Винтовая объемная машина

 

СОюэ СОбетскнх

Соцнапнстнчеснни

Раснублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

< в 294526 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 3001.70 (21) 1395231/25-06 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет

Опубликовано 0710.81.Бюллетень 89 37

Дата опубликования описания 0710.81 (51)М. Кл З

F 04 С 18/00

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 821.514 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П. Е. Амосов, В. К. Смехов, В.Л. Трофимов, А.И. Шварц и В.Б. Шнепп (71) Заявитель (54) ВИНТОВАЯ ОБЪЕМНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к профилированию зубьев винтовых компрес-соров, и может найти применение в других отраслях народного хозяйства, использующих винтовые машины.

Известны винтовые объемные машины, например компрессоры, содержащие ведущий и ведоытй роторы с сопряженными профилями головки зуба ведомого и ножки зуба ведущего ротора. В таких машинах высота головки зуба ведомого ротора составляет 1,5-2% от диаметра окружности вершин головок. Профиль боковой стороны головки зуба очерчивается различными кривыми.

Известен профиль боковой стороны головки зуба, выполненный в виде ветви эпициклоиды, .которая образована 20 вычерчивающей точкой, расположенной на производящей окружности с диаметром, равным высоте головки зуба ведомого ротора. Недостатком такого профиля является повышенная продольная негерметичность, то есть перетечки газа иэ одной парной полости s другую.

Известен профиль боковой стороны головки зуба, выполненный в виде 30 ветви зпицнклоиды, которая образована точкой, находящейся на производящей окружности диаметром, равным диаметру начальной окружности ведущего ротора, а также профиль, выполненный в виде ветви эвольвенты.

Такие профили также имеют существенные недостатки, которые заключаются в значительных изломах профилей зубьев как ведущего, так и ведомого роторов, и в повышенной поперечной негерметичности, то есть перетекании газа с нагнетания на всасывание.

Применяются также несопряженные профили головки зуба ведомого ротора и ножки зуба ведущего ротора, выполняемые дугой окружности с центром, лежащим на начальной окружности ведомого ротора. Недостатками такого профиля являются непостоянство передаточного отношения, излом профиля зуба ведущего ротора и значительная продольная негерметичность.

Цель изобретения - повьанение экономичности и надежностг. винтовой объемной машины.

Это достигается тем, что профиль боковой стороны головки зуба выполи нен в виде плавно состыкованных ветвей эпициклоиды и удлиненной гипо..

294526 циклоиды с соотношением диаметров производящей и начальной окружностей в пределах: для эпициклоиды — больше отношения высоты головки к диаметру начальной окружности, но не больше половины передаточного отношения, дпя гипоциклоиды - больше нуля,. но меньше передаточного отношения.

Свойства профиля определяются модулями эпициклоиды и удлиненной гипоциклоиды (гипотрохоиды), представляющими собой отношение диаметра производящей окружности к диаметру начальной окружности. При соответстнующем выборе модулей эпициклоиды и гипотрохоиды профиль головки обеспечивает лучшее качество роторов, чем при использовании известных проФилей.

В предлагаемой машине модуль эпициклоиды находится в интервале

Ьа Z

<Ю9 б 08

Д 2а а модуль гипотрохоиды — в интервале

Е1

С Г ZZ (щ д f где à — высота головки зуба ведомо Z

ro ротора, . d y — диаметр начальной окружности ведомого ротора модуль эпициклоиды для roЪ ловки зуба ведомого ротора, Z — число зубьев ведущего ро1 тора, ZZ — число зубьев ведомого ротора;

vn — модулЪ гипотрохоиды дпя ror ловки зуба ведомого ротора.

Здесь и далее индекс 1 присноен ведущему ротору, индекс 2 — ведомому ротору.

Такое выполнение .профиля головки зуба ведомого ротора позволяет получить T-åõíoëîãè÷íûå роторы с улучшенной продольной герметичностью,повысить экономичность и надежность компрессоров.

На фиг. 1 показано сечение роторон торцовой плоскостью, на фиг. 2 зацепление головки зуба ведомого ротора с ножкой зуба ведущего ротора н укрупненном масштабе, на фиг. 3 .профиль боковой стороны головки зуба ведомого ротора при различных модулях эпициклоилы и гипотрохоиды; на фиг. 4 — профиль ножки зуба ведущего ротора, сопряженный с профилем боковой стороны головки зуба ведомого ротора, на фиг. 5 - сечение

Ю-М на фиг. 1,.

Предложенная винтовая машина содержит ведущий ротор 1 и ведомый ротор 2. На зубе ведущего ротора выполнена ножка 3, расположенная внутри его начальной окружности, На зубе ведомого ротора выполнена головка 4, расположенная нне его начальной окружности.. Пуиктирны ы линиями N(e) (q), М, МИ М ъ изображены линии зацепления: роторов между собой, ведущего ротора с корпусом и ведомого ротора с корпусом. Линии зацепления являются проекциями пространственных линий контакта на торцовую плоскость. Причина разрыва общей (суммарной) ли1 нии зацепления — наличие головок на, зубьях ведомого ротора и отклонение зацепления головок зубьев ведущего ротора от точечного эпициклоидального. Разрыв между точками М и И обусловливает наличие пространственного канала сложной формы. Минимальное сечение. канала ("сечение н свету" ), называемое треугольной щелью, лежит в секущей плоскости, проходящей через точки Q и М . Площадь и конфигурация треугольной щели определяют количество газа, перетекающего 0 из одной парной полости н другую, и зависят от высоты головки зуба ведомого ротора и профиля его боковой стороны.

На фиг. 2 изображены в торцовом 5 сечении сопряженные профили боковой стороны головки зуба ведомого ротора

А2С2 Ь и ножки зуба ведущего ротора

А С Ь . Профиль головки состоит из двух участков: А СГ- ветви эпициклоиды и С В - ветви удлиненной гипоциклоиды (гипотрохоиды).

Профиль ножки зуба А„С В строится по закону сопряжения, то есть те же производящие окружности обкатываются по начальной окружности ведущего ротора. При этом соотношение между модулем зпициклоиды для головки зуба (участок А1С )и модулем гипоциклоиды для ножки зуба (участок А,С,)

40 Zg

Г

2 Zz где МГ„- модуль гипоциклоиды для ножки зуба, то есть отношение диаметров произй едящей и начальной окружностей ведущего ротора.

На фиг. 3 и 4 показаны профили боковой стороны головки зуба ведомого винта и ножки зуба ведущего винта для некоторых частных случаен, 5О полученных для значений (. 2

+2.= É = О, 028125 д, у = 1, 5, где b — высота ножки зуба ведущего

1 ротора, При этом модулям тиэ, равным

0,33; 0,08; 0,04 и 0,01875, соответствуют модули Мг„, равные 0,5, 0,12;

0,06 и 0,03. Ветвь гипотрохоиды С В имеет модуль п, обеспечивающий плавную стыковку с эпициклоидой и ф0 окружностью вершин головок н точках С,2 и Sg . Пунктирными линиями показан профиль, очерченный дугой окружности с центром, находящимся на начальной окружности ведомого

65 ротора.

""-94526

Форггула изобретения

Винтовая объемная мааина, например компрессор, содержащая ведущий и ведомый роторы с сопряженными грофилями головки зуба ведомого и ножки зуба ведущего роторов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повмггения экономичности и надежности, профиль боковой стороны головки зуба выполнен в виде плавно состыкованных ветвей эпициклоиды и удлиненной гипоцкклоиды с соотношением диаметров производящей и начальной окружностей в пределах для эпициклоиды — больше отношения высоты головки к диаметру, начальной окружности, но не больше половины передаточного отнсшеиия, а для гнпоциклоищг — больше нуля, но меньш передаточного отношения..

Наибольшая величина модуля гг

0,33 соответствует величине 0,5(Zg- =6, Zg-- 4). При таком модуле на ведущем винте отсутствует излом в точке А, то есть имеет место плавная стыковка кривой А,гСгс кривой, очерчивающей головку зуба веду-.

5 щего ротора. При этом линия Д,гС„(модуль vip = 0,5) превращается в отрезок прямой °

Наименьшая величина ггг = 0,01875 соответствует отношению вйсоты головки зуба ведомого ротора к диаметру его начальной окружности.При этом мс0-дуле отсутствует участок гипотро;оиды . -В, так как эпициклоида плавно состыковывается с дугой окружности вершин.

Сопряженная гипоциклоида { r„=0,03) плавно состыковывается с дугой окружности впадин и с кривой, очерчивакщей головку зуба ведущего ротора.

На фиг. 5 показано сечение по И-Й фиг. 1, то есть треугольная щель, при различных профилях боковой стороны головки зуба ведомого винта. Кривые 5 и 6, представляющие собой пересечение плоскостью йгг поверхностей !5 головки зуба ведущего ротора и расточки корпуса, не изменяются при различных вариантах профилей бокоэой стороны головки зуба ведомого ротора.

Линия 7 соответствует случаю, ког- 3Q да боковая сторона головки образована радиальной прямой (на „ .иг. 3 совпадает с осью абсцисс):.

Кривая 8 соответствует профилю, выполненному по дуге окружности З5 (пунктирная кривая на фиг. 3).

Кривая 9 соответствует профилю с модулем пз = 0,01875.

Кривая 10 соответствует профилю с .модулем Е, = 0,08. ксли прйкять площадь треугольной щели для профиля 7 за 100%, то площади щели для профилей 8,9 и 10 составят соответственно 117%,126Ъ,222% °

Таким образом, профиль 10, выполненный сОгласно H-обретению сТ площадь треугольной щели i меньшую, чем применяегые для головок профили 9 (эпициклоида) и 8 (дуга окружности). Профили с модулем lng в пределах от 0,04 до 0,33 имеют меньшую треугольную щель, чем круговой профиль 8, при практически одинаковой для всех рассмотренных профилей длине линии контакта, изменяющейся в пределах не более 0,6%.

Наиболее рационально назначение модуля эпициклоидыгиэ в интервале

0,05-0,11, что обеспечивает оптимальный профиль головки зуба вецомо го ротор а.

294526

ОО

080 с7

Корректор И. Коста

Техред A.Áàáèíåö

Редактор Л. Письман

Заказ 8639/49

ОИ

Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР " по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4