CN111197574A - 一种泵用高性能的新抛物线转子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泵用高性能的新抛物线转子,包括:峰抛物线段、谷共轭曲线段、谷避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定；峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，分界点由其法向角所唯一确定；谷避让圆弧段由圆心位于谷轴上与过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定，在具有较大的形状系数前提下，通过有效降低转子的峰部质量，促使叶重心偏往谷部，从而缓解转子系统的动不平衡，降低振动故障。

Description

一种泵用高性能的新抛物线转子
技术领域
本发明主要涉及罗茨泵用的新型转子领域,具体涉及一种泵用高性能的新抛物线转子。
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。
依据应用场合的不同，转子型线可采用圆弧、渐开线、摆线、直线等多种线型或彼此间的组合线型，却无任何抛物线转子型线的相关文献报道。其中，在目前所见的转子中，圆弧转子最为常见，其形状系数也最大，2叶时为1.67，3叶时为1.47，但缺点是转子叶的质量偏在峰部，动平衡性能差，不利于缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障。鉴于此，基于形状系数变化不大(即具有较大的形状系数)的前提下，提出一组转子叶质量偏在谷部的创新转子的新型抛物线型线。
发明内容
为了解决实现预期目的,本发明采取的技术方案为:
一种泵用高性能的新抛物线转子,其特征在于:包括: 峰抛物线段、谷共轭曲线段、谷避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定；峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，分界点由其法向角所唯一确定；谷避让圆弧段由圆心位于谷轴上与过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定。
进一步的，由节点既在抛物线上又在节圆上，及谷共轭曲线段的无拐点条件，唯一出抛物线位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离和起点法向角，并由起点法向角唯一确定出抛物线段上的起始工作点的位置。
进一步的，由峰抛物线工作段的共轭关系，唯一确定出谷共轭曲线段；单位节圆半径下由圆心位于谷轴上、过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定出谷避让圆弧段的半径。
有益效果：在具有较大的形状系数前提下，通过有效降低转子的峰部质量，促使叶重心偏往谷部，从而缓解转子系统的动不平衡，降低振动故障。
附图说明
图1为半叶抛物线转子的理论型线示意图。
图2为圆弧转子与抛物线转子型线的比较示意图。
图3为从动轮峰点过渡起始位置。
图4为A区局部放大图。
图5从动轮峰点过渡任意位置。
图6为B区局部放大图。
图7为从动轮峰点过渡终点位置。
其中：1、过渡段 2、工作段 3、谷共轭曲线段 4、谷避让圆弧段 5、起始工作点6、终止工作点 7、谷共轭曲线段终点 8、谷点 9、谷轴 10、峰轴 11、节圆 12、峰顶点 13、峰节点 14、法节点 15、曲心 16、法心角 17、圆弧转子 18、抛物线转子 19、主动转子 20、从动转子。
具体实施方式
设峰轴10和节圆11的交点为峰节点13，峰抛物线段上任一点的法线与节圆11的交点为法节点14，峰抛物线段上任一点与峰轴10的夹角为法向角ɑ，峰抛物线段上任一点与曲心15、转心连线间的夹角为法心角16，抛物线段上的起始工作点为s，终止工作点为p，谷共轭曲线3段与谷避让圆弧段4的交界点为e。
本发明的半叶理论型线均由峰抛物线段、谷共轭曲线段3和谷避让圆弧段4，共三部分首尾相连的型线段组成。其中，峰抛物线段由其的位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定；峰抛物线段又分为过渡段1和工作段2两部分，起始工作点5由法向角ɑ所唯一确定；谷避让圆弧3由圆心位于谷轴9上与谷共轭曲线段终点7、谷点8的三个条件所唯一确定。
设转子的旋心为o，转子的叶数为N，抛物线的位置系数或转子的理论形状系数为λ；单位节圆11半径下抛物线焦点到准线的距离为k/r。
首先，以转子的峰轴10为+y轴，转子中心o为原点，构建直角坐标系xoy。设抛物线段的方程为
Figure RE-578484DEST_PATH_IMAGE001
由点p既在抛物线上，又在节圆上，得
Figure RE-739338DEST_PATH_IMAGE002
其次，由谷共轭曲线段3的无奇异点极限条件，即条件1的“抛物线段sp上存在一点到其法节点的距离等于法节点到其曲(率中)心的距离”和条件2的“该点的法心角为90°”，得
Figure RE-741929DEST_PATH_IMAGE003
则
Figure RE-796472DEST_PATH_IMAGE004
由式(3)和式(4)提供的λ(N)和k/r(N)，可唯一确定出2叶、3叶、4叶转子抛物线段的形状及位置和起始工作点s的位置。
谷避让圆弧4由圆心位于谷轴9上与过谷共轭曲线段终点7、谷点8的三个条件所唯一确定。则单位节圆半径下的谷避让圆弧4半径为
Figure RE-616530DEST_PATH_IMAGE005
而最常见圆弧转子的最大形状系数为
Figure RE-123735DEST_PATH_IMAGE006
由式(4)和式(6)看，转子叶数N=2时，λ max<λ arc；转子叶数N=3时，λ max≈λ arc；转子叶数N=4时，λ max>λ arc。说明λ max对N的变化不灵敏。
以最常见N=3的圆弧转子为例，同形状系数1.46下的圆弧转子和抛物线转子的比较，抛物线转子能有效降低转子的峰部质量，从而缓解转子系统的动不平衡，降低振动故障。
如图3至图7所示，对N=3和λ=λ max=1.46下的抛物线转子，显示主动转子的谷避让圆弧段4与从动转子的峰顶点12的避让运动情况。其中，图3为从动转子峰顶点1的避让起始位置；图4为起始位置的局部放大；图5为期间的任意避让位置；图6为任意位置的局部放大；图7为终了位置。避让运动中始终不存在避让圆弧上的几何干涉，且其加工也非常简单。
综上，本发明达到预期效果。

Claims (4)

1.一种泵用高性能的新抛物线转子,其特征在于:包括: 峰抛物线段、谷共轭曲线段、避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定，峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，由节点既在抛物线上又在节圆上，及共轭曲线段的无拐点条件，唯一确定抛物线位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离和起点法向角，并由起点法向角唯一确定出抛物线段上的起始工作点的位置，由峰抛物线工作段的共轭关系，唯一确定出谷共轭曲线段；单位节圆半径下由圆心位于谷轴上、过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定出谷避让圆弧段的半径。
2.如权利要求1所述的一种泵用高性能的新抛物线转子，其特征在于：以转子的峰轴为+y轴，转(子中)心o为原点，构建直角坐标系xoy，则峰抛物线段的方程为：
Figure 933516DEST_PATH_IMAGE001
其中：设转子的旋心为o，转子的叶数为N，抛物线的位置系数或转子的理论形状系数为λ；单位节圆半径下抛物线焦点到准线的距离为k/r。
3.如权利要求2所述的一种泵用高性能的新抛物线转子，其特征在于：由共轭曲线段的无奇异点极限条件，即条件1的“抛物线段sp上存在一点到其法节点的距离等于法节点到其曲心的距离”和条件2的“该点的法心角为90°”，得
Figure 440721DEST_PATH_IMAGE002
则
Figure 919106DEST_PATH_IMAGE003
由上式提供的λ(N)和k/r(N)，可唯一确定出2叶、3叶、4叶转子抛物线段的形状及位置和起始工作点s的位置，其中：抛物线段上的起始工作点为s，点1为峰点，点2为谷点，点p为节点，共轭曲线段与谷避让圆弧段的交界点为e。
4.如权利要求3所述的一种泵用高性能的新抛物线转子，其特征在于：谷避让圆弧由圆心位于谷轴上与过点e、谷点2的三个条件所唯一确定，则单位节圆半径下的避让圆弧半径为：
Figure 828157DEST_PATH_IMAGE004
。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB292268A (en) * 1927-03-22 1928-06-21 Connersville Blower Co Improvements in or relating to high speed gears
US3314598A (en) * 1965-05-10 1967-04-18 Lysholm Alf Screw rotor machine
GB1228555A (zh) * 1968-07-18 1971-04-15
US4406602A (en) * 1980-12-03 1983-09-27 Hitachi, Ltd. Screw rotor with specific tooth profile
US4943214A (en) * 1987-09-19 1990-07-24 Ebara Corporation Two-shaft type rotary machine having a tip circle diameter to shaft diameter within a certain range
DE19548613A1 (de) * 1995-12-23 1997-07-17 Bosch Gmbh Robert Zahnradmaschine
EP1658437A1 (fr) * 2003-08-20 2006-05-24 Renault s.a.s. DENT D&rsquo;ENGRENAGE ET POMPE A ENGRENAGES EXTERIEURS
CN1779266A (zh) * 2004-11-19 2006-05-31 郁象科技股份有限公司 三次式曲线转子
CN101550935A (zh) * 2009-05-11 2009-10-07 大连冷冻机股份有限公司 双螺杆压缩机螺杆转子齿形
US20090252633A1 (en) * 2004-04-19 2009-10-08 Yang Daniel C H Lobe pump system and method of manufacture
JP2013253636A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Taiyo Kikai Kogyo Kk 歯車及び歯車設計方法
CN204961287U (zh) * 2015-07-31 2016-01-13 山东伯仲真空设备股份有限公司 渐开线三叶罗茨泵转子

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB292268A (en) * 1927-03-22 1928-06-21 Connersville Blower Co Improvements in or relating to high speed gears
US3314598A (en) * 1965-05-10 1967-04-18 Lysholm Alf Screw rotor machine
GB1228555A (zh) * 1968-07-18 1971-04-15
US4406602A (en) * 1980-12-03 1983-09-27 Hitachi, Ltd. Screw rotor with specific tooth profile
US4943214A (en) * 1987-09-19 1990-07-24 Ebara Corporation Two-shaft type rotary machine having a tip circle diameter to shaft diameter within a certain range
DE19548613A1 (de) * 1995-12-23 1997-07-17 Bosch Gmbh Robert Zahnradmaschine
EP1658437A1 (fr) * 2003-08-20 2006-05-24 Renault s.a.s. DENT D&rsquo;ENGRENAGE ET POMPE A ENGRENAGES EXTERIEURS
US20090252633A1 (en) * 2004-04-19 2009-10-08 Yang Daniel C H Lobe pump system and method of manufacture
CN1779266A (zh) * 2004-11-19 2006-05-31 郁象科技股份有限公司 三次式曲线转子
CN101550935A (zh) * 2009-05-11 2009-10-07 大连冷冻机股份有限公司 双螺杆压缩机螺杆转子齿形
JP2013253636A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Taiyo Kikai Kogyo Kk 歯車及び歯車設計方法
CN204961287U (zh) * 2015-07-31 2016-01-13 山东伯仲真空设备股份有限公司 渐开线三叶罗茨泵转子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴祚常 等: "《抛物线齿轮在啮合过程中接触线长度的变化》", 《中国纺织大学学报》 *
李玉龙 等: "《渐开线转子型线的参数化与最优化研究》", 《成都大学学报（自然科学版）》 *

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