罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

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彭学院

何志龙

束鹏程

西安交通大学

摘要=分析了传统渐开线型罗茨鼓风机转子型线<

上的不足及其原因>设计出新的渐开线型转子型线>改进后的新型线与传统型线相比>具有面积利用系数高?噪声低的优点@

关键词A罗茨鼓风机

三叶

型线

渐开线

二?传统渐开线型转子型线的不足及其原因根据文献t的推导>传统渐开线型转子型线!u存在如下几何关系

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AcdefgFhDiggEDCjgfdFklFddjgCdmFgnojdpqrgjsEd

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将}式代入}式>得!~%~

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由式}看出A给定转子头数{及直径w>存#~

在一个最小中心距v若设计的"超过v将>>UMJUMJ

发生型线干涉@当{当{x!时>#a$%%&xvwx"UMJ

一?前言

罗茨鼓风机转子型线主要有三类A渐开线型?圆弧型及摆线型@其中>摆线型因面积利用系数低

%u

加工方便>而很少应用t@渐开线型由于其设计?

#时>#a$%#@对于标准渐开线叶型>vUMwx"v#wJ

这对两叶罗茨鼓风机而言不存在任何问x!##>但对三叶罗茨鼓风机来说>由于v#题>#w’vUMJ

型线将发生干涉@w>

为了避免干涉>最简单的办法是调整中心距使v#但是>这种做法会带来两个#v>w(vw>UMJ

一是面积利用系数降低>例如三叶渐开线型问题A

罗茨鼓风机>当v#面积利用系数#w时>wxvUMJ

从标准叶型的"二是采用非标准a)%%)降到"a)"&叶型给标准化设计带来不便>尤其是从两叶产品直接过渡到三叶产品时更加如此@

对渐开线型转子型线而言>避免型线干涉的还有一种办法是减小渐办法除了增加中心距外>

开线基圆的半径值@然而>传统渐开线型转子型线在这条路上是行不通的@因为它在转子的齿顶?齿

且密封性能好而在两叶罗茨鼓风机中广为应用@但在三叶罗茨鼓风机中>传统的渐开线型转子型线由于存在型线干涉及面积利用系数降低等问题而使部分厂家倾向于采用圆弧型转子型线@然而>圆弧型转子型线的齿顶密封性能差>其容积效率不如渐开线型@如何保持渐开线型转子型线密封性能好的优点>又能克服其型线干涉?面积利用系数降低等问题>这是本文将要解决的问题@

!"""年#月!"日收到

西安市

万方数据

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罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

!设计试验

根采用了销齿圆弧!而销齿圆弧的位置是受到严格限制的"其圆心必须在节圆上!而半径由下式确定"

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结果!销齿圆弧位置的固定就限制了渐开线

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基圆半径的改变,因为只要改变基圆半径!渐开线的位置就发生变化)基圆半径减小时!转子变瘦-反之亦然+无法与位置固定的销齿圆弧保持连!续,换句话说!正是由于公式)的限制!导致公式*+中对/01的限制,).+2

对于渐开线型转子型线!为了保持面积利用系数!同时也为了产品标准化!3.应尽量/34$’保持不变!而不增加/34就必须解决干涉问题!而解决干涉问题则应该从解除销齿圆弧的限制入手,基于上述分析!对传统的渐开线型转子型线做了改进设计!改进设计中总的思想是用其它型线代替销齿圆弧,

三5改进后的渐开线型转子型线

以三叶罗茨鼓风机为例!改进后的渐开线型转子型线如图6所示!型线组成及其参数方程如下)根据叶型的对称性!只列出一个转子上的一半型线段+

,

风机技术dIceee年第S期

式中!’G*+H,E6可取)

I89J段

9J段是连接渐开线J4与圆弧/9的直线段!其参数方程如下"

$:;<=E9K>’:

$?=12E9K>’?

9JM6$%MN+EO’

:9M:J

CD>D9J)L+)P+

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)R+9J式中!为9点坐标!由方程)计算得)F+:?9!9+

到-为J点坐标!由下述渐开线方程计算):?J!J+得到,

S8J4段

其参数方程如下"J4是一段渐开线!

2UV+M?T=12K12UV+:$:T;<=K1>>

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)W+

+?$:T=12K12UV+K?T;<=K12UV>>

’(’(:T$#;<=>K#>=12>CCT$M#=12>K#>;<=>?CC

>D>D>)6C+XY

CM式中!$;-VV<=#>为节圆压力角!>C为渐

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开线的基圆半径!)!8RFG#4M/+ZZ在CC$%

之间!这是与传统渐开线型转子型线不同的C8WF

重要之处-$>>X为渐开线终点J对应的参数!X

KV-$>>12UVXXY为渐开线起点4对应的参数!Y

相同,KV-’\12UVVYYY及VX的计算与文献[]84^段

4^段是与渐开线J4及圆弧^_相连的直线段!且4^与^其参数方程如下"_相切!

:$:;<=MEKEM+^K>.*

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?K#=12[%ME+KE\^$?‘6.*(:$[#K)/M+\;<=ME+‘6.

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万方数据

罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

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用系数可达5这是传统渐开线型转子型线在8FJ2

相同基本几何参数下无法达到的2即使是圆弧型其面积利用系数也明显达不到这个值6转子型线2

改进后的型线另一个突出优点是噪声低6传而销齿圆统渐开线型转子型线采用了销齿圆弧2弧的相互啮合是瞬时完成的2结果气流在啮合部位来不及排走而在两个圆弧之间的间隙内产生强烈的气流噪声6相反2改进后的型线啮合过程是逐次连续的2气流不会产生突然的压缩或真空效应2气流噪声就低6对比测试结果表明<在相同参数下2采用改进后型线罗茨鼓风机比用传统型线罗茨鼓风机噪声低-比圆弧型线也要低O1(2PQR,&OJ(6PQR,

五4结束语

针对传统渐开线型转子型线存在的问题2做了改进设计6改进后的型线不仅解决了干涉问题2而且提高了其面积利用系数2降低了噪声6尽管改进型线是在针对三叶罗茨鼓风机而提出2它同样适用于两叶罗茨鼓风机6

参

考

文

献

(&1,

式中2为渐开线起点+的坐标2由方().+2+,程(计算得到63,4(&5,

789:段9:是与圆弧:;及直线段+9均相切的圆弧2其参数方程如下<

)=)!’"#$?>&

=.!’$CD?.>&

?E?9E?:

(&F,

式中2%I,??9为9点对应的参数29=GJ

H!I,K%I,K??’1:为:点对应的参数2:=GJ&

H

在设计中作为已知参数给出6

L8:;段

其参数方程如下<:;段为对滚圆弧2

"#$%?,)=(M%,-H

IE?E5(&N,J

.=(M%,$CD%?,-H式中2IJ在设计中作为已知参数给出6四4改进后的型线特点分析

改进后的渐开线型转子型线基圆半径’5小于传统渐开线型转子型线的’转子显得瘦长2不25仅避免了干涉问题2而且其面积利用系数有所提高6数值积分结果表明<改进后的上述型线面积利

各种齿型罗茨泵面积利用系数的计算及比较8流体工&胡祖藩8

程8&3S3(-,8

束鹏程8回转压缩机(第二版,机械工业出版社2-邓定国28

&3S38

万方数据

TFT

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vfsm.html