心线以下部分型线为主动侧型线，中心线以上部分型线为被动侧型线。

本发明采用双边不对称型线，分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线。以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列。

其中，阳转子的型线组成如下：

a₁b₁段：由阴转子上圆弧a₂b₂的圆弧包络线形成。

b₁c₁段：由阴转子上销齿圆弧b₂c₂的圆弧包络线形成。

c₁d₁段：在阳转子上，以O₃点为中心，R₄为半径画出销齿圆弧c₁d₁,O₃点是以节点P为中心，R₃为半径的圆弧与节圆i的交点，其中R₃=（0.05~0.2）R_1i。

d₁e₁段：在阳转子上，销齿圆弧c₁d₁，与齿顶圆弧之间的过渡圆弧。

e₁f₁段：在阳转子上，为阳转子的齿顶圆弧，其弧长l=1~5mm。

f₁g₁段：在阳转子上，圆弧夹角为α，半径为R₆的圆弧，α=30°~50°，R₆=3~10mm。

g₁h₁段：由阴转子上圆弧g₂h₂的圆弧包络线形成。

h₁j₁段：由阴转子上的齿顶圆弧h₁j₁的圆弧包络线形成。

阴转子的型线组成如下：

a₂b₂段：在阴转子上，半径为R₈的圆弧，其中R₈=5~15mm。

b₂c₂段：在阴转子上，圆心在节圆上节点Q，以半径R₇做出的销齿圆弧。

c₂d₂段：由阳转子上圆弧c₁d₁的圆弧包络线形成。

d₂e₂段：由阳转子上圆弧d₁e₁的圆弧包络线形成。

e₂f₂段：由阳转子上齿顶圆弧e₁f₁的圆弧包络线形成。

f₂g₂段：由阳转子上圆弧f₂g₂的圆弧包络线形成。

g₂h₂段：在阴转子上，半径为R₉的圆弧，其中R₉=0.5~5mm。

另外，阴、阳转子的a₂、b₂、c₂、d₂、e₂、f₂、g₂、h₂、_、j₂、a₁、b₁、c₁、d₁、e₁、f₁、g_1、h₁、j₁点均为公切点。

本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线在实际应用中的具体构建过程如下：

根据图1，阴转子的线段由a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂、g₂h₂、h₂j₂八段组成，阳转子的型线由a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁、g₁h₁、h₁j₁八段组成。

首先，确定a₁、j₁、a₂、j₂点的位置，确定方法是：根据∠a₁O₁j₁=360/Z₁，∠a₂O₂j₂=360/Z₂，且将阳转子的齿顶圆弧的中点布置O₁O₂连接线上，即可确定a₁、j₁、a₂、j₂点的位置。

然后，具体构建各段曲线：

（1）在阳转子上构建发生曲线c₁d₁，d₁e₁，e₁f₁，f₁g₁。

c₁d₁段：先以阴、阳转子节圆的交点P为圆心，以R₃为半径绘出一圆弧，交于阳转子节圆i上一点O₃，然后以O₃为中心，以R₄为半径，绘出c₁d₁段销齿圆弧。

e₁f₁段：以O₁为圆心，以R₁为半径绘出一段齿顶圆弧，并使齿顶圆弧e₁f₁段以线段O₁O₂对称，其弧长l=1~5mm。

d₁e₁段：做出c₁d₁段和e₁f₁段圆弧的公切圆，即可得出d₁e₁圆弧。

f₁g₁段：在o₁f₁线段上，取一点O₆，作为圆心，以R₆为半径，做出夹角α的圆弧段f₁g₁。

（2）将阳转子节圆在阴转子节圆上做纯滚动，阳转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为z₂/z₁，固结在阳转子上的圆弧c₁d₁，d₁e₁，e₁f₁，f₁g₁的轨迹，可形成阴转子的圆弧包络线c₂d₂，d₂e₂，e₂f₂，f₂g₂。

（3）在阴转子上构建发生曲线a₂b₂，b₂c₂，g₂h₂，h₂j₂。

b₂c₂段：在阴转子节圆上取一点Q，作为圆心，以R₇为半径，绘出b₂c₂段圆弧。

a₂b₂段：做出b₂c₂段圆弧和阴转子的齿顶圆弧的半径为R₈的公切圆，即可得出a₂b₂段圆弧，其中R₈=5~15mm。

g₂h₂段：做出f₂g₂段圆弧包络线和阴转子的齿顶圆弧的半径为R₉的公切圆，即可得出a₂b₂段圆弧，其中R₉=0.5~5mm。

h₂j₂段：取阴转子上h₂和j₂之间的齿顶圆弧，作为h₂j₂段圆弧。

（4）将阴转子节圆在阳转子节圆上做纯滚动，阴转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为z₁/z₂，固结在阴转子上的圆弧a₂b₂，b₂c₂，g₂h₂，h₂j₂的轨迹，可形成阳转子的圆弧包络线a₁b₁，b₁c₁，g₁h₁，h₁j₁。

（5）将阳转子的a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁、g₁h₁、h₁j₁曲线组合，以齿数z₁，沿圆心O₁，圆周均布，即可得到阳转子的端面型线。将阴转子的a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂、g₂h₂、h₂j₂曲线组合，以齿数z₂，沿圆心O₂，圆周均布，即可得到阴转子的端面型线。

至此，阴阳转子端面就被完全构建出来了。

综上所述，本发明的一种无油干式螺杆压缩机转子采用双边不对称型线，使转子具有接触线短、泄露三角形小、过流面积大、转子型线呈流线型等优点。应用本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵，可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域，在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims

1.一种无油干式螺杆压缩机转子，其特征在于，采用双边不对称型线，分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列；

阳转子齿数为Z₁，阴转子齿数为Z₂；

所述阳转子的型线组成如下：

a₁b₁段：由阴转子上圆弧a₂b₂的圆弧包络线形成；

b₁c₁段：由阴转子上销齿圆弧b₂c₂的圆弧包络线形成；

c₁d₁段：在阳转子上，以O₃点为中心，R₄为半径画出销齿圆弧c₁d₁,O₃点是以节点P为中心，R₃为半径的圆弧与节圆i的交点，其中R₃=（0.05~0.2）R_1i，R_1i为阳转子节圆i的半径；

g₁h₁段：由阴转子上圆弧g₂h₂的圆弧包络线形成；

h₁j₁段：由阴转子上的齿顶圆弧h₁j₁的圆弧包络线形成；

所述阴转子的型线组成如下：

a₂b₂段：在阴转子上，半径为R₈的圆弧，其中R₈=5~15mm；

c₂d₂段：由阳转子上圆弧c₁d₁的圆弧包络线形成；

d₂e₂段：由阳转子上圆弧d₁e₁的圆弧包络线形成；

e₂f₂段：由阳转子上齿顶圆弧e₁f₁的圆弧包络线形成；

f₂g₂段：由阳转子上圆弧f₂g₂的圆弧包络线形成；

g₂h₂段：在阴转子上，半径为R₉的圆弧，其中R₉=0.5~5mm

h₂j₂段：在阴转子上，为阴转子的齿顶圆弧，其弧长l=2~10mm；

所述无油干式螺杆压缩机转子型线的具体构建过程如下：

阴转子的线段由a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂、g₂h₂、h₂j₂八段组成，阳转子的型线由a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁、g₁h₁、h₁j₁八段组成；

首先确定a₁、j₁、a₂、j₂点的位置，确定方法是：根据∠a₁O₁j₁=360/Z₁，∠a₂O₂j₂=360/Z₂，且将阳转子的齿顶圆弧的中点布置O₁O₂连接线上，即可确定a₁、j₁、a₂、j₂点的位置；

然后具体构建各段曲线：

（1）在阳转子上构建发生曲线c₁d₁，d₁e₁，e₁f₁，f₁g₁；

c₁d₁段：先以阴、阳转子节圆的交点P为圆心，以R₃为半径绘出一圆弧，交于阳转子节圆i上一点O₃，然后以O₃为中心，以R₄为半径，绘出c₁d₁段销齿圆弧；

e₁f₁段：以O₁为圆心，以R₁为半径绘出一段齿顶圆弧，并使齿顶圆弧e₁f₁段以线段O₁O₂对称，其弧长l=1~5mm；

d₁e₁段：做出c₁d₁段和e₁f₁段圆弧的公切圆，即可得出d₁e₁圆弧；

f₁g₁段：在o₁f₁线段上，取一点O₆，作为圆心，以R₆为半径，做出夹角α的圆弧段f₁g₁；

（2）将阳转子节圆在阴转子节圆上做纯滚动，阳转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为z₂/z₁，固结在阳转子上的圆弧c₁d₁，d₁e₁，e₁f₁，f₁g₁的轨迹，可形成阴转子的圆弧包络线c₂d₂，d₂e₂，e₂f₂，f₂g₂；

（3）在阴转子上构建发生曲线a₂b₂，b₂c₂，g₂h₂，h₂j₂；

b₂c₂段：在阴转子节圆上取一点Q，作为圆心，以R₇为半径，绘出b₂c₂段圆弧；

a₂b₂段：做出b₂c₂段圆弧和阴转子的齿顶圆弧的半径为R₈的公切圆，即可得出a₂b₂段圆弧，其中R₈=5~15mm；

g₂h₂段：做出f₂g₂段圆弧包络线和阴转子的齿顶圆弧的半径为R₉的公切圆，即可得出a₂b₂段圆弧，其中R₉=0.5~5mm；

h₂j₂段：取阴转子上h₂和j₂之间的齿顶圆弧，作为h₂j₂段圆弧；

（4）将阴转子节圆在阳转子节圆上做纯滚动，阴转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为z₁/z₂，固结在阴转子上的圆弧a₂b₂，b₂c₂，g₂h₂，h₂j₂的轨迹，可形成阳转子的圆弧包络线a₁b₁，b₁c₁，g₁h₁，h₁j₁；

（5）将阳转子的a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁、g₁h₁、h₁j₁曲线组合，以齿数z₁，沿圆心O₁，圆周均布，即可得到阳转子的端面型线；将阴转子的a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂、g₂h₂、h₂j₂曲线组合，以齿数z₂，沿圆心O₂，圆周均布，即可得到阴转子的端面型线；

至此，阴阳转子端面就被完全构建出来了。

2.根据权利要求1所述的无油干式螺杆压缩机转子，其特征在于，所述阴、阳转子的a₂、b₂、c₂、d₂、e₂、f₂、g₂、h₂、_、j₂、a₁、b₁、c₁、d₁、e₁、f₁、g_1、h₁、j₁点均为公切点。