罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

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1、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DesignImprovementonInvoluteProfileofRootsBlowerRotors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存在如下几何关系上的不足及其原因,设计出新的渐开线型转子型Amin1=(1)线,改进后的新型线与传统型线相比,具有面积利DP1+cosAmin2z用系数高、噪声低的优点。PtgAmin=(2)z关键词:罗茨鼓风机三叶型线渐开线将(2)式代入(1)式,得Amin1Abstract:Inth

2、ispaper,shortcomingsof=(3)DP1conventionalinvoluteprofileofRootsblower1+2zP2rotorsareanalyzed,andanimproveddesignis1+()zputforward.Comparedwiththeconventional由式(3)看出:给定转子头数z及直径D,存profile,thenewonehasahigherareacoefficient在一个最小中心距Amin,若设计的A超过Amin,将andalowernoiselevel.发生型线

3、干涉。当z=2时,AminöD=0.618;当z=Keywords:RootsblowerThreelobeProfile3时,AminöD=0.683。对于标准渐开线叶型,AöDInvolute=2ö3,这对两叶罗茨鼓风机而言不存在任何问题,但对三叶罗茨鼓风机来说,由于AöD

4、〕而很少应用。渐开线型由于其设计、加工方便,罗茨鼓风机,当AöD=AminöD时,面积利用系数且密封性能好而在两叶罗茨鼓风机中广为应用。从标准叶型的0.5185降到0.50;二是采用非标准但在三叶罗茨鼓风机中,传统的渐开线型转子型叶型给标准化设计带来不便,尤其是从两叶产品线由于存在型线干涉及面积利用系数降低等问题直接过渡到三叶产品时更加如此。而使部分厂家倾向于采用圆弧型转子型线。然而,对渐开线型转子型线而言,避免型线干涉的圆弧型转子型线的齿顶密封性能差,其容积效率办法除了增加中心距外,还有一种办法是减小渐不如渐开线型。如何保持渐开线型

5、转子型线密封开线基圆的半径值。然而,传统渐开线型转子型线性能好的优点,又能克服其型线干涉、面积利用系在这条路上是行不通的。因为它在转子的齿顶、齿数降低等问题,这是本文将要解决的问题。根采用了销齿圆弧,而销齿圆弧的位置是受到严二、传统渐开线型转子型线的不足及其原因格限制的:其圆心必须在节圆上,而半径由下式确根据文献〔2〕的推导,传统渐开线型转子型线定:2000年3月20日收到西安市710049—3—©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreser

6、ved.http://www.cnki.net□设计试验《风机技术》2000年第3期Pro参数方程如下:r=(4)2z结果,销齿圆弧位置的固定就限制了渐开线基圆半径的改变。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(4)的限制,导致公式(3)中对Amin的限制。式中,(xB,yB)为B点坐标,由方程(5)计算得对于渐开线型转子型线,为了保持面积利用到;(xC,yC)为C点坐标,由下述渐开线方程计算系数,同时也为了产品标准化,AöD=2ö3

7、应尽量得到。保持不变,而不增加AöD就必须解决干涉问题,3.CD段而解决干涉问题则应该从解除销齿圆弧的限制入CD是一段渐开线,其参数方程如下: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、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1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-1r0式中,At为节圆压力角,At=cos;r0为渐型线段)。rtz开线的基圆半径,r0=(D-A)F,F在0.85～0.P95之间,这是与传统

8、渐开线型转子型线不同的重要之处;te为渐开线终点C对应的参数,te=invAe+Ae;tb为渐开线起点D对应的参数,tb=invAb+Ab;Ab及Ae的计算与文献〔2〕相同。4.DE段DE段是与渐开线CD及圆弧EF相连的