成對輸送螺杆的製作方法

2024-03-25 07:15:05 1

專利名稱：成對輸送螺杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及在帶有使螺杆反向運行的先導傳動件的泵內的平行軸、外嚙合工作的成對輸送螺杆的輪廓幾何形狀。這裡輪廓幾何形狀、環繞角、導程、側隙、介質控制和轉速確定泵的特徵值，為輸送量、效率、輸出壓力、洩漏量、溫度、噪聲以及加工費用。
瑞典SRM廠的作為SRM廓形的眾所周知的幾何形狀適用於製造用於中等輸出壓力的泵的具有非一致廓形的多頭結構和小的環繞角的高速成對輸送螺杆。嚙合線和殼體內稜之間的與結構有關的縫隙通常稱為「氣隙」，在中低轉速時它阻礙形成較高的輸出壓力或者很高的容積效率。
但是在所述情況下興趣在於中等轉速時較高輸出壓力的泵，對此具有軸向順序工作腔和環繞角大於720°的單頭雙螺杆更為合適通過各自形成一個作為延長擺線的單頭齒廓交替地形成對稱的嚙合線，它們從殼體內稜向芯部圓沿螺杆外形輪廓分布。這條嚙合線將泵的內腔細分成具有兩倍導程長度的重疊布置的軸向移動工作腔。
在已知結構形式中，例如可由日本Taiko廠供貨的螺杆加工成具有1080°、1440°、1800°環繞角，並具有相同的端面齒形。在端側通過兩個螺杆中的一個以一個沿第二個漸開線形狀的齒廓的孔控制(物料)流出。
在保持具有兩倍導程長度的軸向移動工作腔的工作原理不變的前提下應該在現代化成批生產的意義上重新設計和定義齒廓幾何形狀，而且應該達到更高的容積效率、更好的動態性能和介質控制。
在成對輸送螺杆具有由芯部圓弧、擺線型中凹齒面、外圓弧和第二個齒廓組成的廓形時這個目的按本發明這樣來解決與已知廓形不同，稱為外形輪廓的第二齒廓6在齒根部分與芯部圓弧4平滑連接，並且外形輪廓6至少具有一個中部的、不升高的、鞍形部7，它平滑地連接這樣形成的部分外形輪廓即內齒廓8和外齒廓9。
下面藉助於在附圖中表示的並在從屬權利要求2、3中表徵的實施例對本發明作較詳細的說明。
其中表示

圖1一組單頭結構的帶有先導傳動件和約1600°環繞角的、按本發明在外形輪廓中具有中部鞍形區的成對輸送螺杆的縮小的視圖。
圖2齒廓幾何形狀的一種實施形式和與圖1成對輸送螺杆中對應齒廓的嚙合關係。
圖3成對輸送螺杆一種實施形式相應於圖1A-A線的剖面圖，它裝在殼體內，以與圖1相同的比例表示。
圖4螺旋輸送機的一種實施形式的軸向剖視的局部視圖。
在所選擇的實施形式中輸送螺杆1、2(圖1和3)具有約1600°的環繞角，和具有這樣的外形輪廓的相同端面齒形，它由幾段部分齒廓曲線組成鞍形部7(圖1和2)做成半徑為半個軸間距的圓弧形，並在安裝狀態下與對應螺杆的鞍形部相對應。內齒廓8(圖2)由一個平滑地連接在鞍形部7上的、這裡稱為齒廓圓弧10(圖2)的偏心圓弧和一個平滑地連接的延長擺線-齒根擺線11(圖2)組成以連接芯部圓弧4(圖2和3)。對應螺紋杆齒廓圓弧的圓心相對於所述齒廓在一條截短的外擺線12(圖2)上運動，與其間距為齒廓圓弧半徑f的內等距曲線是所述齒廓的外齒廓9(圖2)。
為了定量地確定按如下的步驟進行1.確定軸間距a＝100L.E.(長度單位)2.由此直接得到鞍形圓弧半徑d＝a/2＝50L.E.
3.確定芯部圓弧半徑c＝23L.E.
4.由此直接得到外圓弧半徑b＝a-c＝77L.E.
5.用a和b計算出中凹齒廓-擺線5(圖2和3)。
在表I中列出了一些數值，其中U、V是原點在軸心線的直角坐標系的坐標值。
6.由a和b得到齧入角α，它給定相互嚙合的輸送螺杆1、2相互穿入的區域(圖3)α/2＝49.51°7.確定外圓扇形角β為了維持工作必須有β＞α/2確定β＝76°由於相同齒廓的相互嚙合芯部圓弧扇形角同樣＝β＝76°8.確定螺杆導程l＝100L.E.
9.數值l、a、b和齒廓5、6以及芯部4用一個工具共同加工的要求通過在軸截面內的計算得到齒廓圓弧半徑的條件(圖4)f≥22L.E.
確定f＝22L.E.，由此得到齒廓圓弧中心的偏心量e＝d-f＝28L.E.
10.齒根擺線11由對應齒廓外圓弧和外齒廓交點處的齒頂三角得到，由於相同的槓桿條件a，b相應地得到中凹齒廓5的一部分。
當齒廓圓弧10和芯部圓弧4通過齒根擺線11平滑連接時得到內齒廓扇形角r＝65.94°。
由相同齒廓的相互嚙合外齒廓扇形角同樣是r＝65.94°。
11.因此鞍形扇形角δ＝360°-2β-2r＝76.12°12.由數值a、e、f得到外齒廓9的廓形，它是截短的外擺線內等距曲線的一部分。在表II中列出一些數值，其中U、V相應於表I中的定義。
根據確定的齒廓現在起進行13.重心到中心的距離g＝21.58L.E.
14.轉子面積＝Z＝8295.4(L.E.)2因此g·z＝1.79×105(L.E.)3。
15.效率η＝49.51％16.由工作轉速和幾何參數得到相對輸送效率(L.E.)3/單位時間，由此通過把它看作校正的理論輸送效率得到對於1L.E.的數值。當理論輸送效率為250m3/h(未校正)和轉速為3000轉/分時得到1L.E.＝1mm現在據此對於不接觸地工作的齒廓還需要進行的尺寸修正雖然對於無可指摘的功能和製造來說是必不可少的，而且牽涉到高得多的費用，但是在齒廓選擇時它只起次要的作用。
與已知廓形的比較表明容積效率提高約6.5％，並改進了動態性能(g·z減小27.2％)，和得到了由芯部4，中凹齒廓5、內齒廓8、鞍形7和外齒廓9組成的整個齒槽內表面共同加工的可能性。在齒廓圓弧區域內的表面部分允許介質控制的更好的調節，介質通過殼體端壁內的通道13(圖3)輸送。
表I表II
權利要求
1.平行軸、反向外嚙合的、環繞角至少為720°的和具有由芯部圓弧，擺線形第一中凹齒廓、外圓弧和第二段齒廓組成的端面廓形的單頭成對輸送螺杆，其特徵在於第二段齒廓即所謂的外形輪廓(6)也在齒根圓處平滑地連接在芯部圓弧(4)上，使得中凹齒廓(5)和外形輪廓(6)與芯部(4)一起構成一個具有共同加工可能性的平滑表面；和/或外形輪廓(6)至少具有一段中間的、不升高區域、即鞍形部(7)，它連接這樣構成的部分外形輪廓、內齒廓(8)和外齒廓(9)，由此與已知廓形相比達到一種比較合適的表面分配，由此可提高容積效率，改善動態性能以及改善介質流出和壓載氣體輸入(Ballastgaseintritt)的控制。
2.按權利要求1的成對輸送螺杆，其特徵在於外形輪廓(6)由多段部分齒廓曲線組成，使得鞍形部(7)做成圓弧形。
3.按權利要求2的成對輸送螺杆，其特徵在於內齒廓(8)由一段偏心圓弧，這裡稱為齒廓圓弧(10)和一段稱作齒根擺線的延長擺線組成，使得齒根擺線(11)連接在芯部圓弧(4)上並通過齒廓圓弧(10)與鞍形部(7)平滑連接，使得由對應螺杆當時的嚙合所法定的外齒廓(9)包含一段截短的外擺線的內等距曲線形狀。
全文摘要
在螺杆泵中介質的無接觸傳輸在已知結構型式中通過由先導傳動箱帶動的單頭雙螺杆進行,它們具有相同的由芯部圓、頂圓、漸開線齒廓和中凹齒廓組成的端面齒形,它將泵的空間劃分為軸向分級的腔,從而可以產生單級的較高的壓力差。除動態性能、效率以及工藝性以外介質控制也由端面齒廓確定,通過它的變化所有與它有關的量也應該得到改善。這裡漸開線由帶有中部的鞍形區域的不連續升高的曲線以及與芯部圓的平滑連接所代替。由此所達到的端面的變化促使動態性能和容積效率的改善,並擴大端面一側介質控制的可能性。新曲線的具體確定連同與齒根部位的平滑連接使得可以只用一把刀具一起加工芯部和齒廓,具有這種齒廓的輸送螺杆適用於在轉速為3000轉/分時流量為100…1000立方米/小時,輸出壓力 0.05兆巴、效率約為50%的螺杆泵。
文檔編號F04C18/16GK1207795SQ96199627
公開日1999年2月10日 申請日期1996年7月8日 優先權日1995年12月11日
發明者烏爾裡希·貝謝爾 申請人:愛特裡爾斯布時股份公司