双螺杆真空泵新型变速螺线型转子的研究
2021-01-27魏蜀红夏明川
机械设计与制造 2021年1期
魏蜀红,赵 峰,夏明川,王 君
(1.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东 青岛 266580;2.中国石化青岛炼油化工有限责任公司,山东 青岛 266580)
1 引言
双螺杆真空泵因其抽气腔干式无油、运行平稳可靠和适应性强等优点,广泛应用于石油化工、食品制药、真空热处理、纳米制造和国防技术等领域[1]。双螺杆真空泵的主要部件是相互啮合的两个螺杆转子,螺杆转子及其转子截面型线的设计是其核心技术。目前传统的截面型线为摆线-渐开线型,采用圆渐开线和摆线连接齿顶和齿根圆弧[2]。然而,该型线存在尖点不能完全啮合,螺杆转子空间接触线存在断点,有明显的泄漏通道。为了改善该问题,文献[3-5]采用圆弧与摆线的等距曲线修正圆弧和圆渐开线连接处,并且在爪尖处也采用圆弧光滑连接,实现了转子的全啮合,但型线组成复杂。文献[6]为了消除泄漏通道提高密封性,采用多段圆弧及其包络线连接齿顶与齿根圆弧,增加曲线设计难度。文献[7]绘制了变螺距螺杆转子的啮合线和空间接触线。文献[8]研究了螺杆转子的热力变形和最大间隙变化情况。
针对以上问题,为了实现截面型线的光滑连接和简化设计,提出了一种变速螺线的构建理论,可用一条曲线光滑连接齿顶和齿根圆弧,推导了截面型线方程,对比了现有转子和所提出的新型螺杆转子的空间接触线和应力分布,对提高双螺杆真空泵的工作性能具有重要的意义。
2 型线理论
2.1 曲线啮合原理
螺……
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