渐开线型罗茨真空泵转子型线的改进研究.pdf

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1、2011年11月机床与液压NOV．20ll第39卷第22期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．39No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．22．011渐开线型罗茨真空泵转子型线的改进研究李海洋，赵玉刚，胡柳，李伟(山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049)摘要：通过对罗茨泵转子型线关键指标的分析，找出限制罗茨泵工作效率提高的原因，在此基础上，对传统渐开线型线进行改进。与传统型线关键指标的对比表明：改进后型线的径距比及面积利用系数有了明显的提高，转子型线平滑度得到改善。关键

2、词：转子型线；渐开线型；径距比；面积利用系数中图分类号：TB752+．26’文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)22—037—3TheImprovementStudyonInvoluteProfileTypeRotorProfileinRootsVacuumPumpLIHaiyang，ZHAOYugang，HULiu，LIWei(CollegeofMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ZiboShandong255049，China)Abstra

3、ct：ByanalyzingthekeyindicatorsofrotorprofileinRootspump，thereasonofconstrainingtheRootspumptoimproveeficiencywasidentified．Onthisbasis，theconventionalinvoluteprofilewasimproved．Comparedwiththekeyindicatorsofthecon—ventionalprofile，itisshownthatthediameterdistanceratio

4、andareacoefficientoftheimprovedprofilearehigherclearlyandtherotorprofile’Ssmoothnessisimproved．Keywords：Rotorprofile；Involuteprofile；Diameterdistanceratio；Areacoeficient罗茨真空泵因启动快、功耗少、运转维护费用低、抽速大、效率高而被广泛应用于真空冶金、化＼／工、食品、医药等行业中。罗茨真空泵是一种双转子回转式容积泵，其工作原理类似于齿轮泵，依靠两个相互啮合的齿轮，分

5、别带动两个转子相互啮合实现抽一气的功能。要保证其正常平稳地工作，最为关键的是两个转子，而转子的核心则是型线。转子型线的设计合理与否，直接关系到真空泵的各项性能指标。因一、～而，转子型线的设计显得尤为重要。传统的转子型线／＼＼主要分为3个大类：渐开线型、圆弧型、摆线型。圆。二R一’’～——_—弧型和摆线型均由于面积利用系数较低、密封性能较—．2a差，而得不到广泛应用。目前，渐开线型由于便于加工且密封性能好而被广泛采用，但是，依然存在因干图1叶型发生干涉的极限位置涉原因径距比、面积利用系数得不到提高的问题。作者针对目前传统渐开线型线存

6、在的问题，提出了一种、K2逐渐远离点P，逐渐靠近对应切点E、F。当径距比达到一定极限时，即／a=(R／a)=1+改进后的渐开线型罗茨泵转子型线。1罗茨真空泵设计的主要参数fiT'COS(arctan1——1．1径距比，E与K。、F与K2分别重合。而当径距比是指罗茨泵转子最大外圆半径与尺／a>(／o)时，渐开线终点附近的一段型线，1／2中心距的比值，即／n。其大小直接影响到叶将不能与另一叶轮渐开线始点附近的一段型线啮合，型、面积利用系数、转子刚度、叶轮啮合性能。因这就发生了叶型干涉现象。此，在转子型线设计中，径距比是一个极其重要的参

7、正因为这个原因，导致在中心距固定的情况下，数。如图1所示。转子型线的改进受到了很大的限制，从而罗茨泵的工随着径距比R／。的变大，渐开线啮合极限点作效率难以大幅度地提高。收稿日期：20t0—10—28作者简介：李海洋(1985一)，男，硕士，主要研究方向为数控技术。E—mail：lihyly@yahoo．cn。·38·机床与液压第39卷1．2面积利用系数式中：为直线段的长度，z为直线段碰的长面积利用系数⋯是衡量罗茨泵转子型线好坏的另度，其中，点日的坐标可以通过公式(3)和(4)一个重要的指标，直接反映了罗茨真空泵工作效率的联立求得。

8、2．3CD段‘高低。根据罗茨泵转子面积利用系数A的定义，得出面积利用系数的公式：CD为一直线段，是圆弧BC与圆弧DE的外公切线。点C为圆弧BC上的切点，点，J为圆弧DE上的A=纛切点。CD段直线方程：式中：s为叶轮旋转一周，其外圆半径扫过的面积，y