Объемная роторная машина

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к винтовым насосам. С целью повышения надежности и долговечности в объемной роторной машине, содержащей корпус, два взаимодействующих профилированных ротора с винтовыми зубьями, профиль начальной ножки зуба каждого ротора в торцовом сечении ограничен гипоциклоидой и сопряженной с ней в точке, соответствующей точке эпициклоиды , лежащей на окружности вершин зубьев другого ротора, удлиненной эпициклоидой, очерченной точкой окружности вершин зубьев другого ротора до касания t окружностью впадин зубьев. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) ((() (ss>s F 04 С 2/00, 2/16

ГОСУДА P СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835162/29 (22) 17.03,90 (46) 30.07,92. Бюл. М 28 (71) Производственное объединение гидравлических машин "Ливгидромаш" им. 60летия Союза ССР (72) В.М.Рязанцев (56) Авторское свидетельство СССР

М 842222. кл. F 04 С 2/00, 1976, (54) ОБЬЕМНАЯ РОТОР НАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к винтовым насосам. С

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для перекачки рабочей среды и в гидроприводах различных машин.

Известен винтовой негерметичный насос, содержащий корпус и установленные в корпусе параллельно с возможностью взаи.модействия между собой два профилированных ротора с винтовыми зубьями, профиль начальной головки каждого из которых в торцовом сечении ограничен"эпициклоидой, а профиль начальной ножки зуба каждого ротора в торцовом сечении ограничен удлиненной эпициклоидой, очерченной точкой окружности вершин зубьев другого ротора до касания с окружностью впадин зубьев.

Недостатком известного насоса является пониженная надежность и долговечность из-за высоких контактных напряжений между взаимодействующими роторами. Неблагоприятный силовой контакт обусловлен тем, что точка, являющаяся вершиной угла, образованного пересечением эпициклоиды целью повышения надежности и долговечности в объемной роторной машине, содержащей корпус, два взаймодействующих профилированных ротора с винтовыми зубьями, профиль начальной ножки зуба каждого ротора в торцовом сечении ограничен гипоциклоидой и сопряженной с ней в точке, соответствующей точке эпициклоиды, лежащей на окружности вершин зубьев другого ротора, удлиненной эпициклоидой, очерченной точкой окружности вершин зубьев другого ротора до касания я окружностью впадин зубьев. 2 ил. с и наружной окружности, скользит по всей длине основания профиля другого; а точка, лежащая на центроиде (начальной окружности) одного профиля и являющаяся вершиной угла, скользит по всей длине вершины профиля другого, вследствие чего роторы быстро изнашиваются. Кроме того, профиль ротора крутой. что приводит к повышенному износу при перекачивании жидкостей с большим содержанием механических частиц, при этом уменьшается стойкость режущего инструмента из-за неоптимальных углов резания и создаются большие трудности для нанесения на профиль роторов износостойких покрытий. Все это снижает надежность и долговечность ротора объемной машины и увеличивает трудоемкость их изготовления.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности насоса путем уменьшения контактных напряжений. между профилями зубьев, введения доли качения между профилями, создания более полого и плавного профиля для плавного

1751408

35 ная машина, поперечный разрез (представ- 40

55 направления потока перекачиваемой жидкостй и для оптимальных условий нанесения .износостойких покрытий, а также повышение технологичности нарезки зубьев.

Поставленная цель достигается тем, что начальная ножка каждого профиля выполнена из двух участков; удлиненной эпициклоиды и гипоциклоиды, а начальная головка — на эпициклоиды, причем эпициклоида и гипоциклоида взаимоогибаемые, образующая их окружность имеет радиус (г) меньший, чем радиус центроида (R), т.е, модуль кривых (m = — ) меньше единицы (фиг.2).

R

Для практического применения рекомендуются модули меньше 0,5, так как при этом получается участок гипоциклоиды вогнутым и приведенный радиус кривизны в точке контакта выпуклой вершины и вогнутого основания получается большим, в результате получается малое контактное напряжение. Контактное напряжение невелико еще и из-за того, что большую часть времени зацепления профилей в контакте находится и вторая точка — наружная крайняя точка начальной головки одного профиля скользит по удлиненной эпициклоиде начальной ножки другого профиля. Уменьшая модуль циклоидальных кривых, получаем более пологий профиль, что благоприятно для направления потока жидкости и технологичности нарезки. Кроме того, при этом увеличивается доля качения профилей, так как увеличивается длина гипоциклоиды, по которой катится и скользит эпициклоида начальной головки другого профиля.

На фиг.1 изображена объемная роторлены роторы с одним зубом; для применения ротора с прямыми зубьями без синхронизирующих шестерен необходимо обеспечивать коэффициент торцового перекрытия больше единицы, что достигается выбором соответствующего числа зубьев для конкретной относительной глубины нарезки роторов); на фиг.2 — схема контакта профиля ведущего ротора с профилем ведомого в торцовом сечении (перпендикулярном оси ротора).

Объемная роторная машина содержит ведущий 1 и ведомый 2 профилированные роторы с винтовыми или прямыми зубьями, установленные в корпусе 3 параллельно и с воэможностью взаимодействия между собой, Профиль АВСС> зуба ведущего ротора 1 в торцовом сечении взаимоогибаемый с профилем cbaa> зуба ведомого ротора 2.

Начальная головка АВ профиля ведущего ротора выполнена по эпициклоиде, которая вычерчивается точкой, лежащей на образующей окружности 6, при ее наружном качении по центроиде 7 (начальной окружности), а взаимоогибаемый начальной головкой АВ участок начальной ножки Ьаа профиля сЬаа ведомого ротора 2 выполнен по гипоциклоиде, которая вычерчивается точкой, лежащей на образующей окружности 6 при ее внутреннем качении по центроиде 8 (на чальной окружности). Начальная головка cb профиля ведомого ротора выполнена по эпициклоиде, которая вычерчивается точкой, лежащей на образующей окружности 9 при ее наружном качении по центроиде 8, а взаимоогибаемый с начальной головкой сЬ участок ВС начальной ножки ВСС> профиля

АВСС ведущего ротора 1 выполнен по гипоциклоиде. которая вычерчивается точкой. лежащей на образующей окружности 9 при ее внутреннем качении по,центроиде 7, При этом точка С является нижней актйвмой точкой гипоциклоиды ВС, которая соответствует точке С эпициклоиды cb, Точка а является нижней активной точкой гипоциклоиды ba, которая соответствует точке А эпициклоиды

AB. Участок СС> начальной ножки ВСС> профиля АВСС ведущего ротора выполнен по удлиненной эпициклоиде, очерченной точкой с при качении ее центроиды 8 rio центроиде 7, удлиненная эпициклоида начинается в точке С и заканчивается в точке C> — точке касания ее с окружностью 10 впадины ведущего ротора. Участок аа> начальной ножки baa>, профиля сЬаа1 ведомо го ротора выполнен по удлиненной эпициклоиде, очерченной точкой А при качении ее центроиды 7 по центроиде 8, удлиненная, эпициклоида начинается в точке а и заканчивается в точке a> — точке касания ее с окружностью 11 впадины ведомого ротора.

Необходимо соблюдать условие равенства суммы радиусов центроид 7 и 8 межцентровому расстоянию и сумме радиуса окружности вершин зубьев одного ротора и радиуса окружности впадин зубьев другого, Вобщем случае радиусы центроид разные,,т.е. роторы имеют разное число зуЬьев. и радиусы образующих окружностей 9 и 11 разные, т.е. профили зубьев роторов разные. Для двухвинтовых насосов, а также для шестеренных насосов рекомендуется применят одну и ту же геометрию ведущего и ведомого роторов, что позволяет применять для их нарезки и контроля один и тот же инструмент.

Для этого необходимо, чтобы радиусы центроид 7 и 8 были равны между собой и

1751408 радиусы образующих окружностей 6 и 9 были также равны между собой.

Насос работает следующим образом.

При вращении роторов 1 и 2 объемы жидкости, заключенные между ними и кор- 5 пусом 3 и ограниченные вэаимоогибаемыми профилями АВСС1 и cbaa> зубьев, перемещаются иэ всасывающей камеры 4 в нагнетательную камеру 5.

Использование предлагаемого профи- 10 ля при изготовлении цилиндрических зубчатых передач увеличивает надежность и долговечность самого зацепления и машины, а также значительно снижает трудоемкость изготовления, 15

Формула изобретения

Объемная роторная машина, содержащая корпус, установленные в корпусе парал20 лельно и с возможностью взаимодействия между собой два профилированных ротора с винтовыми зубьями, профиль начальной голо зки каждого из которых в торцовом сечении ограничен эпициклоидой, о т л и ч а ющ а я с я тем, что. с целью повышения надежности и долговечности путем уменьшения контактных напряжений между взаимодействующими роторами, профиль начальной ножки зуба каждого ротора в торцовом сечении ограничен гипоциклоидой, взаимоогибаемой с эпициклоидой начальной головки зуба другого ротора, и сопряженной с ней в точке, соответствующей точке эпициклоиды. лежащей на окружности вершин зубьев другого ротора, удлиненной эпициклоидой, очерченной точкой окружности вершин зубьев другого ротора до касания с окружностью впадин зубьев.

1751408

Составитель В.Рязанцев

Редактор T,Ëàçîðåíêî Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Заказ 2675 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101