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双螺旋转子关键技术基础理论研究

潘成程  
【摘要】:双螺旋转子是双螺杆泵和螺杆压缩机的核心部件,两转子互相啮合,由一对同步齿轮带动。转子的啮合要求是既不发生齿面干涉,又能形成相互独立且封闭的齿间容积,从而实现吸气、压缩和排气。所以,共轭的螺杆螺旋型面的接触线在螺杆螺旋横截面上投影要连续,从而在理论上接触线能将相邻的螺旋槽有效的隔开。满足此要求的双螺旋转子才是可用的转子。由此可见双螺旋转子的型线设计是双螺杆泵和螺杆压缩机研发的关键技术,也是研究的热点和难点。 本文以两种双螺旋转子为研究对象,一种是双螺杆泵使用的单头等螺距螺杆转子;另一种是螺杆压缩机使用的由单边不对称摆线-销齿圆弧型线组成的转子。文章对这两种典型型线经行了多项关键技术基础理论研究。包含以下几点:1)研究了如何设计螺旋转子的型线,并验证螺杆转子型线的正确性。2)深入分析了双螺旋转子型线要素如接触线、泄漏三角形、齿间容积等。3)用Matlab编程推导并计算了接触线方程与长度,泄漏三角形方程与面积,且用Matlab GUI编写了一个人机互动界面,借此可方便的计算任意转子的几何特性。4)用SolidWorks设计出满足要求的转子模型,针对设计出来的双螺杆泵转子,用UG加工软件进行模拟加工,确定其可加工性。5)并用SolidWorks对双螺杆泵转子进行动平衡分析,设计出满足动平衡要求的螺杆转子。6)以流体力学为基础理论分析了双螺杆泵齿间容积间泄漏量与内部压力分布规律,计算出转子间隙与泵极限真空度的关系,为双螺杆泵的预留间隙的设定提供了理论依据。


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