泵用顶突抛物线转子的高能组合型线构造方法

为兼顾罗茨泵的高容积利用率和高容积效率及动平衡要求,基于普通抛物线转子型线,通过由密封用同心顶突圆弧的设计,大幅提高形状系数和容积利用率;并就顶突抛物线转子的形状系数和容积利用率等,进行与常见圆弧、渐开线转子的对比实例运算。结果表明:顶突转子的"头轻脚重"截面特征,迎合了转子系统动平衡要求等;顶突转子的最大形状系数随顶突半角具有明显的线性递减规律,且对叶数变化的灵敏不高,3°顶突半角时分别为1.58、1.48、1.41;2叶顶突转子较普通转子在1°～8°顶突半角间的最大形状系数增效为0.6%～8.16%,最大容积利用率增效2.68%～16.79%;3、4叶顶突转子的最大形状系数、最大容积利用率及容积效率均优于常见的圆弧、渐开线转子;顶突转子增效明显,且结构简单,易加工。为罗茨泵其它型线的增效设计,提供一种创新途径和方法。     

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。     

泵用低周向泄漏圆弧转子的新型线研究

为实现罗茨泵圆弧转子的低周向泄漏、无闭气现象、造型参数化和尺寸最优化。从7个方面构建出第1、2两类新型线的参数化方程;后以节圆半径和周向弧半角为设计变量,转子副所占方体空间的轻量化为目标函数,构建优化模型;最终就闭气现象,给出谷部型线段上的新避让型线。结果表明:新型线的主圆弧圆心为不位于峰轴上的偏心圆弧;新型线的低周向泄漏是以降低最大形状系数和增加泵体积为代价的,叶数越多、周向弧半角越大,牺牲越大,应优选2叶第1类新转子;谷部的新避让圆弧能有效消除闭气现象,且简化加工等。为泵其它型线的低周向泄漏,提供一种全参数设计与造型方法。     

一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线

一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线,其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中,转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增大,同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小,使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变,因此能够增大吸气端的吸气容积,降低排气端的气体返流泄漏,从而提高泵的抽速和极限真空度.文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生圆半径的计算方程,可供设计人员参考借鉴。     

ZBK—13型湿式罗茨泵转子型线改进

为了提高泵的抽气效率，泵转子型线可用“圆弧－摆线－渐开线”型代替“圆弧－渐开线”型。     

平-凸罗茨转子的高形化及轻量化研究

为充分利用平凸共轭的轮廓质量和克服低容积利用系数的不足,提高了一种顶直的、高形的平凸工作轮廓。先后从高形构造、顶直工作轮廓、高形避让轮廓、最大形状系数等四方面,逐步展开容积利用系数所涉及公式的推导。结果表明:直谷转子的形状系数为2叶、3叶、4叶的1.293、1.134、1.0761;容积利用系数为0.3748、0.1873、0.0973,仅限于2叶使用。顶直转子的形状系数为1.333、1.310、1.277;容积利用系数为0.4233、0.4013、0.3722,容积利用系数增效为12.94%、114.3%、282.5%。高形转子(τ=2°)的形状系数分别为1.413、1.396、1.370;容积利用系数为0.4865、0.4732、0.4549,容积利用系数再增效14.39%、17.92%、22.22%。高形转子的叶数敏感度低,利于多叶应用以提高脉动质量;高形角对高形系数具有负线形相关;重心明显偏向根部,利于提高转子系统的动不平衡性能。高形圆弧、平-凸共轭轮廓降低了径向和共轭泄漏;转子形状系数采用最大值,提高了容积利用系数,二者共同实现了泵的轻量化。为转子泵的进一步研究提供了基础理论。     

圆弧型罗茨型线的解析计算

罗茨型线的转子被广泛地用于风机、真空泵及柴油机的增压器中。常用的有两叶直齿的;也有三叶或四叶螺旋齿的。转子型线由一对共轭齿廓所组成,有渐开线型、圆弧型和摆级型等。关于渐开线型的设计计算资料较多。《真空技术报导》七二年第五期上已有专文论述。而圆弧型的计算资料甚少,仅在A·M·Kan著的《罗茨鼓风机的计算、结构和试验》一书中曾叙述了园弧型罗茨型线的几何问题及作图法。本文从园孤型罗茨型线的啮合理论出发,推导了型线的解析计算法。为工厂在绘制型线样板及制造刀具靠模时提供了较为严密和精确的方法。 一、园弧型罗茨型线…     

共轭转子的顶径对泵容积效率最大化的影响分析北大核心CSCD

为阐述共轭转子的形状尺寸对泵容积效率的影响机理与规律。以最普遍的3叶圆弧转子为例,由"圆柱-平面"等效的缝隙泄漏与当量曲率半径的负相关性,取当量曲率半径为缝隙泄漏的替代研究对象,分析转子尺寸之形状系数、节径对容积利用率、三大内泄漏率的定量、定性影响效果。结果表明:形状系数越大,容积利用率越大,节径的影响可忽略;形状系数越大,共轭泄漏越小,径向泄漏缓慢增加;节径越大,三大内泄漏越小。得出转子的顶径越大,泵的容积效率越高的重要结论,研究内容为最终建立转子泵的内泄漏率或容积效率的计算模型,提供理论依据。     

共轭转子的顶径对泵容积效率最大化的影响分析

为阐述共轭转子的形状尺寸对泵容积效率的影响机理与规律。以最普遍的3叶圆弧转子为例,由"圆柱-平面"等效的缝隙泄漏与当量曲率半径的负相关性,取当量曲率半径为缝隙泄漏的替代研究对象,分析转子尺寸之形状系数、节径对容积利用率、三大内泄漏率的定量、定性影响效果。结果表明:形状系数越大,容积利用率越大,节径的影响可忽略;形状系数越大,共轭泄漏越小,径向泄漏缓慢增加;节径越大,三大内泄漏越小。得出转子的顶径越大,泵的容积效率越高的重要结论,研究内容为最终建立转子泵的内泄漏率或容积效率的计算模型,提供理论依据。     

圆弧-摆线-渐开线型罗茨泵转子型线参数选择范围

罗茨泵转子型线是罗茨泵的关键。零流量压缩比高的罗茨真空泵、湿式罗茨泵真空泵和罗茨鼓风机均要求泵工作时转子与壳体之间及两转子之间气体泄漏较小，这样可改善泵的低压下性能，即提高泵的抽气效率。转子型线为“圆弧－摆线－渐开线”就可以满足这一要求。文中给出了泵的参数选择图，从图中可以看出泵的参数选择范围，文中说明了该图边界的性状．由该图可查出泵的容积利用系数λ同转子顶圆半径Ｒｍ与节圆半径Ｒ之比 Ｒｍ／Ｒ以及同渐开线压力角α的关系。 λ＝ｆ（Ｒｍ／Ｒ，ａ）。图中用计算机绘出了几个比较特征参数下转子型线及其啮合情况，借此可根据实际需要来选择系的转子型线参数。此种转子型线工艺性良好。可仿型法加工（只需两个工位）。还可以用范成法加工其渐开线部分，余下部分用成型铣刀加工。若以范成法加工型线渐开线部分时，设计转子型线时可选取渐开线基圆半径ｒ为整数．以便于其工艺装备的设计。     

贝塞尔曲线在涡旋型线齿端加强中的应用

针对涡旋压缩机涡旋型线齿端部分壁厚较小,强度较低的问题提出了一种新的型线加强方法,替代了传统的圆渐开线与直线和多段圆弧相连的齿端形式,对齿端圆弧部分和圆渐开线啮合部分的平滑过渡条件C_0、C_1、C_2连续进行了分析,采用一条贝塞尔曲线连接圆渐开线与圆弧的新型齿端加强方法,此方法有效地改善了涡旋线齿端强度较低的问题,提高了涡旋压缩机的可靠性。     

泵用转子型线的摆线构造方法研究

为参数化泵用摆线转子的型线尤其实际型线的构造,提出了由内、外摆线组合的与单一短幅外摆线的两种方法。其中的组合法体现为转子峰部型线为外摆线的和谷部型线为内摆线,且主、从转子的型线完全一致,各自的峰部型线与谷部型线互为共轭;单一法体现为主、从转子均有一根型线构成且彼此间互为共轭。结果表明:就最大形状系数而言,组合型线的略小于其它如渐开线、圆弧等型线的;单一型线的又小于组合型线的;由共轭法和内摆线构造法所得到的谷部型线完全一致,说明给出的旋转矩阵与平移矩阵的正确性;单一型线的外啮合主、从转子完全不一致,实际中不推荐使用,多适用于内啮合转子泵。     

基于数值计算方法的双螺杆真空泵气体输运过程研究

基于双螺杆真空泵气体输运的特点,将泵腔内级间的泄漏通道简化为不同类型的真空管路,采用相邻级间的平均压强确定不同压强下级间泄漏气体的流态,计算得到级间泄漏的质量流量。根据质量守恒定律,建立了双螺杆真空泵气体输运过程的数学模型。以渐开线型端面的等螺距螺杆真空泵为研究对象,计算分析了泵从大气压到极限真空的整个抽气过程。对不同入口压强下的级间泄漏量与抽速进行了研究,研究表明:不同的泄漏通道对级间泄漏的影响有所不同。在排气端,齿顶圆与泵腔内壁之间的泄漏通道对级间泄漏的影响较大;在吸气端,两转子齿顶齿根面之间、斜齿面之间以及凹齿面之间这三种泄漏通道对级间泄漏的影响较大。     

泵用新抛物线转子的型线研究与轻量化设计北大核心CSCD

为降低共轭泄漏和缓解转子的动不平衡,提出一款新的抛物线转子。基于抛物线的成形原理,从几何关系、理论型线、实际型线、取值上限、坐标方程和参数化模型等6个方面展开研究;其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的最小体积为目标函数,构建优化模型和实例分析。结果表明:抛物线转子因更大的综合曲率半径和较小的顶部几何特征,既能降低共轭泄漏,又能缓解转子动不平衡,最大形状系数为2叶的1.4871,3叶的1.3865,4叶的1.3159;非1.3865最大形状系数的1.367最优值,说明转子尺寸须优化。     

泵用新抛物线转子的型线研究与轻量化设计

为降低共轭泄漏和缓解转子的动不平衡,提出一款新的抛物线转子。基于抛物线的成形原理,从几何关系、理论型线、实际型线、取值上限、坐标方程和参数化模型等6个方面展开研究;其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的最小体积为目标函数,构建优化模型和实例分析。结果表明:抛物线转子因更大的综合曲率半径和较小的顶部几何特征,既能降低共轭泄漏,又能缓解转子动不平衡,最大形状系数为2叶的1.4871,3叶的1.3865,4叶的1.3159;非1.3865最大形状系数的1.367最优值,说明转子尺寸须优化。     

罗茨真空泵圆弧短幅外摆线等移距线型转子的工艺性

一、前言罗茨真空泵共轭啮合的两个转子的线型,国内外目前使用的双叶直齿型,其双叶线型多采用全摆线、圆弧组合、圆弧-渐开线组合、圆弧-余摆线组合等,而以后两种线型为多。为提高泵的极限真空度,并扩展高、低压强区的抽气效率,设计上除选用变容效率高     

罗茨转子取得最大形状系数的通用判据研究北大核心CSCD

为研究罗茨泵用转子取得最大形状系数的几何特征,在定义转子主型线段的基础上,采用共轭几何上的欧拉-萨伐里方程法,由谷主型线段的曲率半径为0的极限点,倒推出峰主型线段上共轭的最大形状系数点,据此确定出峰主型线定义中的待定系数,并进而给出转子最大形状系数的计算方法。结果表明,转子取得最大形状系数等价于最大形状系数点、曲率中心、转子中心构成一以曲率中心为直角点的直角三角形的通用判据1,和最大形状系数点处的曲率半径被其瞬心所平分的通用判据2;转子取得最大形状系数与通用判据间互为充分必要条件,且仅能确定出峰主型线定义中的2个待定系数。     

罗茨转子取得最大形状系数的通用判据研究

为研究罗茨泵用转子取得最大形状系数的几何特征,在定义转子主型线段的基础上,采用共轭几何上的欧拉-萨伐里方程法,由谷主型线段的曲率半径为0的极限点,倒推出峰主型线段上共轭的最大形状系数点,据此确定出峰主型线定义中的待定系数,并进而给出转子最大形状系数的计算方法。结果表明,转子取得最大形状系数等价于最大形状系数点、曲率中心、转子中心构成一以曲率中心为直角点的直角三角形的通用判据1,和最大形状系数点处的曲率半径被其瞬心所平分的通用判据2;转子取得最大形状系数与通用判据间互为充分必要条件,且仅能确定出峰主型线定义中的2个待定系数。     

机械定量用新型罗茨转子的研制

该文通过对罗茨泵原理进行分析,结合设计用途,总结径距比的实际意义,选择圆弧渐开线型作为研究对象,对传统双转子罗茨叶轮进行啮合分析,总结圆弧和渐开线型的啮合关系,根据啮合关系推导出关键设计参数公式,从而明确了解传统圆弧渐开线型啮合的局限性,对传统叶轮啮合关系进行改进,重建数学模型进行公式推导,总结分析创造出用于不同于传统线型的大径距比的罗茨转子型线,从而使家庭用水的定量装置更容易实现。     

大型冷库螺杆压缩机几何特征及型线优化研究

目的 针对大型冷库系统用螺杆压缩机的型线设计与优化问题,建立型线几何特征计算数学模型,为螺杆压缩机型线设计与优化提供理论依据。方法 以目前广泛采用的GHH型线为研究对象,基于本文采用的型线几何特征计算方法,发现GHH型线的接触线不连续。采用圆弧-圆弧包络线共轭曲线对代替原始GHH型线中的圆弧-圆弧共轭曲线对,实现接触线的连续,提出修正的GHH型线。进而以修正的GHH型线为研究对象,分析节圆半径、齿高、双边长度等型线参数对接触线、啮合线、泄漏三角形等型线几何特征的影响。结果 研究发现,泄漏三角形的面积与节圆半径、导程呈线性正相关,与齿高、双边长度呈线性负相关,其中双边长度对泄漏三角形的面积影响最大。具体地,当节圆半径由48mm增大至60 mm时,面积利用系数由0.462减小为0.427,接触线长度由174.5 mm增大至182.2 mm,泄漏三角形面积由1.7mm²增大至8.2mm²。结论 本文建立了转子型线几何特征快速计算数学模型,对GHH型线进行了优化,实现了螺杆转子接触线的连续,揭示了型线参数对型线几何特征的影响规律,为转子型线优化提供了...