[發(fā)明專利]一種螺桿真空泵的螺桿組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410281732.2
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104019034A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設計）人: 馬云芳;巫修海
• 申請（專利權(quán)）人: 巫修海;臺州職業(yè)技術(shù)學院
• 主分類號: F04C29/00
• 分類號: F04C29/00
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所 33107
• 代理人: 蔡正保;朱新穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于真空泵設備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種螺桿真空泵的螺桿組件。

背景技術(shù)

干式螺桿真空泵是技術(shù)含量非常高的科技產(chǎn)品，主要應用于高純凈的真空工藝過程,真空度極高，可適應惡劣工況，具有抽取凝性、含顆粒物氣體的能力，特別適宜于電子，化工和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。干式螺桿真空泵是一種容積泵，依靠泵內(nèi)的兩根螺桿轉(zhuǎn)子與泵體內(nèi)腔形成的密閉容積輸送氣體，在泵的進口處形成真空。干式螺桿真空泵的關(guān)鍵技術(shù)是一對互相嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子，互相嚙合的轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)子的端面型線，端面型線的好壞，將直接影響到螺桿真空泵的性能，如密封性、效率、面積利用系數(shù)等，同時決定了泵的加工制造成本。

如中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)枺?01010605321.6)公開了一種螺桿真空泵轉(zhuǎn)子型線，分別采用五段曲線組成第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子端面型線，以相同的中心距A和不同頭數(shù)的轉(zhuǎn)子來構(gòu)成螺桿真空泵的兩個轉(zhuǎn)子的型線系列，該發(fā)明的螺桿真空泵轉(zhuǎn)子型線應用于兩個轉(zhuǎn)子，第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子為共軛轉(zhuǎn)子端面型線，完全相同，只是分別采用左旋和右旋，即可形成嚙合關(guān)系，但該設計的螺旋線和大圓弧、螺旋線包絡線與小圓弧之間不是平滑過渡，特別這兩處曲線交點位置不完全共軛，存在比較明顯的泄漏區(qū)，而且過渡區(qū)域制造比較費時，采用該種設計的變螺距螺桿，由于齒根圓弧包角相對較小，螺桿齒根部位寬帶較小，相對制造比較困難，采用兩種型線的螺桿真空泵無法設計較高的壓縮比。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種螺桿真空泵的螺桿組件，該螺桿真空泵的螺桿組件能夠?qū)崿F(xiàn)完全密封，密封線短，工作效率高。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種螺桿真空泵的螺桿組件，包括兩根端面型線相同、旋向相反的螺桿，其特征在于，所述螺桿的端面型線由一段外擺線、一段內(nèi)擺線、一段齒根圓弧、一段長幅外擺線和一段齒頂圓弧組成，螺桿的端面型線繞著螺桿軸線依次為外擺線、內(nèi)擺線、齒根圓弧、長幅外擺線和齒頂圓弧；一根螺桿上的外擺線與另一根螺桿上的內(nèi)擺線為共軛曲線，一根螺桿上的齒根圓弧與另一根螺桿上的齒頂圓弧為共軛曲線。

兩根螺桿相平行并反向外嚙合形成螺桿轉(zhuǎn)子，螺桿的端面型線，即轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線，本螺桿的型線端面為單頭，在齒頂圓弧與齒根圓弧之間增設外擺線、內(nèi)擺線、長幅外擺線并使相互之間平滑過渡，能夠形成嚴格密封，避免兩根螺桿嚙合后形成泄漏區(qū)域，即一個螺距范圍內(nèi)就能夠形成嚴格的自成密封腔，結(jié)構(gòu)緊湊、剛度較好；當然一個螺距范圍內(nèi)也使得密封線較短，因此密封性能好，效率高；上述的齒根圓弧形成較大的包角，螺桿齒根部位寬度較大，因此可以設計較高的壓縮比，且加工該螺桿時也能夠采用較大的刀具切削，加工效率較高。

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述外擺線與內(nèi)擺線交點、長幅外擺線與齒根圓弧交點、長幅外擺線與齒頂圓弧交點以及圓弧圓心位于同一直線上。

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述外擺線與內(nèi)擺線交點位于型線節(jié)圓上；型線節(jié)圓圓心與齒根圓弧圓心重合。使得外擺線與內(nèi)擺線之間形成平滑過渡，避免在交點處出現(xiàn)滯留、泄漏區(qū)域，提高密封性和工作效率。

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述型線節(jié)圓半徑所述兩根螺桿的軸心距L＝R_a+R_b，其中R_a為齒頂圓弧半徑，R_b為齒根圓弧半徑。保證了兩根螺桿的齒面在嚙合點能夠完全貼合，保證密封性。

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述外擺線轉(zhuǎn)角與內(nèi)擺線轉(zhuǎn)角相同。兩根螺桿嚙合傳動過程中，相同的轉(zhuǎn)角能夠保證一根螺桿的外擺線與另一根螺桿的內(nèi)擺線完全相對并逐漸嚙合，避免一根螺桿外擺線或者內(nèi)擺線與另一根螺桿的齒根圓弧或者齒頂圓弧出現(xiàn)嚙合，出現(xiàn)泄漏區(qū)域。

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述外擺線轉(zhuǎn)角r為外擺線與內(nèi)擺線的生成圓半徑，

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述外擺線的方程式包括式1和式2，

式1：

式2：式中x、y是外擺線上點的直角坐標；是齒廓上任一點的轉(zhuǎn)角，

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述內(nèi)擺線的方程式包括式3和式4，

式1：

式2：式中：x、y是外擺線上點的直角坐標；是齒廓上任一點的轉(zhuǎn)角，是內(nèi)擺線的轉(zhuǎn)角。通過上述外擺線與內(nèi)擺線的公式計算獲得，使得內(nèi)擺線與外擺線以及與其他型線分段平滑過渡，在螺桿嚙合傳動時形成嚴格密封。

在上述的螺桿真空泵的螺桿組件中，所述長幅外擺線的方程式包括式5和式6，

式5：