Винтовые роторы Советский патент 1988 года по МПК F01C1/16 F04C18/16 

5-10% первой боковой поверхности зуба по его высоте выполнены как учас ток эпициклоиды с огибающей, не имеющей кромки на основном роторе; 6-12% высоты зуба вьтолнены как участок эвольвенты, о,сновная окружность которой расположена внутри делительной окрзтностя вспомогательного ротораs 2-6% высоты зуба вьшолнены, как участок дуги окружности, имеющий на боковой поверхности зуба выпуклую кривизну, и самая внешняя точка которой имеет радиальную касательную; I5-30% высоты зуба выполнены по дуге окружности с вьтуклой кривизной боковой поверхности; 40-70% высоты зуба выполнены по огибшощей эллипса, ценгр которого расположен йа делительной окружности, и 1-4% высоты

зуба - по дуге окружности; а вторая боковая поверхность зуба вне делительной окружности на 4-11% высоты зуба вьшолнена как участок эпициклоиды, соответствующая огибающая которого на основном роторе имеет сопряженную боковзпо повергшость без кромок 5 высоты зуба выполнены как участок звольвенты, самая внешняя точка радиуса которого располо)йена вне деп-ителъной окружности, а главная окружность эвольвенты - внутри делительной окружности вспомогательного ротора; 70-90% высоты зуба вьтолнены как участок конховды окружности, касающейся извне делительной окружности при этом участки конхощ1;ы и эволь- В1,енты плавно сопряжены/ а 1-4% высоты зуба вьшолнены по дуге окрунности.

Изобретение относится к компрессо- ростроению и касается усовершенствования винтовых роторов роторных машин - винтовьк компрессоров и rfaco- сов

Известны винтовые роторы роторной машины, преимущественно для сжатия сжимаемой рабочей среды, с основным именяцим четыре зуба ротором, выступы и впадины которого расположены в основномJ вне делительной окружности; при этом его выступы имеют, в основном, выйуклую форму, и вспомогательным ротором с шестью зубьямк, выступы и впадины которого раеполо™ жены, в основном, внутри делительной о|Я5ужности и имеют, в основном, вог- нутзпю форму, причем между находящимися в зацеплении зубьями образованы V-образные рабочие полости, и каждая часть впадины вспомогательного ротора, образующая стенку V-образ- ной рабочей полости, имеет первую заднюю боковую поверхность зуба,/ ;повернутую к находящейся в стороне вьюокого давления стенке корпуса, и переднюю вторую боковую поверхность зуба, поверйутзто к находящейся в стороне низкого давления стенке корпуса (см. авторское свидетельство СССР № 125680, кло F 04 D .3/02, 1957).

Недостатками этих роторов являются невысокий КПД, наличие гидравлических потерь, сложная технология изготовления и неблагоприятное условие смазьюаНйя, что связано с несовершен- ством профилей зубьев роторов,

Цель изобретения - повышение КПД, уирощение технологии изготовления,, снижение гидравлических потерь и

улучшение условий смазьюания.

fS

20

30

Указанная цель достигается тем, что в SjfjHTOBbK роторах роторной машины, преимущественно для сжатия сжимаемой рабо1 ей среды с основным имеющим четыре зуба ротором, выступы и впадйНы которого расположены, в осноном, вне делительной окружности, при этом его выстзшы имеют, в основном, выпуклз ю 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-об- разные рабочие полости, и каждая часть впадины вспомогательного рото,ра, образующая стенку V-образной рабочей поверхности, имеет первую

. заднюю боковую поверхность зуба, по- вернутую К находящейся в сторойе

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 вьтуклой 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

бающей, не имеющей кромки на основном роторе, 6-12% высоты зуба выполнены как участок эвольвента, осно ная окружность которой расположена внутри делительной окружности вспомо

гательного ротора, 2-6% высоты зуба вьшолнены как участок дуги окружности, имеющей на боковой поверхност

10 зуба выпуклую кривизну, и самая внеш няя точка которой имеет радиальную к сательную, 15-30% высоты зуба выполнены по дуге окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности,40-70%

15 высоты зуба выполнены по огибающей эллипса, центр которого расположен на делительной окружности, и 1-4% высот зуба - по дуге окружности, а вторая боковая поверхность зуба вне дели20 тельной окружности на 4-11% высоты зуба вьтолнена как участок эпи.цик- лоиды, соответствующая огибающая которого на основном роторе имеет сопряженную боковую поверхность без

окружности, образующую самую внутрен- 25 кромок, 5-12% высоты зуба выполнены

нюю 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 оптимизированная комбинация нескольких участков кривых, начинающаяся участком конхоиды окружности, образуюп1:им отрезок профиля и примыкающим к самому внутреннему участку боковой поверхности, вьшолненному 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.

Указанная цель достигается также тем, что в винтовых роторах в оптимизированном исполнении с головкой зуба, лежащей вне делительной окружности - аддендумом, высота которой равна 4-6% половины внешнего диаметра ротора, 5-10% первой боковой поверхности зуба по его высоте выполнены как участок эпициклоиды с оги0774

бающей, не имеющей кромки на основном роторе, 6-12% высоты зуба выполнены как участок эвольвента, основная окружность которой расположена внутри делительной окружности вспомо

гательного ротора, 2-6% высоты зуба вьшолнены как участок дуги окружности, имеющей на боковой поверхности

зуба выпуклую кривизну, и самая внешняя точка которой имеет радиальную касательную, 15-30% высоты зуба выполнены по дуге окружности с выпуклой кривизной боковой поверхности,40-70%

высоты зуба выполнены по огибающей эллипса, центр которого расположен на . делительной окружности, и 1-4% высоты зуба - по дуге окружности, а вторая боковая поверхность зуба вне делительной окружности на 4-11% высоты зуба вьтолнена как участок эпи.цик- лоиды, соответствующая огибающая которого на основном роторе имеет сопряженную боковую поверхность без

0

5

как участок эвольвенты, самая внещ- няя 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 вьтолнены по дуге окружНОСТИо

На фиГо схематично изображены предлагаемые в штовые роторы; на

0 фиг.2 - проекция теоретической линии контакта зубьев роторов.

Винтовые роторы 1 и 2 роторной машины, преимущественно для сжатия сжимаемой рабочей среды, с основным

5 имеющим четыре зуба ротором 1, выступы и впадины которого расположены, в основном, вне делительной окружности 3, при этом его выступы имеют, в основном, вьтуклую форму, и вспо0 могательным ротором 2 с шестью зубьями, выступы и впадины которого расположены, в основном, внутри делительной окружности 4 и имеют, ,в основном, вогнутую форму, причем между находя5 щнмися в зацеплении зубьями образованы V-образные рабочие полости, и каждая часть впадины вспомогательного ротора 2, образующая стенку V-образ-- ной рабочей полости, имеет первую

5144Ю776

заднюю боковую поверхность зуба, по-его высоте вьтолнены как участок И вернутую к находящейся в стороне высо-эпициклоиды с огибающей, не имеющей кого давления стенке корпуса, и пе-кромки на основном роторе 1; 6-12% реднкио вторую боковую поверхностьвысоты зуба вьтолнены как участок 5 зуба, повернутую к находящейся в сто-эвольвенты, основная окружность кото- роне низкого давления стенке корпусарой расположена внутри делительной (условно не показан). Причем в сече-iокружности 4 вспомогательного рютора НИИ, нормальном к оси вращения вспо-4; 2-6% высоты зуба выполнены как : могательного ротора 2 исходя из ioучасток 6 дуги окружности, имеющей точки кривой вне делительной окруж-на боковой поверхности зуба выпуклую нести 4, расположена оптимизирован-кривизну, и самая внешняя точка ко- ная комбинация нескольких участковторой имеет радиальную касательную; кривых, образующая профиль зуба вспо-15-30% высоты зуба выполнены как могательного ротора 2 и состоящая из 15участок 7 дуги окружности с выпуклой участка 5 эвольвенты, подходящегокривизной боковой поверхности 40- вплотную к точке кривой внутри дели-70% высоты зуба выполнены как участок тельной Окружности 4 и примьпсающёго8 огибающей эллипса, центр которого к дуге 6 окружности с вьтуклой кри-расположен на делительной окружности визкой боковой поверхности, за кото- 203; и 1-4% высоты зуба - как участок дурой расположена дуга 7 окружности сги 9 окружности; а вторая боковая вогнутой кривизной боковой поверх-поверхность зуба вне делительной ок- ности, и участка 8 огибающей к .ружности 4 на 4-11% высоты зуба вы- згчастку эллипса основного ротора 1,полнена как участок 1 2 эпициклоиды, центр эллипса которого расположен 25соответствующая огибающая которого на делительной окружности 3 основно-на основном роторе 1 имеет сопряжен- го ротора 1, за участком 8 огибающейную боковую поверхность без кромок; расположен участок 9 дуги окрзпи ости j5-12% высоты зуба вьтолнены как учас образующий самую внутреннюю боковуюток 13 эвольвенты, самая внешняя точ- поверхность зуба, при этом центр 30ка радиуса которого расположена вне окружности расположен на делительнойделительной окрз жности 4, а главная окружности 4 вспомогательного ротораокружность эвольвенты - внутри дели- и на боковой поверхности зуба в ;тельной окружности 4 вспомогательно- сечении нормальном к оси вращенияго ротора 2; 70-90% высоты зуба вы- ротора 2, исходя из точки лежащей 5полнены как участок 10 конхоиды ок- внутри делительной окружности 4, вбли-ружности, касающейся извне делитель- зи нее расположена оптимизированнаянэ й окружности 4, при этом участки комбинация нескольких участков кривых10 и 13 конхоиды и эвольвенты плав- начинающаяся участком 10 конховдыно сопряжены а на J-4% высоты зуба окружности, образу ощим отрезок профи- 40выполнены как участок 9 дуги окруж- ля и примыкающим к самому внутренне-ности.

му участку 9 боковой поверхности, вы- Боковые поверхности профиля основполненному как дуга окружности с цент-ного ротора 1 являются соответственром на делительной окружности 4 вСпо-ными сопряженными профиля с учетом

могательного ротора 2, с переходом 45коррекции профилей для достижения

отдельных участков кривой первой иблагоприятного распределения зазора, второй боковых поверхностей зубьев Описанный профиль представляет совспомогательного ротора 2 друг в дру-бой комбинацию, удачно сочетающую

га без изгибов, а боковьш поверхноститехнические и технологические казубьев основного ротора являются goчестна Коэффициент всасьшания и

соответственно сопряженными профилямикоэффициент полезного действия повьшаили также огиб.ающими ются вследствие выгодной конфигураВинтовые роторы 1 и 2 в оптимизиро-ции линии 14 контакта зубьев роторов

ванном исполнении с головкой зуба,1 и 2 и уменьшению щели утечки раболежащей вне делительной окружности 3-55чей среды, образованной первой бокоаддендумом, высота которой равна 4-вой поверхностью зуба вспомогатель6% половины внешнего диаметра ротораного ротора 2 внутри длительной ок1, выполнены таким образом, что 5 10%ружности 4, что достигается благодапервой боковой поверхности зуба поря особой форме первой боковой поверзсности зуба вспомогательного ротора 2 в области аддендума (участки 6, 5 и 11).

При этом,профиль согласно изобретению в области общей радиальной протяженности первой и второй боковых поверхностей зуба вспомогательного ротора 2 не имеет построенных по точкам участков. Профиль вспомогательного ротора 2 по всей области боковой поверхности не имеет кромки. Зуб основного ро1чэра 1 только на очень ограниченном участке дедендума с учетом незначительной поверхности щели утечки рабочей среды построен по точкам и не имеет контактной кромки на зубе вспомогательного ротора 2 Де- дендумом является лежащий внутри делительной окружности участок профиля, который находится в зацеплении с адден - Кумом зуба вспомогательного ротора 2.,

Соотношения передачи сил и условия смазывания вблизи делительной окружности улучшаются благодаря форме профиля эвольвенты, так что этот профиль в зоне передачи сил имеет свойства косозубого зубчатого колеса и пригоден для привода вспомогательного ротора. Профиль не чувствителен к повреждениям боковой поверхности зуба, так как при тювреждении могут возникнуть только точечные моментальные разрывы на линии контакта роторов. Профиль обеспечивает повышение коэффициента использования объема на 3%, Форма фрезы для фрезерования впадин между зубьями методом отдельного фрезерования улучшена тем, что увеличивается наклон на боковых поверхностях зубьев вспомогательного ротора 2 в зоне большей ширины фрезы и основного ротора J в зоне меньшей

ширины фрезы, так что количество - возможных заточек фрезы при контурном шлифовании увеличивается более« чем в три раза.

01/9.1

/

,1