CN110439811B - 一种双螺杆压缩机转子型线 - Google Patents

一种双螺杆压缩机转子型线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及压缩机转子技术领域，具体来说是一种双螺杆压缩机转子，包括阳转子和阴转子，阳转子和阴转子采用双边不对称型线，其特征在于所述阳转子为3齿，阴转子为4齿，总共由十四段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴阳转子的型线，本发明同现有技术相比，其优点在于：通过增大齿高半径R，阴转子齿顶部分伸长和阳转子齿根部分下切，使得齿间容积大大增加，提高了容积效率；加大齿高半径R虽然会造成阴转子齿根直径变小但由于此螺杆用于低压无油和真空领域，压差不大，不会对转子的刚度造成影响。由于尺寸小，重量轻，相对制造成本低。

Description

一种双螺杆压缩机转子型线
技术领域
本发明涉及压缩机转子技术领域，具体来说是一种双螺杆压缩机转子。
背景技术
双螺杆压缩机转子型线是螺杆压缩机性能的基础，一种好的转子型线从根本上决定了螺杆压缩机的整体性能。阴阳转子型线由数段不同的一次或二次数学曲线如圆弧及圆弧包络线、点（直线）摆线、椭圆及椭圆包络线、抛物线及抛物线包络线等组成，阴阳转子之间每一段相对应的曲线都是根据啮合包络原理解析得出，且不同曲线之间相切连接，光滑过渡。一种优秀的转子型线要求齿形光滑（流动损失小）、接触线封闭且尽可能短（密封效果好）、泄漏三角形小（减少内泄漏） 、磨削加工性好（易于加工）、阴转子负力矩面积小（机械效率高）。当代型线设计已经摒弃了早期的点（直线）摆线（对啮合性、加工性比较敏感）而全部采用光滑的数学曲线（如圆弧、椭圆、抛物线等），将转子密封边侧的密封方式由传统的点（线）－弧线密封转化为弧线－弧线密封带，减少了内泄漏，提高了容积效率。
中国公开一发明专利：双螺杆压缩机转子型线，申请号：2013105883196，该专利设计了一种传动平稳、能降低振动和噪音的双螺杆压缩机转子型线，但该专利主要适用于高压领域。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种低制造成本，低内泄露，高容积效率，适用于低压无油和真空领域的双螺杆压缩机转子。
为了实现上述目的，设计一种双螺杆压缩机转子，包括阳转子和阴转子，阳转子和阴转子采用双边不对称型线，其特征在于所述阳转子为3齿，阴转子为4齿，总共由十四段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴阳转子的型线，
阴转子型线包括：
C2D2: 以节圆上节点O3为圆心，以齿高半径R为半径画的一段圆弧,在O2O3水平连线上方以O3为起点作一线段与所作圆弧相交于D1点，D2点与D1点重合，D1O3与水平连线O3O2夹角取值为10°，即保护角α1，以O2为起点在水平连线O2O3下方作一线段与圆弧相切于C2点，C2点与C1点重合,形成线段C2D2；
B2C2: 作O2C2的延长线相交于阴转子节圆处B2点，形成线段C2B2；
A2B2: 以O2为圆心（D2o-1）为直径作一齿顶圆弧，以(r-0.5)为直径作一圆从B2点开始绕以O2为圆心的节圆外侧滚动，当B2点滚动到与齿顶圆弧相切于A2点为止，形成线段A2B2,与阳转子A1B1共轭；
D2E2: 与阳转子上D1共轭形成的线段，以O2为圆心，（Dw2/2-e）为半径与共轭线段相交于E2点；
E2F2: 连线圆心O2作O2E2的延长线与节圆相交于F2点，形成E2F2线段；
F2G2: 与阳转子F1G1共轭的线段,由F1G1确定；
G2H2: 与阳转子G1H1共轭的一段圆弧，由G1H1确定；
H2I2: 以O2为圆心（D2o-1）为直径作一齿顶圆弧；
I2J2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm,与齿顶外圆相切于I2点；
J2K2: 密封筋过渡圆弧，取倒圆半径1.5mm,与密封筋外圆相切于K2点；
K2L2: 密封筋外圆的一段圆弧，O2为圆心，D2o为直径，宽度为5mm，密封筋中心与O2连线同O2O3水平连线夹角β=38°；
L2M2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封筋外圆相切于L2点；
M2N2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿顶外圆相切于N2点；
N2A2: 以O2为圆心（D2o-1）为直径作一齿顶圆弧；
阳转子型线包括：
C1D1: 以节圆上节点O3为圆心，以齿高半径R为半径画的一段圆弧,在O2O3水平连线上方以O3为起点作一线段与所作圆弧相交于D1点，D1O3与水平连线O3O2夹角取值为10°，即保护角α1，以O2为起点在水平连线O2O3下方作一线段与圆弧相切于C2点，C2点与C1点重合,形成线段C1D1，与C2D2重合；
B1C1: 与阴转子B2C2共轭的线段，由B2C2确定；
A1B1: 与阴转子A2B2共轭的线段，由A2B2确定；
D1E1: 与阴转子上E2共轭形成的线段，由E2点坐标确定；
E1F1: 与阴转子E2F2共轭形成的线段，F1落于阳转子以O1为圆心Dw1为直径的节圆上
F1G1: 连接O1F1, 取G1点，使得F1G1=e1；
G1H1: 与FIG1和齿根圆弧H1I1相切的过渡圆弧，与F1G1相切于G1点，与阳转子根圆相切于H1点，阳转子根圆直径为Di1；
H1I1: 阳转子齿根圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1为直径；
I1J1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿根圆外圆相切于I1点；
J1K1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封槽外圆相切于K1点；
K1L1: 阳转子齿根密封槽外圆的一段圆弧，以O1为圆心，（Di1-1）为直径，密封槽宽度5mm，密封槽中心与O1连线同O1O2水平连线夹角为（Z2/Z1）β；
L1M1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封槽外圆相切于L1点；
M1N1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿根圆外圆相切于N1点；
N1A1: 阳转子齿根圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1为直径。
本发明同现有技术相比，其优点在于：
1.通过增大齿高半径R，阴转子齿顶部分伸长和阳转子齿根部分下切，使得齿间容积大大增加，提高了容积效率。
2.面积利用系数达到0.57，相对于其他齿数配置如4+6在同等条件下面积利用系数一般为0.47左右，齿槽容积提高了20%。
3.加大齿高半径R虽然会造成阴转子齿根直径变小但由于此螺杆用于低压无油和真空领域，压差不大，不会对转子的刚度造成影响。由于尺寸小，重量轻，相对制造成本低。
附图说明
图1是本发明转子型线示意图；
具体实施方式
结合附图对本技术方案做进一步的解释。
实施例一：参见图1
阴阳转子尺寸如下：
中心距A=O2O1；阳转子齿数: Z1=3；阴转子齿数：Z2=4；齿高半径: R=(0.34~0.36)A；阴转子齿顶高：r=(0.12~0.13)A；阴转子节圆直径：Dw2=A*2*Z2/(Z1+Z2)=1.143A；阳转子节圆直径：Dw1= A*2*Z1/(Z1+Z2)=0.857A；
阴转子齿顶圆外径：D2o= Dw2+2r；阳转子齿顶圆外径：D1o= Dw1+2R；阴转子齿根圆外径：D2i=Dw2-2R；阳转子齿根圆外径：Di1=Dw1-2r；阴转子齿顶密封筋高度：0.5mm；阴转子齿顶密封筋宽度：5mm；阳转子齿根密封槽宽度：5mm；
阴转子齿中心压缩侧与水平夹角：β=38°；保护角：α1=10°；e=0.005A；e1=0.02A。
实施例二：参见图1
阴转子型线包括：
C2D2: 以节圆上节点O3为圆心，以齿高半径R为半径画的一段圆弧,在O2O3水平连线上方以O3为起点作一线段与所作圆弧相交于D1点，D2点与D1点重合，D1O3与水平连线O3O2夹角取值为10°，即保护角α1，以O2为起点在水平连线O2O3下方作一线段与圆弧相切于C2点，C2点与C1点重合,形成线段C2D2；
B2C2: 作O2C2的延长线相交于阴转子节圆处B2点，形成线段C2B2；
A2B2: 以O2为圆心（D2o-1）为直径作一齿顶圆弧，以(r-0.5)为直径作一圆从B2点开始绕以O2为圆心的节圆外侧滚动，当B2点滚动到与齿顶圆弧相切于A2点为止，形成线段A2B2,与阳转子A1B1共轭；
D2E2: 与阳转子上D1共轭形成的线段，以O2为圆心，（Dw2/2-e）为半径与共轭线段相交于E2点；
E2F2: 连线圆心O2作O2E2的延长线与节圆相交于F2点，形成E2F2线段；
F2G2: 与阳转子F1G1共轭的线段,由F1G1确定；
G2H2: 与阳转子G1H1共轭的一段圆弧，由G1H1确定；
H2I2: 以O2为圆心（D2o-1）为直径作一齿顶圆弧；
I2J2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm,与齿顶外圆相切于I2点；
J2K2: 密封筋过渡圆弧，取倒圆半径1.5mm,与密封筋外圆相切于K2点；
K2L2: 密封筋外圆的一段圆弧，O2为圆心，D2o为直径，宽度为5mm，密封筋中心与O2连线同O2O3水平连线夹角β=38°；
L2M2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封筋外圆相切于L2点；
M2N2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿顶外圆相切于N2点；
N2A2: 以O2为圆心（D2o-1）为直径作一齿顶圆弧。
阳转子型线包括：
C1D1: 以节圆上节点O3为圆心，以齿高半径R为半径画的一段圆弧,在O2O3水平连线上方以O3为起点作一线段与所作圆弧相交于D1点，D1O3与水平连线O3O2夹角取值为10°，即保护角α1，以O2为起点在水平连线O2O3下方作一线段与圆弧相切于C2点，C2点与C1点重合,形成线段C1D1，与C2D2重合；
B1C1: 与阴转子B2C2共轭的线段，由B2C2确定；
A1B1: 与阴转子A2B2共轭的线段，由A2B2确定；
D1E1: 与阴转子上E2共轭形成的线段，由E2点坐标确定；
E1F1: 与阴转子E2F2共轭形成的线段，F1落于阳转子以O1为圆心Dw1为直径的节圆上
F1G1: 连接O1F1, 取G1点，使得F1G1=e1；
G1H1: 与FIG1和齿根圆弧H1I1相切的过渡圆弧，与F1G1相切于G1点，与阳转子根圆相切于H1点，阳转子根圆直径为Di1；
H1I1: 阳转子齿根圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1为直径；
I1J1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿根圆外圆相切于I1点；
J1K1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封槽外圆相切于K1点；
K1L1: 阳转子齿根密封槽外圆的一段圆弧，以O1为圆心，（Di1-1）为直径，密封槽宽度5mm，密封槽中心与O1连线同O1O2水平连线夹角为（Z2/Z1）β；
L1M1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封槽外圆相切于L1点；
M1N1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿根圆外圆相切于N1点；
N1A1: 阳转子齿根圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1为直径。

Claims (1)

1.一种双螺杆压缩机转子，包括阳转子和阴转子，阳转子和阴转子采用双边不对称型线，其特征在于所述阳转子为3齿，阴转子为4齿，总共由十四段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴阳转子的型线，
阴转子型线包括：
C2D2: 以节圆上节点O3为圆心，以齿高半径R为半径画的一段圆弧,在O2O3水平连线上方以O3为起点作一线段与所作圆弧相交于D1点，D2点与D1点重合，D1O3与水平连线O3O2夹角取值为10°，即保护角α1，以O2为起点在水平连线O2O3下方作一线段与圆弧相切于C2点，C2点与C1点重合,形成线段C2D2；
B2C2: 作O2C2的延长线相交于阴转子节圆处B2点，形成线段C2B2；
A2B2: 以O2为圆心，D2o-1mm为直径作一齿顶圆弧，以r-0.5mm为直径作一圆从B2点开始绕以O2为圆心的节圆外侧滚动，当B2点滚动到与齿顶圆弧相切于A2点为止，形成线段A2B2,与阳转子A1B1共轭；
D2E2: 与阳转子上D1共轭形成的线段，以O2为圆心，Dw2/2-e为半径与共轭线段相交于E2点；
E2F2: 连线圆心O2作O2E2的延长线与节圆相交于F2点，形成E2F2线段；
F2G2: 与阳转子F1G1共轭的线段,由F1G1确定；
G2H2: 与阳转子G1H1共轭的一段圆弧，由G1H1确定；
H2I2: 以O2为圆心D2o-1mm为直径作一齿顶圆弧；
I2J2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm,与齿顶外圆相切于I2点；
J2K2: 密封筋过渡圆弧，取倒圆半径1.5mm,与密封筋外圆相切于K2点；
K2L2: 密封筋外圆的一段圆弧，O2为圆心，D2o为直径，宽度为5mm，密封筋中心与O2连线同O2O3水平连线夹角β=38°；
L2M2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封筋外圆相切于L2点；
M2N2: 密封筋过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿顶外圆相切于N2点；
N2A2: 以O2为圆心D2o-1mm为直径作一齿顶圆弧；
阳转子型线包括：
C1D1: 以节圆上节点O3为圆心，以齿高半径R为半径画的一段圆弧,在O2O3水平连线上方以O3为起点作一线段与所作圆弧相交于D1点，D1O3与水平连线O3O2夹角取值为10°，即保护角α1，以O2为起点在水平连线O2O3下方作一线段与圆弧相切于C2点，C2点与C1点重合,形成线段C1D1，与C2D2重合；
B1C1: 与阴转子B2C2共轭的线段，由B2C2确定；
A1B1: 与阴转子A2B2共轭的线段，由A2B2确定；
D1E1: 与阴转子上E2共轭形成的线段，由E2点坐标确定；
E1F1: 与阴转子E2F2共轭形成的线段，F1落于阳转子以O1为圆心Dw1为直径的节圆上
F1G1: 连接O1F1, 取G1点，使得F1G1=e1；
G1H1: 与FIG1和齿根圆弧H1I1相切的过渡圆弧，与F1G1相切于G1点，与阳转子根圆相切于H1点，阳转子根圆直径为Di1；
H1I1: 阳转子齿根圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1为直径；
I1J1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿根圆外圆相切于I1点；
J1K1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封槽外圆相切于K1点；
K1L1: 阳转子齿根密封槽外圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1-1mm为直径，密封槽宽度5mm，密封槽中心与O1连线同O1O2水平连线夹角为Z2/Z1*β；
L1M1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与密封槽外圆相切于L1点；
M1N1: 阳转子齿根密封槽过渡倒圆圆弧，取倒圆半径1.5mm，与齿根圆外圆相切于N1点；
N1A1: 阳转子齿根圆的一段圆弧，以O1为圆心，Di1为直径；
其中：中心距A=O2O1；阳转子齿数: Z1=3；阴转子齿数：Z2=4；齿高半径: R=0.34A~0.36A；阴转子齿顶高：r=0.12A~0.13A；阴转子节圆直径：Dw2=A*2*Z2/(Z1+Z2)=1.143A；阳转子节圆直径：Dw1= A*2*Z1/(Z1+Z2)=0.857A；
阴转子齿顶圆外径：D2o= Dw2+2r；阳转子齿顶圆外径：D1o= Dw1+2R；阴转子齿根圆外径：D2i=Dw2-2R；阳转子齿根圆外径：Di1=Dw1-2r；阴转子齿顶密封筋高度：0.5mm；阴转子齿顶密封筋宽度：5mm；阳转子齿根密封槽宽度：5mm；
阴转子齿中心压缩侧与水平夹角：β=38°；保护角：α1=10°；e=0.005A；e1=0.02A。
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