罗茨鼓风机转子型线设计软件_罗茨鼓风机

罗茨鼓风机转子型线设计软件_罗茨鼓风机

罗茨鼓风机转子型线设计软件：一种新罗茨转子型线的构成方法

　　罗茨转子是气体罗茨泵，罗茨鼓风机和罗茨流量计等仪器设备的核心部件，转子型线设计得合理与否决定了仪器的性能。本文提出了一种新的罗茨型线，完成该型线的数学建模，通过C语言编程得到一系列的型线上的啮合点的坐标，运用Solidworks得到完整的转子型线。本文还对新的罗茨型线进行分析，并与传统的罗茨型线进行比较，验证新型罗茨型线的优越性。

　　罗茨转子是罗茨真空泵、罗茨鼓风机、罗茨压缩机和罗茨流量计等一系列应用罗茨原理工作的设备的核心部件。1854年，美籍以色列人Roots两兄弟在旋转鼓风机的基础上发明了一种新型鼓风机，即用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转风机，为了纪念这个发明，所以将这种类型的风机按两兄弟的名字命名为罗茨风机。1868年，德国的锦工(Aerzener) 机械公司在欧洲制造了第一台罗茨风机并于1930年开始制造罗茨式气量计。1954年，德国的Heraeus发明了罗茨真空泵。在中国，1957 年锦工鼓风机厂首先开始制造罗茨鼓风机。

　　罗茨转子横断面的外轮廓称为转子的型线。目前常用的转子型线主要有三类：渐开线型、圆弧型和摆线型。圆弧是在罗茨转子设计中大量应用的曲线元，俄国工程师A. M. 卡兹在著作中多次提到圆弧转子型线。刘坤和巴德纯在对圆弧型型线研究时，引入了形状系数和峰顶系数，通过这两个系数来体现容积利用率的不同。Chiu-Fan Hsieh对不同峰顶系数的罗茨进行比较，得出了性能较好的罗茨曲线。真空技术网(认为渐开线型转子由圆弧和渐开线组成。圆弧型和摆线型由于面积利用系数低得不到广泛的应用。渐开线由于便于加工且密封性能好而被广泛采用。

　　除传统的摆线型转子外，李建磊和叶仲和对内外圆弧加摆线型的转子进行研究。刘林林等则在传统的渐开线基础上加入摆线对转子的性能进行了改进。刘玉岱提出通过“圆弧一摆线一渐开线”的线型减小转子之间气体泄露量的方法。

　　本文以基圆半径为70mm的罗茨转子为例，提出一种新型的罗茨流量计转子型线，并对该型线进行公式推导，将型线方程化，从而可用该方法可得出一系列不同基圆的新型罗茨曲线，并在此基础上研究了型线的啮合特性和面积利用率。

　　本文以基圆半径为70mm 的罗茨型线为例，圆心作为为原点。水平向左为X轴正方向，竖直向上为Y轴正方向。由于型线是上下左右对称的，可以仅考虑第一象限的情况。新型罗茨转子型线的原理如图1 所示。对于第一象限的曲线可以把它分为两部分，以45°角为分界线， 45°以前即AB段是由四段圆弧所组成，45°以后的BC段由渐开线组成，CD为圆弧段。

　　图1 新型罗茨型线图

　　在实际设计中选用转子型线时，还应考虑：转子占的体积要小，转子要有良好的几何对称性，转子要有足够的强度且应该易加工。通过对罗茨型线的调研和研究，得到了一个系列的圆与圆的渐开线的组合的罗茨型线的分段公式。编程得到整体型线上的各个点坐标。通过对该组合型线的连续性及面积利用率进行分析，得到该型线具有良好的连续光滑性，且面积利用率比传统的渐开线型转子高。

罗茨鼓风机转子型线设计软件：三叶罗茨鼓风机圆弧型转子型线设计

　　2000 年 1 月 4 日收到　福州市　 三叶罗茨鼓风机圆弧型转子型线设计 P rofile D es ign of C ircula r A rc Rotor for Three Lobe Roots B low e r 　　叶仲和　林守峰　　　　　　　魏　彪　　 　　　　　福　州　大　学　　福建东亚鼓风机股份有限公司 【摘要】给出了三叶罗茨鼓风机三种不同的圆弧型转子型线的设计公式, 并指出这三种不同型线圆弧型转子的优缺点。 关键锦工: 罗茨鼓风机　型线　三叶　设计 Abstract: Design form ulas for three various circular arc rotor p rofile of three lobe Roots B low er are given, advantages & shortcom ings of three various circular arc rotor p rofile are pointed out. Key words: Roots Blower　Prof ile　Three Lobe 　Design 一、圆弧型转子的三种型线 罗茨鼓风机由于其结构简单、工作可靠, 广泛应用于炼铁和水泥行业中, 三叶圆弧型转子罗茨 鼓风机与两叶圆弧型转子罗茨鼓风机相比〔 1〕 , 其 噪声较小。现在国内有些厂家正在仿制三叶圆弧型转子罗茨鼓风机。罗茨鼓风机圆弧型转子有三种不同的线型〔1, 2〕 , 外圆弧及其包络线型、内圆弧及其包络线型以及内外圆弧加摆线型。以下将全面介绍这三种不同线型的三叶圆弧型转子型线的设计, 并指出这三种不同线型的三叶圆弧型转子的优缺点。 二、外圆弧及其包络线型 一对罗茨鼓风机转子的相互啮合, 相当于两个相同的节圆相切并且作纯滚动, 在外圆弧及其包络线型的三叶圆弧型转子罗茨鼓风机中 (图 1) , 转子节圆以外的齿峰齿形(如转子 1 的外圆弧 A 1B 1C1 和转子 2 的外圆弧 C2D 2B 2) 为圆弧, 而转子节圆以内的齿谷齿形(如转子 1 的齿谷C1O 1E 1) 则 为另一转子齿峰外圆弧 (转子 2 的外圆弧 C2D 2E 2)的包络线。 图 1 因为两个转子形状全等, 且弧A 1B 1C1 与弧 A 2B 2C2 共轭, 弧C1D 1E 1 与弧C2D 2E 2 共轭, 点A 1、 B 1、 C1、 D 1、 E 1 分别与点A 2、 B 2、 C2、 D 2、 E 2 共轭, 所 以∠A 2O 2B 2=∠B 2O 2C2=∠C2O 2D 2=∠D 2O 2E 2=∠A 1O 1B 1=∠B 1O 1C1=∠C1O 1D 1=∠D 1O 1E 1=30°。设齿峰外圆弧中心F 到转子中心O 的距离为 b, 齿峰外圆弧半径为 rr, 节圆半径为 r, 转子顶圆半径为 ra, 中心距为 a。于是, 在△O 2C2F 2 中, 由余弦定理得: r 2+ b2- 2rbcos30°=r2 r=(F 2D ) 2=(ra- b) 2 由此可解得: b=(r2 a - r2)g(2ra - 3 r) 和rr=rab —9— 三叶罗茨鼓风机圆弧型转子型线设计 根据 a (=2r)和 ra, 可从上两式求出 b 和 rr。在转子 1 上固结一坐标系X 1- Y 1。显然, 转子 1 齿 峰 外 圆 弧 A 1B 1C1 的 方 程 为: (X - bcos60°) 2+ (Y - bsin60°) 2=(rr) 2。转子

罗茨鼓风机转子型线设计软件：罗茨鼓风机圆弧型转子型线方程.pdf

　　第卷第期甘肃工业大学学报年月文章编号罗茨鼓风机圆弧型转子型线方程董笑飚张仑甘肃工业大学基础科学系甘肃兰州兰州石油化工机器总厂甘肃兰州摘要就具体的罗茨鼓风机设计论述了利用几何方法建立圆弧型转子型线方程的方法并绘制出型线图形实践结果表明根据转子型线方程采用数控机床加工出的转子型面完全符合设计要求关键锦工罗茨鼓风机型线方程转子齿谷齿峰中图分类号文献标识码罗茨鼓风机的转子有渐开线型的和圆弧型的兰州维尼纶厂使用的是日本进口的其转子是圆弧型的在兰州维尼纶厂设备改造时遇到了该罗茨鼓风机转子的设计制造问题为了采用

罗茨鼓风机转子型线设计软件：罗茨鼓风机渐开线型转子型线的改进设计

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