CN112302938B - 一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线，适用于双螺杆压缩机，属于动力传动与控制技术领域。本发明基于《螺杆压缩机——理论、设计及应用》、《齿轮啮合原理》以及高等数学等理论，发明了一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线。是一种使双螺杆压缩机的效率得到提高、能耗得到降低的一种新的技术方案。要点是：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的阴阳转子的齿曲线设为抛物线、圆弧、椭圆及其共轭对应的抛物线包络线、圆弧包络线、椭圆包络线，为二次曲线与二次曲线包络线，各段曲线间光滑连接无尖点。是密封性好、动力特性好、损耗小、效率高的一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线。

Description

一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线
所属技术领域
本发明涉及一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线，适用于双螺杆压缩机，属于动力传动与控制技术领域。
背景技术
由于螺杆式空气压缩机具有结构简单、工作可靠、操作方便、噪音小、效率高、故障率低等一系列独特的优点，近年来，在全球范围内，螺杆压缩机得到了全面而广泛的应用。我国不但正在成为螺杆压缩机的应用大国，而且正在成为全球螺杆压缩机的生产制造大国。
双螺杆压缩机转子型线作为双螺杆压缩机的核心技术，对双螺杆压缩机的综合性能起着决定性的作用。目前市场上一些知名公司，正是因为拥有自己的优越的型线而使得他们的产品闻名于世，占据着广大的市场份额，比如：SRM公司的SRM系列型线，GHH公司的GHH型线，日立型线，复盛型线等等。国内也有众多的专家学者研制出了不同类型的双螺杆压缩机转子型线在我国的企业里应用。
基于《螺杆压缩机——理论、设计及应用》(邢子文著)、《齿轮啮合原理》(吴序堂编著)以及高等数学等理论，发明了具有良好的动力特性与效率的一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线。使其能够为提升我国双螺杆压缩机产品的性能和竞争力作一点贡献。
目前已知的双螺杆空压机产品，没有与本发明相同或类似的产品。
发明内容
本发明基于《螺杆压缩机——理论、设计及应用》(邢子文著)、《齿轮啮合原理》(吴序堂编著)以及高等数学等理论，发明了具有良好的动力特性与效率的一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线，是一种使双螺杆压缩机的效率得到提高、螺杆压缩机的能耗得到降低的一种新的技术方案。
本发明是这样来实现的：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的阴阳转子的齿曲线设有抛物线，非对称的齿面设为更宽的前齿面和更窄的后齿面，b/a＞1.8(b为阴转子节圆上齿曲线前齿面的点到阴阳转子中心线间的距离，a为阴转子节圆上齿曲线后齿面的点到阴阳转子中心线间的距离)。阴转子齿曲线设为以下七段线段：(1～2)、椭圆(设为两段光滑连接的圆弧)；(2～3)、抛物线；(3～4)、圆弧(13～14)的包络线；(4～5)、抛物线(12～13)的包络线；(5～6)、圆弧；(6～7)、椭圆(设为两段光滑连接的圆弧)；(7～8)、圆弧。阳转子齿曲线设为以下七段线段：(8～9)、圆弧；(9～10)、椭圆(6～7)的包络线；(11～12)、圆弧(5～6)的包络线；(12～13)、抛物线；(13～14)、圆弧；(14～15)、抛物线(2～3)的包络线；(15～16)、椭圆(1～2)的包络线。齿曲线的各段构成曲线的性质及对应关系说明如表1所述，齿曲线的各段构成曲线的设计及其包络线的计算流程按图3来完成。
表1：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的阴阳转子齿曲线的组成、曲线性质及对应关系表
附图说明
图1：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线齿曲线构成图
图2：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线5/6齿曲线实例图
图3：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线齿曲线的各段构成曲线的设计及其包络线的计算流程图
图中阴转子齿曲线：(1～2)、椭圆；(2～3)、抛物线；(3～4)、圆弧包络线；(4～5)、抛物线包络线；(5～6)、圆弧；(6～7)、椭圆；(7～8)、圆弧。阳转子齿曲线：(8～9)、圆弧；(9～10)、椭圆包络线；(11～12)、圆弧包络线；(12～13)、抛物线；(13～14)、圆弧；(14～15)、抛物线包络线；(15～16)、椭圆包络线。b：阴转子节圆上齿曲线前齿面的点到阴阳转子中心线间的距离。a：阴转子节圆上齿曲线后齿面的点到阴阳转子中心线间的距离。
本发明的要点是：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的阴阳转子的齿曲线设为抛物线、圆弧、椭圆及其共轭对应的圆弧包络线、椭圆包络线、抛物线包络线。抛物线、圆弧、椭圆是二次曲线，各段曲线间光滑连接无尖点，他们共轭生成的圆弧包络线、椭圆包络线、抛物线包络线也是光滑连接无尖点。其要点是一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的阴阳转子的齿曲线中设有抛物线，非对称的齿面设为更宽的前齿面和更窄的后齿面，b/a＞1.8。
本发明的有益效果是：一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的阴阳转子的齿曲线为抛物线、圆弧、椭圆以及他们共轭生成的圆弧包络线、椭圆包络线、抛物线包络线。非对称的齿面设为更宽的前齿面和更窄的后齿面，b/a＞1.8。因此，齿间面积利用率高，泄露三角形小，密封性好、动力特性好、损耗小、效率高。
具体实施方式：下面以阳转子齿数Z1为5齿/阴转子齿数Z2为6齿，中心距A为82为例，将一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线的齿曲线的设计计算方程式列入表2与表3。
表中：i＝Z1/Z2＝5/6＝0.833333333，k＝1+i＝1.833333333，h1＝0.556R1＝20.725，h2＝0.05366R2＝2.7
R1＝AZ1/(Z1+Z2)＝37.272727273，R2＝AZ2/(Z1+Z2)＝44.727272727，a＝12.85，b＝24.8，b/a＝1.93＞1.8。
表2 一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线阴转子曲线性质及方程式
表2续 一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线阴转子曲线性质及方程式
表3 一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线阳转子曲线性质及方程式
表3续1 一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线阳转子曲线性质及方程式
表3续2 一种节能高效的双螺杆压缩机转子型线阳转子曲线性质及方程式

Claims (1)

1.一种节能高效的双螺杆压缩机转子，所述转子包括相互啮合的阴转子和阳转子，阴转子和阳转子的端面齿曲线设为抛物线、圆弧、椭圆及其共轭对应的抛物线包络线、圆弧包络线、椭圆包络线，非对称的齿面设为更宽的前齿面和更窄的后齿面，b/a＞1.8，b为前齿面宽度，a为后齿面宽度；阴转子齿曲线设为以下七段线段：椭圆一(1～2)、抛物线一(2～3)、阳转子齿曲线段圆弧三(13～14)的包络线(3～4)、阳转子齿曲线段抛物线二(12～13)的包络线(4～5)、圆弧一(5～6)、椭圆二(6～7)、圆弧二(7～8)、阳转子齿曲线段设为以下七段线段：阴转子齿曲线段圆弧二(7～8)的包络线(9～10)、阴转子齿曲线段椭圆二(6～7)的包络线(10～11)、阴转子齿曲线段圆弧一(5～6)的包络线(11～12)、抛物线二(12～13)、圆弧三(13～14)、阴转子齿曲线段抛物线一(2～3)的包络线(14～15)、阴转子齿曲线段椭圆一(1～2)的包络线(15～16)。
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