[发明专利]非对称螺杆转子、其端面型线的生成方法及双螺杆泵

说明书

本发明公开了一种非对称螺杆转子、其端面型线的生成方法及双螺杆泵，属于螺杆泵技术领域。转子沿螺杆轴线方向的切面得到的转子齿形为非等腰梯形，转子齿形一边是外摆线，另一边为长幅外摆线，长幅外摆线的长度大于外摆线的长度，转子传动比为1:1，构成非对称螺杆转子，是将原来的转子端面型线用小于转子端面型线中的拐点曲线进行滚动修正，经过三维软件造型、模拟优化后得到的转子齿形为非对称齿形，使得转子的抗杂质能力提高，双螺杆泵效提高10％，输送管道的流量和压力得到提升。双螺杆泵适用于液体如原油、轻质油和高粘度介质及高粘度含砂原油，及输送介质的油泵等相关产品。

技术领域

本发明涉及螺杆泵技术领域，尤其涉及一种非对称螺杆转子、其端面型线的生成方法及双螺杆泵。

背景技术

双螺杆泵是一种容积式转子泵，具有结构简单。运行平稳、清洁无油、适应多种工况的优点，在半导体、化工、电子、核能、食品、医药领域应用广泛；双螺杆泵的主要零部件是平行装配、相互啮合的两个螺杆转子，工作时通过两个螺杆转子的同步异向双回转运动，实现泵内被抽气体的吸气、压缩和排气过程；螺杆转子的结构，尤其是端面型线的结构，直接影响双螺杆泵的抽气量、级间密封和极限真空度。

目前常用的单头凹齿面双螺杆泵，两个螺杆转子满足啮合和传动规律且互为共轭，且为对称型螺杆转子，因为齿形的对称，容易出现回流，影响螺杆泵的压力和流量，且密封效果也不理想。另外，其端面型线由4段曲线组成，分别为：齿根圆弧、齿顶圆弧、摆线、圆渐开线，其中齿根圆弧、齿顶圆弧的圆心和圆渐开线的基圆圆心重合，该螺杆转子的端面型线存在不参与啮合的部分，且螺杆转子的空间接触线不连续，工作时存在明显的泄漏通道；对螺杆转子的研究，很多是在此型线的基础上进行修正和改进：专利CN202926637提出了一种干式真空泵转子型线，由5段曲线组成，在齿根圆弧和圆渐开线连接的位置，添加了一段摆线进行修正；专利CN103233894提出了一种螺杆转子型线，由6段曲线组成，在齿顶圆弧与圆渐开线和齿根圆弧与渐开线相连的位置，分别添加了一段圆弧和圆弧的包络线进行修正。

以上专利所提出的螺杆转子的端面型线，都是通过在端面型线上的圆渐开线与齿根圆弧或齿顶圆弧的连接处分别添加修正曲线，改善螺杆转子空间接触线不连续、相邻工作腔间存在泄漏的问题；但添加修正曲线会导致螺杆转子端面型线的组成曲线更加复杂，影响螺杆转子的加工和装配精度，同时修正后的螺杆转子仍然有较长的空间接触线，相邻工作腔通过空间接触线的泄漏改善不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非对称螺杆转子、其端面型线的生成方法及双螺杆泵，解决了现有的双螺杆泵因螺杆转子齿形对称带来的压力小，密封不好且转子端面型线修正不合适而影响螺杆转子的加工和装配精度以及泄漏改善不明显的技术问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案，

本发明提供的非对称螺杆转子，所述转子沿螺杆轴线方向的切面得到的转子齿形为非等腰梯形，所述转子齿形一边是外摆线，另一边为长幅外摆线，所述长幅外摆线的长度大于所述外摆线的长度，所述转子传动比为1:1。

进一步的，所述转子的齿面上喷涂硬质合金。

一种上述任一项技术方案所述的非对称螺杆转子的端面型线的生成方法，所述方法包括如下步骤，

修正前的转子端面型线由外圆I-A、内圆E-D、长幅外摆线C-B、长幅外摆线G-F、外摆线H-K、拐点曲线I-H、拐点曲线K-G、拐点曲线F-E、拐点曲线D-C和拐点曲线B-A组成，所述拐点曲线K-G、所述拐点曲线I-H、所述拐点曲线F-E和所述拐点曲线B-A的曲率半径均为R1，所述拐点曲线D-C的曲率半径为R2，用半径小于R1和R2的圆作为修正曲线，对所述转子的端面型线利用滚成原理进行滚动修正得到中间曲线，所述中间曲线再通过三维软件整合成一条封闭的曲线，然后所述封闭的曲线经模拟啮合、优化数据直到双螺杆转子的端面型线啮合不干涉、双螺杆转子之间的啮合间隙为0.05mm-0.15mm之间时，即得到修正后的转子端面型线。