一种变转子型线双螺杆压缩机转子及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种变转子型线双螺杆压缩机转子及设计方法，包括接收变转子型线的位置坐标数据；对接收的位置坐标数据进行拟合，绘制变转子的齿条型线；对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线。本发明专利技术通过改变齿条型线能够很方便的改变转子型线，并且适当调整齿条型线参数，可以使得不同截面转子型线可以完全不同，可以使得转子设计更加灵活。同时本发明专利技术进气侧可以提高进气量，增大压缩机进气量。排气侧通过减少工作容积，一方面加速压缩气体，增大排气孔口，减少排气损失，另一方面增大变型线螺杆转子的强度，降低排气侧高温高压对变型线螺杆转子的变形量，提升转子的可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种变转子型线双螺杆压缩机转子及设计方法


[0001]本专利技术属于机械制造领域，涉及一种变转子型线双螺杆压缩机转子及设计方法。

技术介绍

[0002]双螺杆压缩机由于其结构简单，安装方便，应用也越来越广泛。双螺杆压缩机性能的好坏主要取决于转子的性能。目前的螺杆压缩机转子基本是单一型线沿螺旋线扫掠形成的，单一型线的螺杆转子其在吸气、压缩和排气的过程中的速率是一致的，并没有考虑到不同阶段气体的性质不同，所要求的压缩速率的不同，转子强度不同。同时在排气孔口的设计方面，由于是不变型线的转子，因此可变范围小，导致排气孔口面积往往比较小，造成了排气时增加了流体的阻力，造成了能量的损失，同时增大了流场的扰动，继而增加了排气侧的噪声。由于不变型线转子在整个工质压缩的过程中压缩速率相同，导致排气侧的压缩速率过快，从而导致排气温度较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种变转子型线双螺杆压缩机转子及设计方法。本专利技术采用齿条法进行转子设计，通过修改齿条型线参数能够修改转子型线。同时采用B样条法，通过合理配置控制点坐标绘制齿条型线，并通过齿条法生成阴阳转子型线，使得转子型线变化更灵活，能更加充分利用型线变化的设计来优化压缩机的性能。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种变转子型线双螺杆压缩机转子的设计方法，包括以下步骤：
[0006]接收变转子型线的位置坐标数据；
[0007]对接收的位置坐标数据进行拟合，绘制变转子的齿条型线；
[0008]对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]采用二阶B样条法对接收的位置坐标数据进行拟合，绘制变转子的齿条型线；采用齿条法对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线。
[0011]二阶B样条法的函数表达式为：
[0012][0013]其中：
[0014][0015][0016]式中x0、x1、x2分别为P0、P1、P2点的横坐标，y0、y1、y2分别为P0、P1、P2点的纵坐标，t的取值范围为[0，1]。
[0017]采用齿条法对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线的具体方式为：
[0018]设置静止坐标系x
f
O
f
y
f
，x1o1y1、x2o2y2坐标系为阴阳转子动坐标系，x
r
o
r
y
r
为齿条动坐标系，齿条坐标系向下平移运动为正，x2o2y2坐标系沿o2顺时针旋转Φ2角度为正，x1o1y1坐标系沿o1逆时针旋转Φ1角度为正；
[0019]坐标变换方程式如下：
[0020][0021][0022]其中，r
j1
、r
j2
分别是左右两转子坐标系转子节圆半径；
[0023]根据运动关系，齿条型线上的啮合点处的法线过O
f
点，得到啮合条件式为：
[0024][0025]在齿条坐标系中左右阴阳转子坐标系做纯滚动，两者的关系为：
[0026][0027]其中，纯滚动是指左右阴阳转子坐标系是以各自的中心进行自转，齿条坐标系是沿着y
r
轴上下平移；L为齿条坐标系是沿着y
r
轴上下平移的距离。
[0028]一种变转子型线双螺杆压缩机转子，包括：阳转子和阴转子；
[0029]阳转子与阴转子通过同步齿轮相互联动；阴转子包括进气侧和排气侧，阴转子的进气侧的齿间高度与排气侧的齿间高度的比值为1.3，排气侧的齿间厚度与进气侧的齿间厚度的比值为1.7。
[0030]变转子型线双螺杆压缩机转子还包括第一轴颈、第一轴头、第二轴头、第二轴颈和第三轴头；所述第一轴颈、第一轴头和第二轴头位于阳转子上；所述第二轴颈和第三轴头位于阴转子上；第一轴头和第三轴头与同步齿轮相连。阳转子通过第一轴颈与压缩机外壳的第一轴承相连；阴转子通过第二轴颈与压缩机外壳的第二轴承相连。第一轴承和第二轴承分别位于压缩机的外壳的两侧。阳转子通过与电机相连，驱动变转子型线双螺杆压缩机转
子转动。阳转子通过第二轴头与联轴器相连，联轴器与电机相连，驱动变转子型线双螺杆压缩机转子转动。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0032]本专利技术提出了一种变转子型线双螺杆压缩机转子及设计方法，本专利技术采用B样条齿条法进行型线设计，通过改变齿条型线能够很方便的改变转子型线，并且适当调整齿条型线参数，可以使得不同截面转子型线可以完全不同，可以使得转子设计更加灵活。
[0033]进一步的，本专利技术阴转子进气侧的齿间高度与排气侧的齿间高度的比值为1.3，排气侧的齿间厚度与进气侧的齿间厚度的比值为1.7。从进气侧到排气侧，转子型线的齿间高度不断变小，齿间厚度不断变厚。进气侧可以有效的提高进气量，从而增大整个压缩机气量。排气侧通过减少工作容积，一方面加速压缩，增大排气孔口，减少排气损失，进而降低噪声提升效率，另一方面增大了转子的强度，有效的降低了排气侧高温高压的工质对于转子的变形量，提升了转子的可靠性。
[0034]进一步的，本专利技术根据工质在整个压缩过程中热力学性能的变化特点设计的变型线转子有效的利用了各个阶段工质的特性，使得整个压缩过程转子型线随着工质特性进行变化，提升了压缩机的效率。
附图说明
[0035]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0036]图1为本专利技术的B样条齿条型线结构图；
[0037]图2为本专利技术的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的阴转子吸排气侧型线对比图；
[0038]图3为本专利技术的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的阳转子吸排气侧型线对比图；
[0039]图4为本专利技术采用的齿条法的坐标系图；
[0040]图5为本专利技术采用的B样条的示意图；
[0041]图6为本专利技术的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的俯视结构示意图；
[0042]图7为本专利技术的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的整体示意图；
[0043]图8为本专利技术的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的进气口型线示意图；
[0044]图9为本专利技术的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的排气口型线示意图。
[0045]其中：1
‑
阳转子，2
‑
阴转子，3
‑
进气侧，4
‑
排气侧，5
‑
第一轴颈，6
‑
第一轴头，7
‑
第二轴头，8
‑
第二轴颈，9...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变转子型线双螺杆压缩机转子的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：接收变转子型线的位置坐标数据；对接收的位置坐标数据进行拟合，绘制变转子的齿条型线；对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线。2.根据权利要求1所述的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的设计方法，其特征在于，采用二阶B样条法对接收的位置坐标数据进行拟合，绘制变转子的齿条型线；采用齿条法对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线。3.根据权利要求2所述的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的设计方法，其特征在于，所述二阶B样条法的函数表达式为：其中：其中：式中x0、x1、x2分别为P0、P1、P2点的横坐标，y0、y1、y2分别为P0、P1、P2点的纵坐标，t的取值范围为[0，1]。4.根据权利要求2所述的一种变转子型线双螺杆压缩机转子的设计方法，其特征在于，所述采用齿条法对齿条型线参数进行处理，获取变转子的阴阳转子型线的具体方式为：设置静止坐标系x
f
O
f
y
f
，x1o1y1、x2o2y2坐标系为阴阳转子动坐标系，x
r
o
r
y
r
为齿条动坐标系，齿条坐标系向下平移运动为正，x2o2y2坐标系沿o2顺时针旋转Φ2角度为正，x1o1y1坐标系沿o1逆时针旋转Φ1角度为正；坐标变换方程式如下：坐标变换方程式如下：其中，r
j1
、r
j2
分别是左右两转子坐标系转子节圆半径；根据运动关系，齿条型线上的啮合点处的法线过O
f
点，得到啮合条件式为：
在齿条坐标系中左右阴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华根，申瑀琦，刘健康，粱梦桃，张倍毓，林侃隆，熊保顺，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：