一种椭圆弧形的泵用新转子制造技术

本实用新型专利技术主要涉及罗茨泵用转子，具体涉及一种椭圆弧形的泵用新转子，包括：椭圆弧、共轭段、避让圆弧，所述椭圆弧包括过渡段和工作段，起始工作点处的椭圆法线通过峰节点，终止工作点既在椭圆上又在节圆上，所述共轭段满足无拐点条件，所述避让圆弧的圆心在谷轴上而且避让圆弧过共轭段终点和谷轴上的谷点，一方面提高了转子的形状系数，另一方面尚能降低峰部质量，使转子叶的重心偏往谷部，缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障，而且转子型线上的峰点能远远避让开另一转子型线上的谷部避让圆弧，避让运动中始终不存在转子型线上的几何干涉，且谷部避让圆弧的加工比较简单。

A New Elliptical Arc Rotor for Pump

【技术实现步骤摘要】
一种椭圆弧形的泵用新转子
本技术主要涉及罗茨泵用转子，具体涉及一种椭圆弧形的泵用新转子。
技术介绍
罗茨泵是一种回转式容积泵，工作原理类似于齿轮泵，具有原理简单、体积小、重量轻、成本低、密封性好、无污染等特点，广泛应用于介质输送、抽真空、鼓风等方面。转子的形状系数直接决定了泵理论容积率的大小，依据应用场合的不同，转子型线可采用圆弧、渐开线、摆线、直线等多种线型或彼此间的组合线型，却无任何椭圆弧转子型线的相关文献报道。其中，在目前所见的转子中，圆弧转子最为常见，其形状系数也最大，但缺点是转子叶的质量偏在峰部，动平衡性能差，不利于缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障。
技术实现思路
为了解决以上不足，本技术公开了一种椭圆形的泵用新转子，目的在于实现更大的形状系数和更好的动平衡性能要求。为了达到以上目的，本技术采取的技术方案如下：一种椭圆弧形的泵用新转子，包括：椭圆弧、共轭段、避让圆弧，其特征在于：所述椭圆弧包括过渡段和工作段，所述起始工作点处的椭圆法线通过峰节点，所述终止工作点既在椭圆上又在节圆上，所述共轭段满足无拐点条件，所述避让圆弧的圆心在谷轴上而且避让圆弧过共轭段终点和谷轴上的谷点。进一步的，设峰轴和节圆的交点为峰节点，抛物线段上任一点的法线与节圆的交点为法节点，与峰轴的夹角为法向角，与曲心、转心连线间的夹角为法心角。进一步的，设转子的旋心为o，节圆半径为r，转子的叶数为N，椭圆弧新转子的形状系数为ε，椭圆的圆心为峰轴上的点ot，单位节圆半径下的半长轴长为a/r，短轴与长轴的轴长比为e。则，单位节圆半径的半短轴长为ea/r，法向角为α。进一步的，转子谷部采用避让圆弧代替峰点运动时的谷部共轭曲线。所述一种椭圆弧形的泵用新转子各个线段满足以下条件：以转子旋心o为原点，峰部的对称轴线(简称峰轴)为y轴，构建xoy坐标系。则椭圆弧的型线满足以下方程式要求：由终止工作点既在椭圆上，又在节圆上，工作段上的终止工作点满足以下要求：起始工作点的椭圆法线过峰节点，得起点法向角α满足以下要求：由共轭段的无拐点条件，即条件1的“椭圆弧上的工作段上存在某点到其法节点的距离等于法节点到其曲率中心的距离”和条件2的“该点的法心角为90°”。那么，e的范围取值为0.65~1.00下的ε(e)和a(e)/r的变化规律，如表1所示。其中，e=1为常见的圆弧转子，ε(N=2,e=1)=1.67，ε(N=3,e=1)=1.48，与现有文献给出的结果完全一致。N=2时，本技术转子型线上的椭圆弧的最佳轴长比为0.9，则ε=1.69，较圆弧转子提高了(1.69-1.67)/1.67=1.2%。N=3时的最佳轴长比约为0.75，则ε=1.52，较圆弧转子提高了(1.52-1.48)/1.48=2.7%。表1ε(e)和a(e)/r的变化规律e1.000.950.900.850.800.750.700.65ε(N=2)1.671.681.691.681.671.671.651.64a/r(N=2)0.740.770.800.840.890.941.011.10ε(N=3)1.481.491.501.511.521.521.511.51a/r(N=3)0.290.320.560.590.630.670.720.78所述避让圆弧的圆心在谷轴上而且避让圆弧过共轭段终点和谷轴谷点。因此可以确定唯一的单位节圆半径下的避让圆弧半径为：本技术各个弧段满足以上条件，所得到的一种椭圆弧形的泵用新转子。有益效果：一方面提高了转子的形状系数，另一方面尚能降低峰部质量，使转子叶的重心偏往谷部，缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障。而且转子谷部采用避让圆弧代替峰点运动时的谷部共轭曲线，避让运动中始终不存在转子型线上的几何干涉，且避让圆弧较峰点运动时的谷部共轭曲线，加工上简单很多。附图说明图1为本技术转子的型线示意图。图2为共轭段的无拐点条件示意图。其中：1、椭圆弧；101、过渡段；102、工作段；2、共轭段；3、避让圆弧；4、起始工作点；5、终止工作点；6、节圆；7、峰点共轭曲线；8、谷点；9、谷轴；10、峰轴；11、椭圆；12、峰节点；13、峰点；14、某一特定点A；15、法节点；16、曲心；17、法心角；α、法向角。具体实施方式下面结合实施例附图对本技术做具体说明：如图1所示，一种椭圆形的泵用新转子，包括：椭圆弧1、共轭段2、避让圆弧3，其特征在于：所述椭圆弧1包括过渡段101和工作段102，所述起始工作点4处的椭圆法线通过峰节点12，所述终止工作点5既在椭圆弧11段上又在节圆6上，所述共轭段2满足无拐点条件，所述避让圆弧3的圆心在谷轴9上而且避让圆弧3过共轭段2的终点和谷轴9上的谷点8。设转子的旋心为o，节圆6的半径为r，转子的叶数为N，椭圆弧新转子的形状系数为ε，椭圆11的圆心为峰轴10上的点ot，单位节圆半径下的半长轴长为a/r，短轴与长轴的轴长比为e。则，单位节圆半径的半短轴长为ea/r。首先，以转子旋心o为原点，峰部的对称轴线(简称峰轴)为y轴，构建xoy坐标系。则，椭圆11的坐标方程为由于终止工作点5既在椭圆11上，又在节圆6上，得由起始工作点4处的椭圆法线过峰节点12，得起点法向角α为其次，如图2所示，由共轭段2的无拐点条件，即条件1的“椭圆弧1上的工作段102上存在某特定一点A(14)到其法节点15的距离等于法节点15到其曲(率中)心16的距离”，条件2的“该点14的法心角17为90°”，那么，e=0.65~1.00下的ε(e)和a(e)/r，如表1所示。其中，e=1为常见的圆弧转子，ε(N=2,e=1)=1.67，ε(N=3,e=1)=1.48，与现有文献给出的结果完全一致。N=2时，本技术转子型线上的椭圆弧的最佳轴长比为0.9，则ε=1.69，较圆弧转子提高了(1.69-1.67)/1.67=1.2%。N=3时的最佳轴长比约为0.75，则ε=1.52，较圆弧转子提高了(1.52-1.48)/1.48=2.7%。且表1ε(e)和a/r(e)的变化规律e1.000.950.900.850.800.750.700.65ε(N=2)1.671.681.691.681.671.671.651.64a/r(N=2)0.740.770.800.840.890.941.011.10ε(N=3)1.481.491.501.511.521.521.511.51a/r(N=3)0.290.320.560.590.630.670.720.78然后，由圆心位于谷轴9上、过共轭段终点、过谷点8的三个条件唯一确定避让圆弧3。则，单位节圆半径下的避让圆弧3的半径为综上可知，在实际使用过程中，本技术可以满足两叶椭圆弧转子或者三叶椭圆弧转子的生产使用，而且都具有明显的优势。一方面提高了转子的形状系数，另一方面尚能降低峰部质量，使转子叶的重心偏往谷部，缓解转子系统的动不平衡和降低振动故障。而且转子谷部采用避让圆弧7代替峰点运动时的谷部共轭曲线3，避让运动中始终不存在转子型线上的几何干涉，且避让圆弧7较峰点运动时的谷部共轭曲线3，加工上简单很多。综上，本技术达到预期效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种椭圆弧形的泵用新转子，包括：椭圆弧、共轭段、避让圆弧，其特征在于：所述椭圆弧包括过渡段和工作段，所述工作段包括起始工作点、终止工作点，所述起始工作点处的椭圆法线通过峰节点，所述终止工作点既在椭圆上又在节圆上，所述共轭段满足无拐点条件，所述避让圆弧的圆心在谷轴上而且避让圆弧过共轭段终点和谷轴上的谷点。

【技术特征摘要】
1.一种椭圆弧形的泵用新转子，包括：椭圆弧、共轭段、避让圆弧，其特征在于：所述椭圆弧包括过渡段和工作段，所述工作段包括起始工作点、终止工作点，所述起始工作点处的椭圆法线通过峰节点，所述终止工作点既在椭圆上又在节圆上，所述共轭段满足无拐点条件，所述避让圆弧的圆心在谷轴上而且避让圆弧过共轭段终点和谷轴上的谷点。2.如权利要求1所述的一种椭圆弧形的泵用新转子，其特征在于：以转子旋心o为原点，峰部的对称轴线为y轴，构建xoy坐标系，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32