一种泵用高性能的新抛物线转子制造技术

本发明专利技术公开了一种泵用高性能的新抛物线转子,包括:峰抛物线段、谷共轭曲线段、谷避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定；峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，分界点由其法向角所唯一确定；谷避让圆弧段由圆心位于谷轴上与过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定，在具有较大的形状系数前提下，通过有效降低转子的峰部质量，促使叶重心偏往谷部，从而缓解转子系统的动不平衡，降低振动故障。

A new parabolic rotor with high performance for pump

【技术实现步骤摘要】
一种泵用高性能的新抛物线转子
本专利技术主要涉及罗茨泵用的新型转子领域,具体涉及一种泵用高性能的新抛物线转子。
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。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，却无任何抛物线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，2叶时为1.67，3叶时为1.47，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。鉴于此，基于形状系数变化不大(即具有较大的形状系数)的前提下，提出一组转子叶质量偏在谷部的创新转子的新型抛物线型线。
技术实现思路
为了解决实现预期目的,本专利技术采取的技术方案为:一种泵用高性能的新抛物线转子,其特征在于:包括:峰抛物线段、谷共轭曲线段、谷避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定；峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，分界点由其法向角所唯一确定；谷避让圆弧段由圆心位于谷轴上与过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定。进一步的，由节点既在抛物线上又在节圆上，及谷共轭曲线段的无拐点条件，唯一出抛物线位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离和起点法向角，并由起点法向角唯一确定出抛物线段上的起始工作点的位置。进一步的，由峰抛物线工作段的共轭关系，唯一确定出谷共轭曲线段；单位节圆半径下由圆心位于谷轴上、过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定出谷避让圆弧段的半径。有益效果：在具有较大的形状系数前提下，通过有效降低转子的峰部质量，促使叶重心偏往谷部，从而缓解转子系统的动不平衡，降低振动故障。附图说明图1为半叶抛物线转子的理论型线示意图。图2为圆弧转子与抛物线转子型线的比较示意图。图3为从动轮峰点过渡起始位置。图4为A区局部放大图。图5从动轮峰点过渡任意位置。图6为B区局部放大图。图7为从动轮峰点过渡终点位置。其中：1、过渡段2、工作段3、谷共轭曲线段4、谷避让圆弧段5、起始工作点6、终止工作点7、谷共轭曲线段终点8、谷点9、谷轴10、峰轴11、节圆12、峰顶点13、峰节点14、法节点15、曲心16、法心角17、圆弧转子18、抛物线转子19、主动转子20、从动转子。具体实施方式设峰轴10和节圆11的交点为峰节点13，峰抛物线段上任一点的法线与节圆11的交点为法节点14，峰抛物线段上任一点与峰轴10的夹角为法向角ɑ，峰抛物线段上任一点与曲心15、转心连线间的夹角为法心角16，抛物线段上的起始工作点为s，终止工作点为p，谷共轭曲线3段与谷避让圆弧段4的交界点为e。本专利技术的半叶理论型线均由峰抛物线段、谷共轭曲线段3和谷避让圆弧段4，共三部分首尾相连的型线段组成。其中，峰抛物线段由其的位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定；峰抛物线段又分为过渡段1和工作段2两部分，起始工作点5由法向角ɑ所唯一确定；谷避让圆弧3由圆心位于谷轴9上与谷共轭曲线段终点7、谷点8的三个条件所唯一确定。设转子的旋心为o，转子的叶数为N，抛物线的位置系数或转子的理论形状系数为λ；单位节圆11半径下抛物线焦点到准线的距离为k/r。首先，以转子的峰轴10为+y轴，转子中心o为原点，构建直角坐标系xoy。设抛物线段的方程为由点p既在抛物线上，又在节圆上，得其次，由谷共轭曲线段3的无奇异点极限条件，即条件1的“抛物线段sp上存在一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°”，得则由式(3)和式(4)提供的λ(N)和k/r(N)，可唯一确定出2叶、3叶、4叶转子抛物线段的形状及位置和起始工作点s的位置。谷避让圆弧4由圆心位于谷轴9上与过谷共轭曲线段终点7、谷点8的三个条件所唯一确定。则单位节圆半径下的谷避让圆弧4半径为而最常见圆弧转子的最大形状系数为由式(4)和式(6)看，转子叶数N=2时，λmax<λarc；转子叶数N=3时，λmax≈λarc；转子叶数N=4时，λmax>λarc。说明λmax对N的变化不灵敏。以最常见N=3的圆弧转子为例，同形状系数1.46下的圆弧转子和抛物线转子的比较，抛物线转子能有效降低转子的峰部质量，从而缓解转子系统的动不平衡，降低振动故障。如图3至图7所示，对N=3和λ=λmax=1.46下的抛物线转子，显示主动转子的谷避让圆弧段4与从动转子的峰顶点12的避让运动情况。其中，图3为从动转子峰顶点1的避让起始位置；图4为起始位置的局部放大；图5为期间的任意避让位置；图6为任意位置的局部放大；图7为终了位置。避让运动中始终不存在避让圆弧上的几何干涉，且其加工也非常简单。综上，本专利技术达到预期效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵用高性能的新抛物线转子,其特征在于:包括: 峰抛物线段、谷共轭曲线段、避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定，峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，由节点既在抛物线上又在节圆上，及共轭曲线段的无拐点条件，唯一确定抛物线位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离和起点法向角，并由起点法向角唯一确定出抛物线段上的起始工作点的位置，由峰抛物线工作段的共轭关系，唯一确定出谷共轭曲线段；单位节圆半径下由圆心位于谷轴上、过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定出谷避让圆弧段的半径。/n

【技术特征摘要】
1.一种泵用高性能的新抛物线转子,其特征在于:包括:峰抛物线段、谷共轭曲线段、避让圆弧段，所述峰抛物线段由位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离所唯一确定，峰抛物线段由过渡段和工作段两部分构成，由节点既在抛物线上又在节圆上，及共轭曲线段的无拐点条件，唯一确定抛物线位置系数、单位节圆半径下焦点到准线的距离和起点法向角，并由起点法向角唯一确定出抛物线段上的起始工作点的位置，由峰抛物线工作段的共轭关系，唯一确定出谷共轭曲线段；单位节圆半径下由圆心位于谷轴上、过谷共轭曲线段终点、谷点的三个条件所唯一确定出谷避让圆弧段的半径。


2.如权利要求1所述的一种泵用高性能的新抛物线转子，其特征在于：以转子的峰轴为+y轴，转(子中)心o为原点，构建直角坐标系xoy，则峰抛物线段的方程为：



其中：设转子的旋心为o，转子的叶数为N，抛物线的位置系数或...

【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：发明
国别省市：江苏;32