專利名稱：羅茨泵轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械泵的轉(zhuǎn)子，特別是節(jié)圓內(nèi)曲線為圓或直線、節(jié)圓外曲線為共軛曲線的轉(zhuǎn)子型線的羅茨泵轉(zhuǎn)子。
在已掌握的現(xiàn)有可比技術(shù)中1.《機(jī)械工程手冊(cè)》第77篇泵、真空泵第77-124頁中2·3機(jī)械增壓泵(羅茨真空泵)，轉(zhuǎn)子型線種類很多，如圓弧型、漸開線型、擺線型等。目前轉(zhuǎn)子型線多用漸開線。其型線設(shè)計(jì)類似羅茨鼓風(fēng)機(jī)。
2.《機(jī)械產(chǎn)品目錄》第7冊(cè)閥門、風(fēng)機(jī)第593頁(四)羅茨鼓風(fēng)機(jī)和葉氏鼓風(fēng)機(jī)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子斷面幾何形狀為漸開線的∞型。
3.《真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)》第十一卷第四期第228頁《一種新的系列化羅茨泵轉(zhuǎn)子型線》(1990年12月28日收到)，轉(zhuǎn)子型線以節(jié)圓為界、節(jié)圓外的稱峰型曲線，節(jié)圓內(nèi)的稱谷型曲線。如整個(gè)型線是一條光滑的曲線，則這兩部份型線互為共軛曲線。文中提出系列化的橢圓包絡(luò)線型型線，其峰型曲線為橢圓曲線，谷型曲線即為其包絡(luò)線。文中提及橢圓長短軸之比為1時(shí)，即成為圓包絡(luò)線型型線，為國外普遍采用的線型。而擺線型型線必須保證D/C＝1.5，D是轉(zhuǎn)子長度，C是節(jié)圓直徑，C值等于兩轉(zhuǎn)子中心距值。
4.《機(jī)械工程手冊(cè)》第77篇第8章液環(huán)泵，液環(huán)泵的缺點(diǎn)是效率較低，一般為30-50%，最高至55%。工作介質(zhì)為液體，其水力效率在0.50-0.70之間。
從上述介紹的幾種轉(zhuǎn)子型線可見，除圓包絡(luò)線型轉(zhuǎn)子外，其余漸開線型、擺線線型及橢圓包絡(luò)線型轉(zhuǎn)子，不論是峰型線，還是谷型線，加工制造均困難，因?yàn)椴荒懿捎密壽E法或范成法切削加工;而圓包絡(luò)線型轉(zhuǎn)子，其加工工藝比其余幾種容易得多，顯示出工藝性好，設(shè)計(jì)容易的特點(diǎn)，該線型轉(zhuǎn)子谷型線可以采用范成法加工，峰型線可以用軌跡法加工，但是，用軌跡法加工峰型圓弧線時(shí)，必須十分小心“過切”，在兩段不同曲線的交點(diǎn)處，不是切削不到位，就是切削過量，發(fā)生過切，因?yàn)閷?shí)際刀具不是以點(diǎn)作切削刃的。
本發(fā)明的目的在于提出以圓弧或直線作為轉(zhuǎn)子的谷型曲線，以峰型曲線為其共軛曲線的羅茨泵轉(zhuǎn)子型線，這種型線的轉(zhuǎn)子、其制造方法簡(jiǎn)單、加工精度高，因而可獲得高轉(zhuǎn)速，使流體得到大的抽排量。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的該轉(zhuǎn)子型線以圓線作為谷型曲線，以峰型曲線為其共軛曲線;該共軛曲線滿足如下方程 該轉(zhuǎn)子型線以直線作為谷型曲線，以峰型曲線作為其共軛曲線;該共軛曲線滿足如下方程
x＝xθ-1/2x′θsin2θcos2θ-1/2y′θsin22θ;
y＝y(tǒng)θ+1/2y′θsin2θcos2θ+1/2x′θcos22θ。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是1.系列化轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計(jì)比較容易根據(jù)峰型曲線的參量方程可以作出峰型曲線。或由作圖法均可得出峰型曲線。
當(dāng)兩轉(zhuǎn)子中心距確定之后，轉(zhuǎn)子的整個(gè)型線只取決于零件的強(qiáng)度要求及結(jié)構(gòu)要求。
2.用本技術(shù)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子，其制造工藝原理正確，工藝方法簡(jiǎn)單。
其谷型線用軌跡法加工。當(dāng)為圓弧時(shí)，可以車削或鏜削，高要求時(shí)還可以磨削;其峰型曲線可以用和谷型線圓弧一致的刀具范成切削。谷型曲線和峰型曲線在加工過程中互不干涉。當(dāng)谷型線為直線時(shí)，加工更為容易，可以刨削或磨削，其峰型曲線可以范成切削或磨削。
3.由于制造容易，容易獲得高精度轉(zhuǎn)子，并在裝配后獲得高轉(zhuǎn)速，因而容易獲得大的抽速或大的排量。
如下圖1為轉(zhuǎn)子谷型線為圓弧線的曲線族方程圖;
圖2為轉(zhuǎn)子谷型線為直線的直線族方程圖;
圖3為轉(zhuǎn)子谷型線為圓弧線的工作狀態(tài)圖;
圖4為轉(zhuǎn)子谷型線為直線的工作狀態(tài)圖。
下面將結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步公式推導(dǎo)及理論說明。
1.以圓弧作為谷型曲線圖1中兩轉(zhuǎn)子A和B分別以O(shè)、O′為圓心在相等直徑的節(jié)圓上作相對(duì)純滾動(dòng)，若轉(zhuǎn)子A的峰型曲線和轉(zhuǎn)子B的谷型線總是保持相切狀態(tài)，則轉(zhuǎn)子A的峰型曲線和轉(zhuǎn)子B的谷型線互為共軛曲線，兩轉(zhuǎn)子形狀大小完全相同。
當(dāng)轉(zhuǎn)子A的節(jié)圓圓心O和坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，轉(zhuǎn)子B的節(jié)圓圓心O′在x軸上時(shí)，兩轉(zhuǎn)子中心距OO′＝L，兩節(jié)圓直徑C＝L，節(jié)圓半徑R＝L/2。谷型線為圓時(shí)，轉(zhuǎn)子B谷型線的圓心在x軸上取為g，h點(diǎn)為轉(zhuǎn)子B谷型線與峰型曲線的一點(diǎn)交點(diǎn)，gh即為谷型線的一條半徑，令gh＝r，又令m＝go′，則m=go′=r2-2/2R2+2/2R]]>，L、C、R、r、m均為常數(shù)。
當(dāng)將xoy坐標(biāo)系固定于轉(zhuǎn)子A上時(shí)，則兩轉(zhuǎn)子中心連線OO′成為系桿，OO′繞O旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子B則隨OO′繞O作公轉(zhuǎn)，以自身節(jié)圓中心O′作自轉(zhuǎn)。當(dāng)系桿OO′轉(zhuǎn)動(dòng)θ角度時(shí)，轉(zhuǎn)子B中心旋轉(zhuǎn)到O′θ，轉(zhuǎn)子B自身相對(duì)于系桿OO′轉(zhuǎn)動(dòng)角度仍為θ，相對(duì)于xoy坐標(biāo)則轉(zhuǎn)動(dòng)角度為2θ，此時(shí)轉(zhuǎn)子B谷型線圓心位置為gθ(xθ、yθ)，根據(jù)圖1，可得xθ＝Lcosθ-mcos2θyθ＝Lsinθ-msin2θ以gθ(xθ，yθ)為圓心，r為半徑的圓為
(x-xθ)2+(y-yθ)2＝r2，當(dāng)gθ(xθ，yθ)隨θ變化時(shí)，該方程表示一圓族。
求出該圓族的共軛曲線(包絡(luò)線)，即為轉(zhuǎn)子A的峰型曲線。該共軛曲線(包絡(luò)線)的參量方程為 其中x′θ＝-Lsinθ+2msin2θy′θ＝Lcosθ-2mcos2θ當(dāng)θ取值范圍為(0，π/4)時(shí)，得峰型包絡(luò)線在x軸上方的部分，該包絡(luò)線以x軸為對(duì)稱。
2.以直線線段作為谷型線當(dāng)圖1中谷型曲線的半徑無限增大時(shí)，該曲線成為垂直于x軸的直線，成為圖2，谷型直線在x軸上方部為hH段，此時(shí)HO′＝2/2R]]>，令為m，則m＝2/2R]]>。
當(dāng)轉(zhuǎn)子B仍以直徑為C的節(jié)圓繞轉(zhuǎn)子A的節(jié)圓作純滾動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子B的谷型直線的包絡(luò)線就是轉(zhuǎn)子A的峰型線。當(dāng)系桿轉(zhuǎn)動(dòng)θ角度時(shí)，轉(zhuǎn)子B節(jié)圓中心旋轉(zhuǎn)到O′θ位置，谷型直線hH旋轉(zhuǎn)到hθHθ位置，Hθ坐標(biāo)為(xθ、yθ)，由圖2得xθ＝Lcosθ-mcos2θyθ＝Lsinθ-msin2θ直線hθHθ的方程為y-yθ＝-(x-xθ)ctg2θ，當(dāng)θ值變化時(shí)，該方程表示一直線族。
求出該直線族的共軛曲線(包絡(luò)線)，即為轉(zhuǎn)子A的峰型曲線。該共軛曲線(包絡(luò)線)的參量方程為x＝xθ-1/2x′θsin2θcos2θ-1/2y′θsin22θ;
y＝y(tǒng)θ+1/2y′θsin2θcos2θ+1/2x′θcos22θ。
其中x′θ＝-Lsinθ+2msin2θy′θ＝Lcosθ-2mcos2θ當(dāng)θ取值范圍為(0，π/4)時(shí)，得峰型包絡(luò)線在x軸上方的部分，該包絡(luò)線以x軸為對(duì)稱。
本羅茨泵轉(zhuǎn)子可應(yīng)用于羅茨液壓泵，羅茨真空泵和羅茨鼓風(fēng)機(jī)，用來對(duì)流體進(jìn)行輸送、或獲得真空、或獲得高壓。
目前羅茨泵轉(zhuǎn)子全部應(yīng)用于羅茨真空泵和羅茨鼓風(fēng)機(jī)。羅茨真空泵主要用于較高真空度時(shí)的低壓差條件下工作。少數(shù)型號(hào)用于高壓差的直排大氣的抽氣工作，作為代替液化真空泵的節(jié)能設(shè)備使用。
本技術(shù)應(yīng)用于羅茨真空泵中的直排大氣泵因其不用液體工作介質(zhì)，故無水力損失，可以得到較高的機(jī)械效率，可以在真空蒸發(fā)、干燥脫水、水泵引水方面代替液環(huán)真空泵，獲得較高的社會(huì)效益。
本技術(shù)中的直線型轉(zhuǎn)子，由于其強(qiáng)度、剛度、容積利用率等相對(duì)于所有回轉(zhuǎn)式容積泵來說都具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。直線型轉(zhuǎn)子應(yīng)用于液壓泵，將容易獲得大的排量和高壓，其機(jī)械效率也較高。
作為回轉(zhuǎn)式容積泵，其水力損失小，機(jī)械效率將高于離心泵，在某些場(chǎng)合將能取代離心泵。
作為液壓泵、真空泵、鼓風(fēng)機(jī)，可視其工況條件確定其所用材料。
圖3、4為真空泵、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的工作圖。一對(duì)轉(zhuǎn)子1置于機(jī)殼3內(nèi)，當(dāng)工作時(shí)，兩轉(zhuǎn)子1按節(jié)圓線2作相對(duì)純滾動(dòng)，這時(shí)的流體則按圖中所示箭頭方向被輸送。
權(quán)利要求
1.羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于該轉(zhuǎn)子型線以圓線作為谷型曲線，以峰型曲線為其共軛曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于該共軛曲線滿足如下方程x=xθ-r·yθ′xθ′2+yθ′2;]]>y=yθ-r·xθ′xθ′2+yθ′2]]>
3.羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于該轉(zhuǎn)子型線以直線作為谷型曲線，以峰型曲線作為其共軛曲線。
4.如權(quán)利要求3所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于該共軛曲線滿足如下方程x＝xθ-1/2x′θsin2θcos2θ-1/2y′θsin22θ;y＝y(tǒng)θ+1/2y′θsin2θcos2θ+1/2x′θcos22θ。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)械泵的轉(zhuǎn)子，特別是節(jié)圓內(nèi)曲線為圓或直線、節(jié)圓外曲線為共軛曲線的轉(zhuǎn)子型線的羅茨泵轉(zhuǎn)子。這種型線的轉(zhuǎn)子，其制造方法簡(jiǎn)單、加工精度高，因而可獲得高轉(zhuǎn)速，使流體得到大的抽排量。
文檔編號(hào)F04C2/18GKSQ
公開日1995年3月29日 申請(qǐng)日期1993年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月25日
發(fā)明者周必忠 申請(qǐng)人:周必忠
原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)
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山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。
3.羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)
JGR系列風(fēng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子支撐形式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子一端固定，另一端游動(dòng)。固定端采用定位軸承，其軸向游隙必須滿足限制轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)的要求。將定位軸承內(nèi)圈與軸鎖緊，使其外圈與軸承座壓緊，則可將轉(zhuǎn)子軸向位移限定在軸承的軸向游隙范圍之內(nèi)。在自由端，軸承內(nèi)、外圈之間可相對(duì)移動(dòng)或整體移動(dòng)，以補(bǔ)償轉(zhuǎn)子因熱變形而引起的長度變化。
3.1 機(jī)殼、墻板
機(jī)殼、墻板均由高強(qiáng)度鑄鐵鑄成，機(jī)殼為整體臥式設(shè)置，其外表面有合理布置的筋塊，起加強(qiáng)和散熱作用。
3.2 葉輪部
葉輪與軸采用優(yōu)質(zhì)球墨鑄鐵整體鑄造而成，為三葉型葉輪，并具有復(fù)合型線，采用精密數(shù)控機(jī)床加工，葉輪和軸經(jīng)熱套或冷壓結(jié)合，轉(zhuǎn)子經(jīng)過動(dòng)平衡，精度達(dá)到G2.5級(jí)，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小。
3.3 齒輪
齒輪是羅茨鼓風(fēng)機(jī)中最重要的零件之一，選用優(yōu)質(zhì)鉻錳鈦合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理具有足夠的強(qiáng)度，由高性能專用磨齒機(jī)精磨齒面而成，其精度GB10095.2的5級(jí)。齒輪與軸采用錐面聯(lián)結(jié)，建議通過高壓注油泵進(jìn)行壓力裝拆，保證了齒輪與轉(zhuǎn)子的同心與自鎖。
：
漸開線形轉(zhuǎn)子是羅茨系列鼓風(fēng)機(jī)的核心組件，在風(fēng)機(jī)制造和使用中，轉(zhuǎn)子的加工精度直接影響到風(fēng)機(jī)的使用性能．針對(duì)兩葉轉(zhuǎn)子，在極坐標(biāo)下利用漸開線形成原理提出了另外一種設(shè)計(jì)方法，即取漸開線段上有限參
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今天小編來給大家說下羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子間隙的調(diào)整，在用戶自己拆卸和回裝時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到間隙調(diào)整不好，而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)子磕碰問題以及轉(zhuǎn)子卡主的情況。通過本章的講解，希望您能夠在一定的程度上能夠了解間隙的調(diào)整，方便在以后的應(yīng)用中能夠獨(dú)立完成這一步的工作！對(duì)于轉(zhuǎn)子的間隙調(diào)整也是比較重要的一處，因?yàn)檫@個(gè)部分決定著鼓風(fēng)機(jī)的性能是否穩(wěn)定，也決定著風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)于風(fēng)量的損失和風(fēng)機(jī)壓送空氣的容積率有著直接的關(guān)系。同時(shí)間隙一旦調(diào)整的不合理，那么兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間就可能會(huì)產(chǎn)生磕碰，以至于別住勁卡主。在這種情況下運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磨損與損壞！所以為了保證轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間不發(fā)生接觸和摩擦，工作的間隙越大越可靠！但是在調(diào)整中，需要同時(shí)都兼顧到，確定一個(gè)微小而又安全的工作間隙。用戶可以根據(jù)裝配的間隙測(cè)量值來間接的控制工作時(shí)的轉(zhuǎn)子間隙大小。
在實(shí)際的應(yīng)用中，一般是將轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的間隙取得較小，三葉輪之間的間隙取得間隙值較大，墻板與葉輪的定位一端的間隙值取得較小，自由端的間隙值取得較大。
章丘錦工機(jī)械制造有限公司成立于2005年，是全國羅茨風(fēng)機(jī)優(yōu)秀生產(chǎn)企業(yè)之公司位于風(fēng)景秀麗的72名泉之一百脈泉之地，山東省濟(jì)南章丘市城東工業(yè)園內(nèi)，距濟(jì)南國際機(jī)場(chǎng)，京滬高鐵濟(jì)南站僅一小時(shí)車程，交通極其便捷。公司主要生產(chǎn)銷售低噪音、高效能、環(huán)保節(jié)能型風(fēng)機(jī)，主要系列產(chǎn)品有錦工三葉羅茨風(fēng)機(jī)，CSH系列回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)，錦工-H高壓羅茨風(fēng)機(jī)，羅茨真空泵等產(chǎn)品。 公司擁有現(xiàn)代化的加工車間20000m2,有先進(jìn)的數(shù)控機(jī)械加工設(shè)備，精密的檢測(cè)儀器;嚴(yán)格的質(zhì)量測(cè)控體系，有高效的銷售團(tuán)隊(duì)，完善的售后服務(wù)體系，產(chǎn)品遍布全國各地，廣泛應(yīng)用在電力，礦山，冶金，環(huán)保，化工，建材，食品，水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域。 公司始終堅(jiān)持以人為本，科技創(chuàng)新。重視人才建設(shè)，與高等院校校企合作，利用學(xué)校先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)秀人才優(yōu)勢(shì)，為公司提供技術(shù)支持服務(wù)，在鼓風(fēng)機(jī)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品檢測(cè)全方位跟蹤，從而保證出廠產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，目前公司推出的系列風(fēng)機(jī)產(chǎn)品銷往全國各地，均得到客戶滿意認(rèn)可。
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