Винтовая объемная машина Советский патент 1981 года по МПК F04C18/00 

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к про филированию зубьев винтовых компрессоров, и может найти применение в других отраслях народного хозяйства использующих винтовые машины. Известны винтовые объемные машины например компрессоры, содержащие ведущий и ведомый роторы с сопряженным профилями головки зуба ведомого и ножки зуба ведущего ротора. В таких машинах высота головки зуба ведомого ротора составляет 1,5-2% от диаметра окружности вершин головок. Профиль боковой стороны головки зуба очерчивается различными кривыми. Известен профиль боковой стороны грловки зуба, выполненный в виде ветви эпициклоиды, которая образован вычерчивающей точкой, расположенной на производящей окружности с диаметром, равным высоте головки зуба ведомого ротора. Недостатком такого профиля является повышенная продольная негерметичность, то есть перетечки газа из одной парной полости в другую. ветви эпициклоиды, которая образована точкой, находящейся на прсжзводящей окружности диаметром, равным диаметру начальной окружности Еедуще р ротора, а также профиль, выпсхпненный в виде ветви эвольвенты. Такие профили также имеют существенные недостатки, которые заключаются в значительных изломах профиле зубьев как ведущего, TctK и ведомого роторов, и в повьыенной поперечной негерметичности, то есть перетекании газа с нагнетания на всасывание. Применяются также несопряженные профили головки зуба ведомого ротора к ножки зуба ведущего ротора, выполняемле дугой окружности с центром, лежащим на начальной окружности ведомого ротора. Недостатками такого профмля являются непостояистВо передаточного отнсяиения, излом профиля зуба ведущего ротора и значительная продольная негерметичность. Цель изобретения - повышение экономичности и надежност винтовой объемной Машины.

циклоиды с соотношением диаметров производящей и начальной окружностей н пределах: для эпициклоиды - больше отношения высоты головки к диаметру начальной окружности, но не больше . половины передаточного отнсяаения, для гипоциклоиды - больше нуля, но меньше передаточного отношения.

Свойства профиля определяются модулями эпициклоиды и удпиненной гипоциклоиды (гипотрохоиды), представляющими собой отнсшение диаметра производящей окружности к диаметру начальной окружности. При соответствующем выборе модулей эпициклоиды и гипотрохоиды профиль головки обеспечивает лучшее качество роторов, чем при использовании известных профилей .

В предлагаемой машине модуль эпициклоиды находится в интервале

fi22:

,о,5,

а модуль гипотрохоиды - в интервале

2( , ,

, г

где п - высота головки зуба ведомого ротора;

cJ дИаметр начальной окружности ведомого ротора)

%.модуль эпициклоиды для головки зуба ведомого ротора; число зубьев ведущего тора/Zs.число зубьев ведомого ротора j

модулЪ гипотрохоиды для гоКП-.

г ловки зуба ведомого ротора. Здесь и далее индекс 1 присвоен ведущему ротору, индекс 2 - ведомому ротору.

Такое выполнение профиля голозки зуба ведомого ротора позволяет получить технологичные роторы с улучшенной продольной герметичностью,повысить экономичность и надежность компрессоррв.

На фиг. 1 показано сечение роторов торцовой плоскостью, на фиг. 2 зацепление головки зуба ведомого ротора с ножкой зуба ведущего ротора в укрупненном масштабе, на фиг. 3 .профиль боковой стороны головки зуба ведомого ротора при различных модулях эпициклоиды и гипотрохоиды; на фиг 4 - профиль ножки зуба ведущего ротора, сопряженный с профилем боковой стороны головки зуба ведомого ротора; на фиг. 5 - сечение M-N на фиг. 1.

Предпоженная винтовая машина содержит ведущий ротор 1 и ведомый ротор 2, На зубе ведущего ротора выполнена ножка 3, расположенная внутри его начальной окружности. На зубе ведомого ротора выполнена головка 4, расположенная вне его начальной окружности.. Пунктирными линиями N(VI)M(N Л изображены линии зацепления: роторов между собой, ведущего ротора с корпусом и ведомого ротора с корпусом. Линии зацепления являются проекциями пространственных линий контакта на торцовую плоскость. Причина разрыва общей (суммарной) линии зацепления - наличие головок на зубьях ведомого ротора и отклонение зацепления головок зубьев ведущего ротора от точечного эпициклоидального. РазЕялв между точками М и N обусловливает наличие пространственного канала сложной формы. Минимальное сечение канала (сечение в свету), называемое треугольной щелью, лежит в секущей плоскости, проходящей через точки N и N . Площадь и конфигурация треугольной щели определяют количество газа, перетекающего из одной парной полости в другую, и зависят от высоты головки зуба ведомого ротора и профиля его боковой стороны.

На фиг, 2 изображены в торцовом сечении сопряженные профили боковой стороны головки зуба ведомого ротора . ножки зуба ведущего ротора А/|С-) .Профиль головки состоит из двух участков: ветви эпициклоид и ветви удлиненной Гипоциклоиды (гипотрохоиды),

Профиль ножки зуба Б- строится по закону сопряжения, то есть те же производящие окружности обкатываются по начальной окружности ведущего ротора. При этом соотношение между модулем эпициклоиды для головки зуба (участок гипоциклоиды для ножки зуба {участок ,) имеет вид

, g.

где 1}- модуль гипоциклоиды для ножки зуба, то есть отношение диаметров произЕ Едящей и начальной окружностей ведущего ротора.

На фиг. 3 и 4 показаны профили боковой стороны головки зуба ведомого винта и ножки зуба ведущего винта для некоторых частных случаев, полученных для значений

О,028125 ф, |{ 1,5, где 111 - высота ножки зуба ведущего

ротора,

При этом модулям iigj, равным 0,33, 0,08; 0,04 и 0,01875, соответствуют модули vv(, равные 0,5, 0,12/ 0,06 и 0,03. Ветвь гипотрохоиды CjBg имеет модуль vn,, обеспечивающий плавную стыковку с эпициклоидой и окружностью вершин головок в точках С.2. и 2 , Пунктирными линиями показан профиль, очерченный дугой Окружности с центрюм, находящимся на начальной окружности ведомого ротора. Наибольшая величина модуля W - 0,33 соответствует величине ( 2 6, Z 4). При таком модуле на ведущем винте отсутствует излом в точке А, то есть имеет место плавная стыковка кривой кривой, очерчивакяцей головку зуба ведущего ротора. При этом линия (модул ь vnp 0,5) превращается в отре зок прямой. Наименьшая величина - 0,Fl875 соответствует отношению высоты голов ки зуба ведомого ротора к диаметру его начсшьной окружности.При этом мо -дуле отсутствует участок гилотро.оид VjjBj TaK как эпициклоида плавно состы ковывается с дугой окружности вершин Сопряженная гипоциклоида (Мг,0,03) плавно состыковывается с окружности впадин HI с кривой, очерчивающей головку зуба ведущего ротора. На фиг. 5 показано сечение по M-N фиг. 1, то есть треугольная щель, при различных профилях боковой сторо ны головки зуба ведомого винта. Кривые 5 и б, представляющие собой пере сечение плоскостью MN поверхностей головки зуба ведущего ротора и расто ки корпуса, не изменяются при различ ных вариантах профилей боковой сторо ны головки зуба ведомого ротора. Линия 7 соответствует случаю, ног да боков 1я сторона головки образована радиальной прямой (на иг. 3 совпадает с осью абсцисс):. Кривая 8 соответствует профилю, выполненному по дуге окружности (пунктирная кривая на фиг. 3). Кривая 9 соответствует профилю с модулем ЭГ 0,01875. Кривая 10 соответствует профилю с ..модулем П 94 0,08. йсли принять п.пощадь треугольной щели для профиля 7 за 100%, то площади щели для профилей 8,9 и 10 составят соответственно 117%,126%,lli%. Таким образом, профиль 10, выполненный согласно изобретению, имеет площадь треугольной щели, меньшую, чем применяемые для головок профили 9 (эпициклоида) и 8 (дуга окружности). Профили с модулем пределах от 0,04 до 0,33 имеют меньшую треугольную щель, чем круговой профиль 8, при практически одинаковой для всех рассмотренных профилей длине линии контакта, изменяющейся в пределах не более 0,6%. Наиболее рационально назначение кюдуля эпициклоидыУМд/г. в интервале 0,05-0,11, что обеспечивает оптимальный профиль головки зуба ведоiJtcro ротора. Форглула изобретения Винтовая объемная машина, например компрессор, содержащая ведущий и ведомый роторы с сопряженными профилями головки зуба ведомого и ножки зуба ведущего роторов, отличающаяся тем, что, с целью повмйения экономичности и надежности, профиль боковой стороны головки зуба выполнен в виде плавно состыкованных ветвей эпициклоиды и удлиненной гипоциклоиды с соотношением диаметров роизводящей и начальной окружностей пределах для. эпициклоидда - больше тношения высоты головки к диаметру, ачальной окружности, но не больше олоБИгЫ передаточного отношения, а ля ГИПОЦИКЛОИД - больше нуля, но еньше передаточного отношения.

След сенущей плосности.

Л7г

Фиг.1.

О.т 0,75 )(0 0,f9

t/. (7

0.20e(t