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罗茨风机转子形状_罗茨风机

时间:2021-07-30 06:16  来源:万豪原创

罗茨风机转子形状:一种新罗茨转子型线的构成方法

  罗茨转子是气体罗茨泵,罗茨鼓风机和罗茨流量计等仪器设备的核心部件,转子型线设计得合理与否决定了仪器的性能。本文提出了一种新的罗茨型线,完成该型线的数学建模,通过C语言编程得到一系列的型线上的啮合点的坐标,运用Solidworks得到完整的转子型线。本文还对新的罗茨型线进行分析,并与传统的罗茨型线进行比较,验证新型罗茨型线的优越性。

  罗茨转子是罗茨真空泵、罗茨鼓风机、罗茨压缩机和罗茨流量计等一系列应用罗茨原理工作的设备的核心部件。1854年,美籍以色列人Roots两兄弟在旋转鼓风机的基础上发明了一种新型鼓风机,即用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转风机,为了纪念这个发明,所以将这种类型的风机按两兄弟的名字命名为罗茨风机。1868年,德国的锦工(Aerzener) 机械公司在欧洲制造了第一台罗茨风机并于1930年开始制造罗茨式气量计。1954年,德国的Heraeus发明了罗茨真空泵。在中国,1957 年锦工鼓风机厂首先开始制造罗茨鼓风机。

  罗茨转子横断面的外轮廓称为转子的型线。目前常用的转子型线主要有三类:渐开线型、圆弧型和摆线型。圆弧是在罗茨转子设计中大量应用的曲线元,俄国工程师A. M. 卡兹在著作中多次提到圆弧转子型线。刘坤和巴德纯在对圆弧型型线研究时,引入了形状系数和峰顶系数,通过这两个系数来体现容积利用率的不同。Chiu-Fan Hsieh对不同峰顶系数的罗茨进行比较,得出了性能较好的罗茨曲线。真空技术网(认为渐开线型转子由圆弧和渐开线组成。圆弧型和摆线型由于面积利用系数低得不到广泛的应用。渐开线由于便于加工且密封性能好而被广泛采用。

  除传统的摆线型转子外,李建磊和叶仲和对内外圆弧加摆线型的转子进行研究。刘林林等则在传统的渐开线基础上加入摆线对转子的性能进行了改进。刘玉岱提出通过“圆弧一摆线一渐开线”的线型减小转子之间气体泄露量的方法。

  本文以基圆半径为70mm的罗茨转子为例,提出一种新型的罗茨流量计转子型线,并对该型线进行公式推导,将型线方程化,从而可用该方法可得出一系列不同基圆的新型罗茨曲线,并在此基础上研究了型线的啮合特性和面积利用率。

  本文以基圆半径为70mm 的罗茨型线为例,圆心作为为原点。水平向左为X轴正方向,竖直向上为Y轴正方向。由于型线是上下左右对称的,可以仅考虑第一象限的情况。新型罗茨转子型线的原理如图1 所示。对于第一象限的曲线可以把它分为两部分,以45°角为分界线, 45°以前即AB段是由四段圆弧所组成,45°以后的BC段由渐开线组成,CD为圆弧段。

  图1 新型罗茨型线图

  在实际设计中选用转子型线时,还应考虑:转子占的体积要小,转子要有良好的几何对称性,转子要有足够的强度且应该易加工。通过对罗茨型线的调研和研究,得到了一个系列的圆与圆的渐开线的组合的罗茨型线的分段公式。编程得到整体型线上的各个点坐标。通过对该组合型线的连续性及面积利用率进行分析,得到该型线具有良好的连续光滑性,且面积利用率比传统的渐开线型转子高。

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  山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机、回转式鼓风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机,赢得了市场好评和认可。产品和服务远销全国各地及东南亚,深受客户好评。今天小编详细给大家解释一下罗茨风机工作原理,本文清晰明了,让您一分钟一目了然了解罗茨鼓风机。

  我们先从罗茨鼓风机名字的说起吧,据说在1854年美国人罗特兄弟在设计水轮车的过程中发明了这种风机,在当时的影响非常大,这也为风机时代开辟了新路,后来世人将这种风机以他们的名字命名,就叫罗茨鼓风机,这也是目前风机历史上唯一一个保留人名称呼的机器。那么罗茨鼓风机是什么工作原理呢?与其他风机又有什么不同呢?

  三叶罗茨风机工作原理示意图

  罗茨风机是一种容积式鼓风机,通过一对转子的’啮合’(转子之间有间隙,又不相互接触)使进气口隔开,转子由一对同步齿轮传动,做反方向运动,将吸入的气体无内压缩的从吸气口推至排气口。气体到达排气口的瞬间,因排气侧高压气体的回流而被加压,从而完成气体输送。

  罗茨风机工作原理示意图

  旧的罗茨鼓风机,无论两叶型、三叶型,转子顶端向排风口一线打开的瞬间,排风口的高压空气逆流于机壳之内进行压缩,从而产生剧烈的压力变化,形成了风机的噪音。本风机为消除这种因素而研究了螺旋形状。详细了解三叶罗茨风机与两叶罗茨风机性能对比文章

  螺旋形状的要点说明。

  A 转子:进风侧整个转子宽度都处于打开并开始循序闭合的状态。排风侧处于循环打开并且是打开一半以上的状态。

  B 转子:进风侧处于循环闭合并接近完全闭合的状态。排风侧处于没有打开但将要打开的状态。

  A 转子:进风侧子处于闭合了一些的状态,斜线示出的三角孔沿机壳遮蔽循环缩小。排风侧处于已排风完了的状态。

  B 转子:进风侧处于即将达到机壳遮蔽线的状态。排风侧处于排风过程中,三角孔循序打开的状态。

  A 转子:进风侧和排风侧都处于闭合状态,但排风侧处于即将打开的状态。

  B 转子:进风侧刚刚进入闭合行程,处于循序闭合的状态,排风侧已循序打开,即将到达全开状态。

  罗茨风机工作原理动画

  我国罗茨鼓风机的发展,大致分为五个阶段:

  第一阶段:仿造、消化吸收到自行设计制造,50年代我国风机行业基本上是按照苏林的图纸生产,到了60年代,我国在掌握了一定的技术水平是能在模仿苏联产品的同时自行设计改造出自己的产品,但是当时制造出的罗茨鼓风机品种比较单一,性能点较少,不利于用户的选型,但这一阶段,为我国罗茨鼓风机的发展奠定了坚实的基础。

  第二阶段是全国联合设计阶段。为了提高罗茨鼓风机的设计、制造质量,扩大罗茨鼓风机的性能范围,同时为了方便用户的选型和使用,作好风机节能产品的发展、推广工作, 各主要生产厂家组成了联合设计组,于1982年正式开展工作,历时近十年,设计实现了L型罗茨鼓风机,有利地推动了罗茨鼓风机生产厂家的技术进步和发展。

  第三阶段是各生产厂在联设基础上自我完善和发展阶段,各厂结合自己的实际情况对联合设计L系列罗茨鼓风机进行了改进,使罗茨鼓风机的性能得到了完善。

  第四阶段是罗茨风机活跃阶段。随着罗茨风机应用的行业越来越多,罗茨风机的市场需求也越来越大,这也刺激了罗茨鼓风机的发展。市面上出现了很多罗茨鼓风机的生产厂家,技术水平和产品性能都远超于上个世纪的水平。

  第五阶段是罗茨风机的提高阶段。在众多的罗茨风机的生产厂家中,锦工机械凭借着坚实的基础和雄厚的生产实力,在罗茨鼓风机的设计制造销售等各方面都名列前茅,成为罗茨鼓风机行业的领头羊。

  其生产的锦工牌罗茨鼓风机机构合理,风量大,噪音低,节能环保,性能优良,使用寿命长。一般寿命稳定在5-10年,一台能顶两台用。采用高品质电机,耐高温防火材料,品质卓越,动力强劲。内部带有消音器,独配消音房,风机振动的声音特别小,几乎是无声的,有效减轻了噪音的污染,不会给生产带来任何影响。现在已被应用到各个行业,并成为多数知名企业的合作品牌。

  锦工罗茨鼓风机由机壳、墙板、叶轮、进出口消声器等4大部分组成。

  机壳:主要用来支撑墙板、叶轮、消声器和固定的作用。

  墙板:主要用来连接机壳与叶轮,并支撑叶轮的旋转,以及起到端面密封的效果。

  叶轮:是罗茨风机的旋转部分,分两叶和三叶,现在由于三叶的比两叶的出气脉动小、噪声小,运转平稳等很多优点,已逐渐代替两叶罗茨风机。

  消声器:用减小罗茨鼓风机的进、出由于气流脉动产生的噪音。

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罗茨风机转子形状:罗茨鼓风机叶轮(转子)及其制造方法

  专利名称:罗茨鼓风机叶轮(转子)及其制造方法

  技术领域:

  本发明涉及一种罗茨鼓风机叶轮(转子)及其制造方法。

  背景技术:

  罗茨鼓风机叶轮(转子),多年来结构变化不大,从最初的双叶型改进到目前的三叶型,改进后加工难度增加了。目前的三叶型转子所采用的材料为铸铁,其缺陷是转子的强度,硬度低,膨胀系数小,易导致风量损失,铸铁熔炼温度高,原材料消耗高。同时,现有罗茨鼓风机叶轮常规加工办法是按叶轮的实际尺寸加足够大的加工余量用200#铸铁铸造一只实芯毛胚,毛胚回火处理后进入机加工工序,工序为铣削两端面—划线—钻孔—镗孔—拉键—粗刨—精刨—精铣—共需花费工时6-8小时,缺点是工序繁杂,废品率高。

  发明内容

  本发明所要解决的技术问题就是为了克服铸铁材料的转子存在的问题及目前生产工艺繁杂的弊端,而提供了一种以锌基合金为原料的转子。本发明还涉及其制造方法,该方法工艺简单,省工省时。

  本实用新型的技术方案是该罗茨鼓风机叶轮(转子),其特征在于所述的转子由锌基合金铸造而成,该合金成份重量比为AI 7-11%,Cu 4-5%,Mg 0.2-0.5%,余量为Zn。

  进一步的方案在于合金成分重量比为AI 11%,Cu 5%,Mg 0.2%,余量为Zn。

  制造上述罗茨鼓风机叶轮(转子)的方法,其特征在于步骤如下将模具的模板,型腔,型芯预加温至180-200℃,加温后涂脱模剂,然后将型腔先固定于下模板上,装入型芯,盖上上模板,固定好浇套,将按通用方法熔炼好的合金浇入模具,浇铸温度为450℃,待硬结后开模取出成品,铸件经180℃淬火后室温放置48小时;将开模后的模具涂脱模剂,合模进行二次浇铸,模具不需再加温。

  上述方法中,所述的脱模剂为水玻璃加滑石粉调制稀粥状。也可采用本领域常用的脱模剂。

  本实用新型的有益效果是该合金浇铸出的产品可以精确的再现模型的形状,所以无需进行机加工即可直接使用,它省却了机加工的工时,电力,油料,刀具等并且浇铸温度低,从而大大的节省了能源消耗。因叶轮的材料为锌基四元合金,线膨胀系数大,所以能弥补风机因压力加大后风量损失的缺陷。因风机机壳与叶轮之间,叶轮与叶轮之间,叶轮与墙板之间在装配时都留有0.05mm-0.10mm之间的间隙,风机遇到压力时会升温,两种材料不同的线膨胀系数缩小了间隙,从而减少了风量损失。

  该合金熔炼温度低,便于回收回铸,更好的实现了资源重复利用。

  下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

  图1为本实用新型的生产模具—下模板俯视图;图2为本实用新型的生产模具—型腔模立体结构示意图;图3为本实用新型的生产模具—上模板俯视图。

  图中1下模板,11叶轮减重型芯孔,12模板定位销孔,13芯轴型芯孔,2型腔模,21型板,22定位销孔,3上模板,31叶轮减重型芯孔,32模板定位销孔,33芯轴型芯孔。

  具体实施例方式

  罗茨鼓风机叶轮(转子),所述的转子由锌基合金铸造而成,该合金成份重量比实施例为

  其制造方法是将模具的上、下模板3、1,型腔模2,型芯预加温至180-200℃,加温后涂脱模剂,然后将型腔模2先固定于下模板1上,装入型芯,盖上上模板3,固定好浇套,将按通用方法熔炼好的合金浇入模具,浇铸温度为450℃,待硬结后开模取出成品,铸件经180℃淬火后室温放置48小时即得。

  将开模后的模具涂脱模剂,合模进行二次浇铸,模具不需再加温。

  上述方法中,所述的脱模剂为水玻璃加滑石粉调制稀粥状。

  图1、2、3所示的为该罗茨鼓风机叶轮(转子)生产模具。详细介绍如下该罗茨鼓风机叶轮(转子)生产模具,它由上模板3,下模板1及位于两者之间的型腔模2组成。

  型腔模2是在叶轮的三个叶片的顶端中心为合缝面,由互成120°的三块型板21组成,并在各条合缝线上型板21上下两端设有三个由型板组成的定位销孔22。在三条合缝线外端面上设有三个锁紧扣用于固定型板。型腔模2内设有与叶轮外形相同的内型腔。上、下模板3、1对应地设置与型板21上定位销孔22同心的三个模板定位销孔32、12;还设有三个对应的叶轮减重型芯孔31、11且位于三个叶片的中心,以放置减重型芯柱;在上下模板的中心还设有芯轴型芯孔33、13,该孔内置放芯轴型芯;浇口和冒口设置在上模板3上。

  权利要求

  1.罗茨鼓风机叶轮(转子),其特征在于所述的转子由锌基合金铸造而成,该合金成份为重量比AI 7-11%,Cu 4-5%,Mg 0.2-0.5%,余量为Zn。

  2.根据权利要求1所述的罗茨鼓风机叶轮(转子),其特征在于合金成分重量比为AI 11%,Cu 5%,Mg 0.2%,余量为Zn。

  3.制造上述罗茨鼓风机叶轮(转子)的方法,其特征在于步骤如下将模具的模板,型腔,型芯预加温至180-200℃,加温后涂脱模剂,然后将型腔先固定于下模板上,装入型芯,盖上上模板,固定好浇套,将按通用方法熔炼好的合金浇入模具,浇铸温度为450℃,待硬结后开模取出成品,铸件经180℃淬火后室温放置48小时;将开模后的模具涂脱模剂,合模进行二次浇铸,模具不需再加温。

  4.根据权利要求3所述的罗茨鼓风机叶轮(转子)的制造方法,其特征在于所述的脱模剂为水玻璃加滑石粉调制稀粥状。

  全文摘要

  本发明公开了一种罗茨鼓风机叶轮(转子)及其制造方法。其技术方案是所述的转子由锌基合金铸造而成,该合金成分重量比为AI 7-11%,Cu 4-5%,Mg 0.2-0.5%,余量为Zn。其制造方法是将模具的模板,型腔,型芯预加温至180-200℃,加温后涂脱模剂,然后将型腔先固定于下模板上,装入型芯,盖上上模板,固定好浇套,将按通用方法熔炼好的合金浇入模具,浇铸温度为450℃,待硬结后开模取出成品,铸件经180℃淬火后室温放置48小时;将开模后的模具涂脱模剂,合模进行二次浇铸,模具不需再加温。本发明合金熔炼温度低,铸造工艺简单,便于回收回铸,更好的实现了资源重复利用。

  文档编号F04D29/18GKSQ

  公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月23日 优先权日2004年3月23日

  发明者王绍全 申请人:王绍全

罗茨风机转子形状:罗茨鼓风机转子的材质有哪些?常见的有几种?

  问题:风机转子的材质有哪些?常见的有几种?

  回答:今天有朋友咨询关于风机材质定制的问题,该朋友的风机存在一定问题,转子容易磨损,想定制一下转子的材质,来增加转子的使用寿命。

  下面锦工风机就给大家介绍下,转子的主要材质有哪些:

  1、铸铁材质

  罗茨鼓风机转子的主要材质,也是使用最广泛的材质,还是铸铁材质的,铸铁材质价格相对便宜一些。

  2、不锈钢材质

  罗茨风机的转子,还可以采用不锈钢材质,不锈钢材质也分很多标号,所以,想要定制哪种材质的需要考虑好。

  3、铸铁防腐防磨处理

  很多公司都会采用这种处理方式,采用铸铁材质的转子,然后采用防腐防磨处理,也可以正常使用。

  4、玻璃钢碳钢材质

  这种材质的转子很少,因为价格较高,如果没有特殊要求,一般很少会采用此类材质。

  锦工风机专业生产罗茨鼓风机,如果您需要定制风机的材质,可以联系我们的在线客服,也可以拨打我们的全国免费客服热线

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