螺杆压缩机 型线设计PPT幻灯片

1,相互啮合的阴阳转子形状与压缩机的性能密切相关阴阳转子螺旋面的特性完全由转子的端面形状、螺旋特性参数（导程、扭角）描述从螺杆转子端面看到的转子齿形，即螺杆转子螺旋面与垂直于转子轴的截面的交线，称为转子型线,4.5螺杆转子型线设计,第4章螺杆压缩机,2,接触线螺杆压缩机的阴、阳转子啮合时，两转子齿面相互接触而形成的空间曲线称为接触线。接触线将转子的齿间容积分割成两部分，一部分气体处于吸气压力，一侧气体处于压缩或排气。,4.5.1螺杆转子型线的重要性,4.5螺杆转子型线设计,3,啮合线,啮合线阴、阳转子啮合时啮合点的轨迹，啮合线的实质是接触线在转子端面的投影，如果接触线连续，啮合线应该是一条连续的封闭曲线。,4.5螺杆转子型线设计,4,泄漏三角形,泄漏三角形螺杆压缩机转子接触线的顶点，通常不能到达气缸孔的交线，在啮合线的顶点和机壳的转子气缸孔之间，会形成空间曲边三角形，称为泄漏三角形。通过泄漏三角形，气体将从压力较高的齿间容积泄漏到压力较低的齿间容积。,4.5螺杆转子型线设计,5,产生原因：螺杆压缩机阴阳转子的接触线延伸不到机体上两个气缸孔的交线，则在图示A、B之间存在无接触线的区域，前后齿槽容积对之间没有接触线密封，产生了泄漏通道。,泄漏三角形,4.5螺杆转子型线设计,6,泄漏三角形的泄漏通道示意,在相邻的人字形齿间容积对之间存在泄漏三角形相邻的人字形齿间容积对存在压差，由排端到吸端方向有：P1P2P3。,4.5螺杆转子型线设计,7,8,9,（3）封闭容积,封闭容积如果在齿间容积开始扩大时，不能立即开始吸气过程，则产生吸气封闭容积；在齿间容积达到最小值之前，排气过程已经结束，则产生排气封闭容积,4.5螺杆转子型线设计,10,（4）齿间容积,齿间面积齿间容积在转子端面的投影。阳转子齿间面积、阴转子齿间面积,4.5螺杆转子型线设计,11,1普通圆弧的共轭曲线,4.5.2转子型线分析,4.5螺杆转子型线设计,坐标变换,啮合条件,代入静坐标系，求得啮合线:,若b=r2t？即圆弧的圆心在节圆上,12,普通圆弧的共轭曲线,4.5.2转子型线分析,13,销齿圆弧的共轭曲线,4.5.2转子型线分析,啮合条件,啮合线,共轭曲线方程,14,销齿圆弧,4.5.2转子型线分析,15,对滚圆弧,4.5.2转子型线分析,啮合条件：若b=0？,啮合线,共轭曲线方程,16,对滚圆弧,4.5.2转子型线分析,圆弧圆心在转子旋转中心,17,构成要素：基圆、滚圆、形成点外摆线方程：其中：内摆线方程：,摆线,4.5.2转子型线分析,18,其中：,摆线的共轭曲线,4.5.2转子型线分析,共轭曲线,啮合线,(1)外摆线的共轭曲线是内摆线，是同一滚圆、同一形成点在节圆2的内圆周上滚出来的（2）摆线的啮合线为：圆心在滚圆中心，经过形成点K的圆,19,摆线的共轭曲线,4.5.2转子型线分析,若a=A，b=r=r2t?即滚圆与转子2的节圆重合,（3）点啮合摆线（滚圆为转子2的节圆）的共轭曲线蜕化为x轴上一点。,共轭曲线,20,点啮合摆线,4.5.2转子型线分析,21,直线啮合摆线,4.5.2转子型线分析,若a=r1t+r，b=r=r2t/2?即滚圆半径为转子2的节圆半径的一半，形成点在滚圆圆周上,（4）直线啮合摆线的共轭曲线为x轴上指向O2的一条直线,共轭曲线,22,直线啮合摆线,4.5.2转子型线分析,23,渐开线,渐开线的共轭曲线仍为渐开线渐开线的啮合线是此二渐开线基圆的内公切线（直线）,4.5.2转子型线分析,24,型线的设计要求型线影响到螺杆压缩机哪些方面？转子能否正确啮合压缩机经济性泄漏轴向气密性（泄漏三角形）横向气密性（接触线连续、长度）封闭容积吸气封闭容积排气封闭容积面积利用系数气体流动阻力（流线型）,4.5.2螺杆转子型线设计方法,第4章螺杆压缩机,25,压缩机可靠性足够强度和刚度转子的齿数、齿高便于加工制造刀具容易设计，便于磨刀无切削工艺？,4.5.2螺杆转子型线设计方法,第4章螺杆压缩机,26,第一代型线对称圆弧齿形（20世纪30年代50年代末）原始对称圆弧齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,第4章螺杆压缩机,27,原始对称圆弧齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,1,3,2,优缺点？,单边对称圆弧齿形,28,径向直线修正的对称圆弧齿形,径向直线修正的对称圆弧齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,29,第一代型线双边对称圆弧齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,30,双边对称圆弧齿形（我国标规定采用的对称圆弧齿形）双边对称圆弧齿形，将销齿圆弧改为点啮合摆线销齿圆弧（SRM对称圆弧齿型）,第一代型线双边对称圆弧齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,31,优缺点？保护了点接触齿形（点），但加大了泄漏三角形面积,第一代型线双边对称圆弧齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,32,原始不对称齿形,第二代型线不对称齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,33,原始不对称齿形,第二代型线不对称齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,1,2,3,4,34,第二代型线不对称齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,1,2,3,4,原始不对称齿形的优缺点？不对称齿形的主要目的是解决高压侧轴向气密性问题（减小泄漏三角形面积）泄漏三角形面积仅是对称型线10%，使喷油螺杆性能显著提高，压缩机功耗降低10。但接触线长，且有封闭容积点C和点G对密封气体起重要作用,35,单边不对称摆线销齿圆弧齿形（Atlas齿型）,4.5.3典型螺杆型线分析,36,单边不对称摆线销齿圆弧齿形（Atlas齿型）,4.5.3典型螺杆型线分析,优缺点采用径向直线修正，摆线形成点内移，保护了敏感点，改善加工。但点线啮合仍然存在泄漏三角形稍增大,37,SRM_A齿形,点-摆线、直线摆线、销齿圆弧对、对滚圆弧对、圆弧-圆弧包络线5类组合,4.5.3典型螺杆型线分析,38,SRMDGHH（流线型、5/6齿组合、点摆线减小泄漏三角形）日立齿形有利于形成油膜便于滚削加工,第三代型线现代高效齿形,4.5.3典型螺杆型线分析,齿形向流线型发展。进一步降低泄漏三角形和接触线长度，增大齿高半径、减薄齿厚等提高面积利用系数。考虑应用场合，采用不同的齿数比等。第三代型线的组成齿曲线中没有：点、直线、摆线，均采用圆弧、椭圆、抛物线等，提高密封效果、有利于油膜的形成和减少齿面磨损。,39,GHH（流线型、5/6齿组合）,4.5.3典型螺杆型线分析,40,SRM-D,4.5.3典型螺杆型线分析,41,SRM-D,齿曲线均为圆弧及其包络线，在转子间完全实现“曲面对曲面”的密封，有助于形成流体动力润滑油膜降低通过接触线的横向泄漏，提高压缩机效率还改善了转子的加工性能，便于采用滚削法加工。,4.5.3典型螺杆型线分析,42,螺杆型线小结,第一代型线对称圆弧型线易于设计、制造、测量无油螺杆广泛采用泄漏三角形面积大,43,螺杆型线小结,第二代型线不对称齿形（效率提高10%）大大减小泄漏三角形面积主要针对喷油螺杆以点、直线、摆线组成齿曲线,44,螺杆型线小结,第三代型线新的不对称型线（效率提高14%）以圆弧、椭圆、抛物线组成齿曲线