Винтовые роторы

Винтовые роторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЩеЛИСТИчЕСНИх

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (89) 99 128035 (21) 7770004/25 06 (22) 06,09,77 (46) 30,11.88 . Бюл. У 44 (31) ЧР Р 01 С/1 94999 (32) 27.09.76 (33) 59 (71} ФЕБ йолаутомат (BD) (72) Дитер Иоземанн и Бернхард

Зейфферт (09) (53) 621.514 (088,8) (54)(57) 1. ВИНТОЖЕ POXOPSI роторной машины, преимущественно.для сжатия сжимаемой рабочей среды, с основным имеющим четыре зуба ротором, выступы и впадины которого расноложены, в основном вне делительной окружности, при этом его выступы имеют, в основном выпуклую форму, и вспомогательным ротором .с шестью зубьями, выступы и впадины которого расположены в основном внутри делительной окружности и имеют в основном вогнутую форму, причем между находящимися в зацеплении зубьями образованы Ч-образные рабочие полости, и каждая часть впадины вспомогательного ротора„ образующая стенку U-образной рабочей полости, имеет первую заданную боковую поверхность зуба, повернутую к находящейся в стороне высокого давления стенке корпуса, и переднюю вторую боковую поверхность зуба, повернутую к находящейся в стороне низкого давления стенке корпуса, о т л и ч а ю щ ие с я тем, что в сечении нормальном к оси вращения вспомогательного ротора, исходя из точки кривой вне дели- тельной окружности, расположена оптимизированная комбинация несколькихучастков кривых, образующая профиль

„.,Я0„„1441077 А1 (51)4 Р 01 С 1/16 F 04 С 18/16 зуба вспомогательного ротора и состоящая из участка эвольвенты, подходящего вплотную к точке кривой внутри делительной окружности и примыкающего к дуге окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности, и участка огибающей к участку эллипса основного ротора, центр эллипса которого расположен на делительной окружности основного ротора, за участком огибающей расположен участок дуги окружности, образующий самую внутреннюю первую боковую поверхность зуба, при этом центр окружности расположен на делительной окружности вспомогательного ротора и на второй боковой поверхности зуба в сечении, нормальном к оси вращения ротора, исходя из точки, лежащей внутри делительной окружности вблизи нее, расположена оптимнзированная комбинация нескольких участков кривых, начинающаяся участком конхоиды окружности, образующим отрезок профиля и примыкающим к самому внутреннему участку боковой поверхности, выполненному как дуга окружности с центром на делительной окружности вспомогательного ротора, с переходом отдельных участков кривой первой и второй боковых поверхностей зубьев вспомогательного ротора друг в друга без изгибов, а боКовые поверхности зубьев основного ротора являются соответственно сопряженными профилями или также огибающими.

2. Роторы по п.1, в оптимизированном исполнении с головкой зуба, лежащей вне делительной окружности — аддендумом, высота которой равна 4-6Х половины внешнего диаметра ротора, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что

144

5-10% первой боковой поверхности зуба по его высоте выполнены как участок эпициклоиды с огибающей, не имеющей кромки на основном роторе; 6-127 высоты зуба выполнены как участок эвольвенты, основная окружность которой расположена внутри делительной окружности вспомогательного ротора, 2-б высоты зуба выполнены как участок дуги окружности, имеющий на боковой поверхности зуба выпуклую кривизну, и самая внешняя точка которой имеет радиальную касательную, 15-ЗО высоты зуба выполнены по дуге окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности„ 40-70% высоты зуба выполнены по огибающей эллипса, центр которОГо расположен на делнтелъной окружности и 1-4% высоты! oj7 зуба — по дуге окружности; а вторая боковая поверхность зуба вне делительной окружности на 4-11 высоты зуба выполнена как участок эпициклоиды, соответствующая огибающая которого на основном роторе имеет сопряженную боковую поверхность без кромок, 5-12% высоты зуба выполнены как участок звольвенты, самая внешняя точка радиуса которого располоЖена вне делительной окружности, а главная окружность эвольвенты — внутри делительной окружности вспомогательного ротора 70-90 высоты зуба выполнены как участок конхоиды окружности, касающейся извне делительной окружности при этом участки конхоиды и эвольвенты плавно сопряжены а 1-4 высоты зуба выполнены по дуге окружности.

Изобретение относится к компрессоростроению и касается усовершенствования винтовых роторов роторных машин — винтовых компрессоров и насосов.

Известны винтовые роторы роторной машины, преимущественно для сжатия сжимаемой рабочей среды, с основным имеппцим четыре зуба ротором, выступы и впадины которого расположены в основном, вне делительной окружности, при этом его выступы имеют, в Основном выпуклую форму и ВспО могательным ротором с шестью зубьями, выступы и впадины которого расположены, в основном, внутри делительной окружности и имеют, в основном, вогнутую форму, причем между находящимися в зацеплении зубьями образованы Ч-Образные рабОчие пОлости, и каждая часть впадины вспомогательного ротора, образующая стеьку V-образной рабочей полости, ш!еет первую заднюю " боковую поверхность зуба,> повернутую к находящейся в стороне высокого давления стенке корпуса, и переднюю вторую боковую поверхность

Зуба, ПОВЕрнутуЮ E НаХОдящЕЙСя B CTO роне низкого давления стенке корпуса (см. авторское свидетельство СССР

У 125680, кл. Р 04 В .3/02, 1957), Недостатками этих роторов являются невысокий КХЩ, наличие гидравлических потерь, сложная технология изготовления и неблагоприятное условие

5 смазывания, что связано с несовершенством профилей зубьев роторов.

Цель изобретения - повьппение КПД, упрощение технологии изготовления,, снижение гидравлических потерь и

® улучшение условий смазывания.

Указанная цель достигается тем, что в винтовых рбторах роторной машины, преимущественно для сжатия сжимаемой рабочей среды с основным имеющим четыре зуба ротором, выступы и впадины которого расположены, в основном, вне делительной окружности, при этом его выступы имеют, в основНОм вынуклую фОрму и вспомОгательным ротором с шестью зубьями, выступы и впадины которого расположены, в основном, внутри делительной окружности и имеют, в основном, вогнутую форму, причем между находящимися в зацеплении зубьями образованы V-образные рабочие полости, и каждая часть впадины вспомогательного рото, ра, образующая стенку V-образной рабочей поверхности, имеет первую, заднюю боковую поверхность зуба, повернутую к находящейся в стороне

3 144 высокого давления стенке корпуса, и переднюю вторую боковую поверхность зуба, повернутую к находящейся в стороне низкого давления стенке корпуса, в сечении, нормальном к оси вращения вспомогательного ротора, исходя .из точки кривой вне делительной окружности, расположена оптимизированная комбинация нескольких участков кривых, образующая профиль зуба вспомогательного ротора и состоящая из участка эвольвенты, подходящего вплотную к точке кривой внутри делительной окружности и примыкающего к дуге окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности, за которой расположена дуга окружности с вогнутой боковой поверхностью, и участка огибающей к участку эллипса основного ротора, центр эллипса которого расположен на делительной окружности основного ротора, за участком огибающей расположен участок дуги окружности, образующую самую внутреннюю первую боковую поверхность зуба, при этом центр окружности расположен на делительной окружности вспомогательного ротора, и на второй боко.— вой поверхности зуба в сечении, нормальном к оси вращения ротора, исходя из точки, лежащей внутри делительной окружности вблизи нее, расположена оптимизированная комбинация нескольких участков кривых, начинающаяся участком конхоиды окружности, образующим отрезок профиля и примыкающим к самому внутреннему участку боковой поверхности, выполненному как дуга окружности с центром на делительиой окружности вспомогательного ротора, с переходом отдельных участков кривой первой и второй боковых поверхностей зубьев вспомогательного ротора друг в друга без изгибов, а боковые поверхности зубьев основного ротора являются соответственно сопряженными профилями или также огибающими.

Указанная цель достигается также тем, что в винтовых роторах в оптимизированном исполнении с головкой зуба, лежащей вне делительной окружности — аддендумом, высота которой равна 4-6Х половины внешнего диаметра ротора, 5-1ОХ первой боковой поверхности зуба по его высоте выполнены как участок эпициклоиды с оги1077

50 ложены, в основном, внутри делительной окружности 4 и имеют, в основном, вогнутую форму, причем между находя55 щимися в зацеплении зубьями образованы V-образные рабочие полости, и каж20

40 бающей, не имеющей кромки на основном роторе, 6-127. высоты зуба выполнены как участок эвольвента, основная окружность которой расположена внутри делительной окружности вспомогательного ротора, 2-6Х высоты зуба выполнены как участок дуги окружности, имеющей на боковой поверхности зуба выпуклую кривизну, и самая внешняя точка которой имеет радиальную касательную, 15-ЗОЛ высоты зуба выполнены по дуге окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности,40-70Х высоты зуба выполнены по огибающей эллипса, центр которого расположен на делительной окружности, и 1-47. высоты зуба — по дуге окружности, а вторая боковая поверхность зуба вне делительной окружности на 4-11Х высоты зуба выполнена как участок эпициклоиды, соответствующая огибающая которого на основном роторе имеет сопряженную боковую поверхность без кромок, 5-127 высоты зуба выполнены как участок эвольвенты, самая внешняя точка радиуса которого расположена вне делительной окружности, а глав. ная окружность эвольвенты — внутри делительной окружности вспомогательного ротора, 70-902 высоты зуба выполнены как участок конхоиды окружности касающейся извне делительной окружности, при этом участки конхоиды и эвольвенты плавно сопряжены, а 1-4Х высоты зуба выполнены по дуге окружности, На фиг,1 схематично изображены предлагаемые винтовые роторы; на фиг.2 — проекция теоретической линии контакта зубьев роторов.

Винтовые роторы 1 и 2 роторной машины, преимущественно для сжатия сжимаемой рабочей среды, с основным имеющим четыре зуба ротором 1, выступы и впадины которого расположены, в основном, вне делительной окружности 3, при этом его выступы имеют, в основном, выпуклую форму, и вспомогательным ротором 2 с шестью зубьями, выступы и впадины которого расподая часть впадины вспомогательного ротора 2, образующая стенку V-образ ной рабочей полости, имеет первую

5 4410 заднюю боковую поверхность зуба, повернутую к находящейся в стороне высокого давления стенке корпуса, и переднюю вторую боковую поверхность

5 зуба, повернутую к находящейся в стороне низкого давления стенке корпуса (условно не показан). Причем в сече- нии, нормальном к оси вращения вспомогательного ротора 2„, исходя из

10 точки кривой вне делительной окружности 4, расположена оптимизированная комбинация нескольких участков кривых, образующая профиль зуба вспомогательного ротора 2 и состоящая из участка 5 эвольвенты, подходящего вплотную к точке кривой внутри делительной окружности 4 и примыкающего к дуге 6 окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности, за кото- 20 рой расположена дуга 7 окружности с вогнутой кривизной боковой поверхности, и участка 8 огибающей к участку эллипса основного ротора 1, центр эллипса которого расположен Z5 на делительной окружности 3 основного ротора 1 за участком 8 огибающей расположен участок 9 дуги окружности, образующий самую внутреннюю боковую поверхность зуба, при этом центр окружности расположен на делительной окружности 4 вспомогательного ротора и на второй боковой поверхности зуба в сечении, нормальном к оси вращения ротора 2, исходя из точки, лежащей внутри делительной окружности 4, вблизи нее расположена оптимизированная комбинация нескольких участков кривых

1 начинающаяся участком 1 0 конхоиды окружности, образующим отрезок профи- @0 ля и примыкающим к самому внутреннему участку 9 боковой поверхности, выполненному как дуга окружности с центром ка делительной окружности 4 вспомогательного ротора 2, с переходом отдельных участков кривой первой и второй боковых поверхностей зубьев вспомогательного ротора 2 друг в друга без изгибов, а боковые поверхности зубьев основного ротора являются 50 соответственно сопряженными профилями или также огиб,ающими.

Винтовые роторы 1 и 2 в оптимизированном исполнении с головкой зуба, лежащей вне делительной окружности 3 - 5 аддендумом, высота которой равна 46% половины внешнего диаметра ротора

1, выполнены таким образом, что 5-10% первой боковой поверхности зуба по

77 6

его высоте выполнены как участок 11 эпициклоиды с огибающей, не имеющей кромки на основном роторе 1; 6-12% высоты зуба выполнены как участок 5 эвольвенты, основная окружность которой расположена внутри делительной окружности 4 вспомогательного ротора

4; 2-6% высоты зуба выполнены как участок 6 дуги окружности, имеющей на боковой поверхности зуба выпуклую кривизну, и самая внешняя точка которой имеет радиальную касательную;

15-30% высоты зуба выполнены как участок 7 дуги окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности, 4070% высоты зуба выполнены как участок

8 огибающей эллипса, центр которого расположен на делительной окружности

3; и 1-4% высоты зуба — как участок дуги 9 окружности; а вторая боковая поверхность зуба вне делительной окружности 4 на 4-11% высоты зуба выполнена как участок 12 эпициклоиды, соответствующая огибающая которого на основном роторе 1 имеет сопряженную боковую поверхность без кромок;

5-12% высоты зуба выполнены как участок 13 эвольвенты, самая внешняя точка радиуса которого расположена вне делительной окружности 4, а главная окружность эвольвенты — внутри делительной окружности 4 вспомогательного ротора 2; 70-90% высоты зуба выполнены как участок 10 конхонды окружности, касающейся извне делительнвй окружности 4, при этом участки

10 и 13 конхоиды и эвольвенты плавно сопряжены; à íà 1 -4% высоты зуба выполнены как участок 9 дуги окружности

Боковые поверхности профиля основного ротора 1 являются соответственными сопряженными профиля с учетом коррекции профилей для достижения благоприятного распределения зазора.

Описанный профиль представляет собой комбинацию, удачно сочетающую технические и технологические качества. Коэффициент всасывания и коэффициент полезного действия повышаются вследствие выгодной конфигурации линии 14 контакта зубьев роторов

1 и 2 и уменьшению щели утечки ра6очей среды, образованной первой боковой поверхностью зуба вспомогательного ротора 2 внутри длительной окружности 4, что достигается благодаря особой форме первой боковой по7 1441 077 8 верхности зуба вспомогательного рото- ружности улучшаются благодаря форме ра 2 в области аддендума (участки профиля эвольвенты, так что этот про6, 5 и t3), филь в зоне передачи сил имеет свойПри этом, профиль согласно изобре- ства косоэубого зубчатого колеса и тению в области общей радиальной про- пригоден для привода вспомогательно5 тяженности первой и второй боковых ro ротора. Профиль не чувствителен к поверхностей зуба вспомогательного повреждениям боковой поверхности зуба, ротора 2 не имеет построенных по точ- так как при повреждении могут возниккам участков. Профиль вспомогатель- 1О путь только точечные моментальные ного ротора 2 по всей области боко- разрывы на линии контакта роторов. вой поверхности не имеет кромки. Зуб Профиль обеспечивает повышение коэфосновного ротора 1 только на очень фициента использования объема на ЗХ. ограниченном участке дедендума с уче- Форма фрезы для фрезерования впатом незначительной йоверхности щели дин между зубъями методом отдельного утечки рабочей среды построен по точ- фрезерования улучшена тем, что увеликам и не имеет контактной кромки на чивается наклон на боковых поверхносsy6e вспомогательного ротора 2. Де- тях зубъев вспомогателъного ротора 2 дендумом является лежащий внутри де- в зоне большей ширины фреэы и ослнтелъной окружности участок профиля щ новного ротора 3 в зоне меньшей который находится в зацеплении с адден: ширины фрезы, так что количество думом зуба вспомогательного ротора 2.. возможных заточек фрезы при контурСоотношения передачи сил и усло- ном шлифовании увеличивается более, вия смазывания вблизи делительной ок- чем в три раза.

1443 077

Редактор И. Сегляннк

Корректор Л. Патай

Техред Л.Олийнык

Заказ 6258/Зб Тираж 492

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

333035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. М5

Подписное

Производственно»нолигра4ическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4