專利名稱：用于螺桿式壓縮機的轉子外形的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般而言涉及具有一對轉子、用于將氣體壓縮以便提高氣體的壓力的螺桿式壓縮機。更具體地講，本發(fā)明所涉及的是這種螺桿式壓縮機用的轉子外形，其被設計成盡量縮小氣孔的橫截面積，同時增大轉子加工工具的最小壓力角。
背景技術：
在螺桿式壓縮機上有一對轉子，即凸形轉子和凹形轉子，它們被安裝在壓縮機殼體內的動作空間內，相互嚙合在一起并用軸承支撐著，這樣，這兩個轉子相對轉動，以便使由轉子和壓縮機殼體密封形成的增壓室的容積逐漸縮小，從而使增壓室里的氣體受到壓縮。在螺桿式壓縮機里，凹形轉子的齒的主要部分被安裝在其節(jié)圓之內，而凸形轉子的齒的主要部分被安裝在轉子的節(jié)圓之外。螺桿式壓縮機的性能，例如，排氣量和容積效率，通常由凸形轉子和凹形轉子的形狀和加工精度來確定。在詳細說明中，就轉子的形狀來說，螺桿式壓縮機的性能通常是由密封線的長度和氣孔的橫截面積來確定的，即隨著密封線的長度的減小和氣孔的橫截面積的減小而使螺桿式壓縮機的性能得到提高。近幾年來，人們對螺桿式壓縮機的轉子的形狀作了大量的研究工作并且在許多國家里提出了多個關于轉子形狀的專利申請。但是，對裝有上述轉子的螺桿式壓縮機所作的性能測試表明，在生產這些轉子的過程中使用的轉子加工工具的小壓力角降低了螺桿式壓縮機的性能，其影響程度超過了長密封線或大尺寸的氣孔。也就是說，當轉子加工工具的壓力角小時，該加工工具就加工不出精密的轉子，從而將轉子裝配到螺桿式壓縮機的殼體內變成了幾乎是不可能的。或者，由于該加工工具的部分壓力角太小，使用它生產的轉子有可能造成大的加工誤差，從而在轉子加工誤差大的部位造成氣體泄漏量的增大，并且降低了螺桿式壓縮機的工作效率。
對于螺桿式壓縮機所采用的常規(guī)的轉子外形的典型例子，可以參看美國專利號4412796以及英國專利號1197432和2092676。在上述三個專利文件中所發(fā)表的轉子不同于常規(guī)的對稱式轉子外形，它們采用非對稱式轉子外形，以便壓縮機的性能得到提高。在美國專利號4412796和英國專利號2092676發(fā)表的轉子外形中，凹形轉子的齒頂高被設計成與凹形轉子的外徑比較相對較大，并且與所述凹形轉子相嚙合的凸形轉子的齒根被設計成與凸形轉子的外徑比較相對較大，因此更好地增大了壓縮機殼體內的動作空間。但是，遺憾的是，上述轉子的外形也同時增大了氣孔的尺寸，從而降低了壓縮機的容積效率和絕熱效率?，F(xiàn)在結合

圖1和圖2對“氣孔”這個技術術語作如下的說明。限定在圍繞凹形轉子齒的后端部位的凹形轉子的每一齒的F-G曲線被設計成具有一個不變的曲率。因此，當所述凸形轉子和凹形轉子轉動到凹形轉子的一個齒的點F與凸形轉子的一個齒的點f相接觸時，這兩個轉子不是保持相互接觸，而是保持相互分離。這時在壓縮機的殼體和兩個轉子之間形成了一個三維空間，使氣體從高壓室泄漏到殼體內的低壓室。上述三維空間有一個三角形橫截面，在技術領域被叫做“氣孔”。為了盡可能的減小這個氣孔的尺寸，可以將凹形轉子的輪廓這樣設計，即去除每個凹形轉子的齒的F-G曲線，并且同時將凸形轉子的外形設計成使由凸形轉子產生的D-E曲線延長到凹形轉子的齒頂圓，從而完全防止了在轉子和殼體之間產生氣孔。在這種情況下，氣孔的尺寸變成了零，并且有可能防止氣體從高壓室泄漏到低壓室。但是遺憾的是，在事實上不可能制造出具有上述轉子外形的凸形轉子和凹形轉子。
此外，從被認為是決定螺桿式壓縮機轉子生產能力的重要因素的可加工能力和生產成本上來講，英國專利號1197432文件中發(fā)表的轉子外形有一個部位的壓力角為零，因此在生產這種轉子的過程中會給轉子加工工具造成嚴重的磨損，并且給轉子的精密加工造成困難，這些都是不希望發(fā)生的。在英國專利號1197432和美國專利號4412796中發(fā)表的轉子外形會在轉子的齒的后端部位形成尖點產生部位，因此加工這種轉子是非常困難的，并且由于磨擦會使轉子齒的尖點產生部位嚴重磨損。因此，轉子齒的尖點產生部位會給轉子造成嚴重磨損，并且會減少螺桿式壓縮機的使用壽命。更進一步說，轉子齒的尖點產生部位會減少螺桿式壓縮機內使用的軸承和過濾器的使用壽命。
為了解決上述問題，韓國專利公開出版物95-27198號推出了一種螺桿式壓縮機的轉子外形。如圖9所示，在上述韓國專利中發(fā)表的轉子外形包括一個由優(yōu)化二次函數(shù)f(x)＝ax2+bx+c決定的曲線d1-c1和一個圓弧線c2-b2。從而有可能實現(xiàn)理想的縮小壓縮機內的真空空間并且將轉子傳動部分的空轉系數(shù)減小到零。但是，上述轉子外形存在下列不利因素，即使由于在圍繞每個凹形轉子的齒的后端的一個部位產生的曲線c2-b2的曲率半徑的減小，有可能會在某種程度上縮小氣孔的尺寸以改善螺桿式壓縮機的工作效率，然而由于在圍繞每個凹形轉子的齒的后端的一個部位產生的曲線c2-b2的曲率半徑會大幅度地減小，從而降低了轉子的可生產性，并且不能夠改善螺桿式壓縮機的工作效率。也就是說，在圍繞每個凹形轉子的齒的后端的一個部位產生的曲線c2-b2的曲率半徑的減小會使轉子加工工具的壓力角降到5°，因而使生產出的轉子產生大的誤差，并且因此降低了轉子的可生產性，從而不能夠改善螺桿式壓縮機的工作效率。在上述韓國專利公布的轉子外形中，決定氣孔的凹形轉子齒的曲線c2-b2是一個圓弧線，因此不能夠充分地減小氣孔的尺寸。具有上述轉子外形的螺桿式壓縮機有一個有利因素，即轉子的齒比為4∶5(凸形轉子和凹形轉子的齒的數(shù)目為4+5)，能夠很好地縮短轉子的加工時間和節(jié)省轉子的材料，因為這樣有可能用小尺寸的材料生產轉子。但是，這種轉子外形存在一個問題，它過量地減小了主動輪的直徑，不能夠使軸承尺寸增大到理想的程度，并且往往會造成嚴重的后果，即在高壓工作狀態(tài)下使轉子的軸向強度極度地降低。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的提出充分考慮到了在先前的技術中出現(xiàn)的上述問題。本發(fā)明的一個目的是為螺桿式壓縮機提供一個轉子外形，即利用一個能夠增大轉子加工工具的最小壓力角的雙曲線函數(shù)來確定圍繞每個凹形轉子齒的后端的曲線，這樣，從而盡可能地減小了氣孔的橫截面積，同時能夠使轉子加工工具在允許的加工狀態(tài)下生產出精密的轉子。
本發(fā)明的另一個目的是為螺桿式壓縮機提供一種轉子外形，它被設計成可優(yōu)化轉子的包角，從而能夠增大轉子加工工具的最小壓力角，同時保持轉子有理想的強度。
本發(fā)明的進一步的目的是提供一個為螺桿式壓縮機使用的轉子外形，它被設計成使用凹形轉子作為主動輪，從而最大限度地減少了氣體從高壓室泄漏到低壓室，并且其齒比為4∶6(凸形轉子和凹形轉子的齒的數(shù)目為4+6)，從而增大了轉子在高壓工作狀態(tài)下的軸向強度，提高了轉子加工過程中的工作能力，并且使生產出的轉子的性能得到了提高。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一個為螺桿式壓縮機使用的轉子的外形，它由沿著轉子軸的垂直方向上延伸的一條直線截取一個橫截面來表示，并適用于有限定其內部活動空間的殼體的螺桿式壓縮機使用的凸形轉子和凹形轉子，其凸形轉子被可轉動地安裝在殼體內的活動空間里，具有螺旋式的齒和限定在齒與齒之間的齒根，而其凹形轉子被安裝在殼體內的活動空間里，與凸形轉子嚙合并可以轉動，具有螺旋式的齒和限定在齒與齒之間的齒根。該轉子外形包括第一曲線F-G，它是一個圓弧線并與凹形轉子的齒頂圓在圍繞著凹形轉子的每個齒的后端的點G處內接；和第二曲線，它由一個雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)定義，式中1.1≤ε≤1.15，并且第二曲線的雙曲線函數(shù)在點F處的一個第一順序的導出函數(shù)與曲線F-G的函數(shù)的一個第一順序的導出函數(shù)相等。在轉子外形剖面上，凸形轉子有一個大于300°但不大于310°的包角。
在此轉子外形中，凸形轉子具有一個由曲線a-b、b-c、c-d、d-e、e-f、f-g、和g-a組成的凸形轉子外形，而凹形轉子具有一個由曲線A-B、B-C、C-D、D-E、E-F、F-G、和G-A組成的凹形轉子外形。在凸形轉子外形中，曲線a-b是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線A-B生成；曲線b-c是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線B-C生成；曲線c-d是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線C-D生成；曲線d-e是一條圓弧線，它內接到凸形轉子的一個齒頂圓，并且在凸形轉子和凹形轉子的中心連線上有一個曲率中心；曲線e-f是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線E-F生成；曲線f-g是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線F-G生成；曲線g-a是一條圓弧線，它由沿著凸形轉子的一個齒根圓所限定，并且在凸形轉子的中心處具有一曲率中心Om。在凹形轉子外形中，曲線A-B是一條圓弧線，它在點A處內接到凹形轉子的齒頂圓Af，在點B處外接到曲線B-C，并且有一個曲率中心O1；曲線B-C是一條圓弧線，它在點A處外接到曲線A-B，在點C處外接到曲線C-D并且有一個曲率中心O2；曲線C-D是一條圓弧線，它在點C處外接到曲線B-C，在點D處內接到凸形轉子的齒頂圓Am，并且在凸形轉子和凹形轉子的中心連接線上有一個曲率中心O3；曲線D-E是一條生成的曲線，由凸形轉子的曲線d-e生成；曲線E-F是一條由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)限定的曲線，式中1.1≤ε≤1.15，θ是一個變量，曲線E-F的雙曲線函數(shù)在點E處的一第一順序的導出函數(shù)等于曲線D-E的函數(shù)的一第一順序的導出函數(shù)，而曲線E-F的雙曲線函數(shù)在點F處的一第一順序的導出函數(shù)等于曲線F-G的函數(shù)的一第一順序的導出函數(shù)；曲線F-G是一條圓弧線，它內接到凹形轉子的齒頂圓，并且其函數(shù)在點F處的一第一順序的導出函數(shù)等于曲線E-F的雙曲線函數(shù)的一第一順序的導出函數(shù)；曲線G-A是一條圓弧線，它由沿著凹形轉子的齒頂圓所限定，并且在凹形轉子的中心Of有一個曲率中心。
結合附圖閱讀下文中的詳細說明將會對本發(fā)明的上述及其它目標、特點和其它優(yōu)點有更清楚的理解。這些附圖是圖1表示的是按照本發(fā)明的一個實施例的螺桿式壓縮機的轉子外形剖面圖；圖2是一表示限定在圖1所示壓縮機殼體和凸形轉子及凹形轉子之間的氣孔的剖面圖；圖3是一限定雙曲線函數(shù)的曲線圖，該雙曲線函數(shù)確定了圖1中的凹形轉子的曲線E-F；圖4是一個表示圓弧線與其它各種曲線之間的差別的曲線圖，所述其它曲線是根據圖3中的曲線所限定的雙曲線函數(shù)中的參數(shù)“ε”的一個變化而分別確定的；圖5是一表示在該凹形轉子最小壓力角中的一個變量的曲線圖，是隨著確定圖1中的凹形轉子的曲線E-F的雙曲線函數(shù)中的參數(shù)“ε”的一個變化而變化的；圖6是一幅表示氣孔的橫截面積的曲線圖，是隨著確定圖1中的凹形轉子的曲線E-F的雙曲線函數(shù)中的參數(shù)“ε”的一個變化而變化的；圖7表示的是凹形加工工具的各種不同的形狀，這些不同的形狀是根據本發(fā)明中的凹形轉子的包角的一個變化而確定的；圖8是一表示根據本發(fā)明中的凹形轉子的包角的一個變化、在該凹形轉子的每個齒的軸向厚度中的一個變化；和圖9表示的是螺桿式壓縮機使用的常規(guī)的轉子外形。
具體實施例方式
現(xiàn)應參考這些附圖，在所有這些附圖中，對于相同的或相似的元件，其參考編號是一致的。
圖1表示沿著與轉子軸垂直方向的一條直線截取的橫截面中的螺桿式壓縮機的轉子外形。如圖所示，按照本發(fā)明設計的轉子組件包括凸形轉子1和凹形轉子2，它們裝在壓縮機的殼體(未示出)內，同時嚙合在一起并可以轉動。凸形轉子1和凹形轉子2分別有多個齒1a和2a。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，凹形轉子2被用來作為主動輪，而凸形轉子1被作為從動輪。凹形轉子2的齒2a的數(shù)量最好是6個，而凸形轉子1的齒1a的數(shù)量最好是4個，從而使齒比為4∶6(凸形轉子和凹形轉子的齒的數(shù)量為4+6)。由于上述齒比為4∶6，有可能提高轉子在高壓工作狀態(tài)下的軸向強度，并且改善轉子加工過程中的可加工能力。在技術領域，凸形轉子和凹形轉子的齒被稱作“齒刃”。
凸形轉子1的每個齒1a有一個由曲線a-b、b-c、c-d、d-e、e-f、f-g、和g-a組成的外形，這些曲線沿著齒1a的外形、按照從齒1a的前端到后端的方向順序排列。上述曲線a-b、b-c、c-d、d-e、e-f、f-g、和g-a定義如下1)曲線a-b是一條生成的曲線，由每個凹形轉子的齒2a的曲線A-B生成。
2)曲線b-c是一條生成的曲線，由凹形轉子的齒2a的曲線B-C生成。
3)曲線c-d是一條生成的曲線，由凹形轉子的齒2a的曲線C-D生成。
4)曲線d-e是一條圓弧線，它內接到凸形轉子的齒1a的齒頂圓Am上，并且在凸形轉子1和凹形轉子2的中心Om和Of之間的連接線上有一個曲率中心。
5)曲線e-f是一條生成的曲線，由凹形轉子的齒2a的曲線E-F生成。
6)曲線f-g是一條生成的曲線，由凹形轉子的齒2a的曲線F-G生成。
7)曲線g-a是一條圓弧線，它是沿著凸形轉子的齒1a的齒根圓Dm定義的，并且其曲率中心在凸形轉子1的中心Om處。
凹形轉子2的每個齒2a有一個由曲線A-B、B-C、C-D、D-E、E-F、F-G、和G-A組成的外形。這些曲線沿著齒2a的剖面在從齒2a的前端到后端的方向上按照順序排列。上述曲線A-B、B-C、C-D、D-E、E-F、F-G、和G-A定義如下8)曲線A-B是一條圓弧線。
9)曲線B-C是一條圓弧線。
10)曲線C-D是一條圓弧線。
11)曲線D-E是一條生成的曲線，由凸形轉子的齒1a的曲線d-e生成。
12)曲線E-F是一條由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)確定的曲線，式中1.1≤ε≤1.15，K＝6，θ是一個變量；曲線E-F的雙曲線函數(shù)在點E處的第一順序的一導出函數(shù)等于曲線D-E的函數(shù)的第一順序的一導出函數(shù)，而曲線E-F的雙曲線函數(shù)在點F處的第一順序的一導出函數(shù)等于曲線F-G的函數(shù)的第一順序的一導出函數(shù)。
13)曲線F-G是一條圓弧線。
14)曲線G-A是一條圓弧線，是沿著凹形轉子的齒2a的齒頂圓Af而限定的，并且其曲率中心在凹形轉子2的中心Of處。
現(xiàn)將具有上述轉子外形的凸形轉子1和凹形轉子2的使用效果介紹如下。對于凹形轉子2的每個齒2a，沿著齒2a的后端分布的曲線E-F由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)確定，在圖3的曲線圖中有對它的限定，并且它可以隨意地自由改變曲線E-F的曲率。因此，利用它可以很容易地調整氣孔的尺寸和轉子加工工具的壓力角，從而可以產生一個理想的轉子外形，既可以增大轉子加工工具的最小壓力角，又可以最大限度地減小氣孔的尺寸。在這種情況下，轉子加工工具的最小壓力角定在8°，減小氣孔的效果見圖4至圖6。
圖4是一個表明圓弧線和各種不同曲線的特性的曲線圖，這些曲線是根據圖3的曲線中定義的雙曲線函數(shù)中的參數(shù)“ε”的一個變化而分別確定的。當一個圓弧線的半徑確定后，圓弧線的曲率就變成了一個固定的常量，因此圓弧線的曲率就不可能改變了。所以，如果只使用圓弧線來自由地生成理想的螺桿式壓縮機的轉子的外形，這幾乎是不可能的。但是，如果按照本發(fā)明使用雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)，要想自由地生成理想的螺桿式壓縮機的轉子的外形，則是可能的。這就是說，當把螺桿式壓縮機的凸形轉子的齒根圓Dm的半徑Rm定在51，即Rm＝51，使用雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)，就自由地生成理想的轉子外形，圖中K最好定在一個常數(shù)，而θ是一個決定特定形狀的曲線的變量，并且最好定在90°≤θ≤180°，而ε可以在各種數(shù)值間變化，例如，1.1、1.2或1.3。
圖5是一個曲線圖，表明凹形轉子2的最小壓力角隨著雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)中的參數(shù)“ε”的變化而產生的一個變化，該雙曲線函數(shù)確定凹形轉子2的每個齒2a的曲線E-F。在這種情況下，凹形轉子2的最小壓力角等于制造凹形轉子2的轉子加工工具的最小壓力角。在圖5所表示的曲線中，參數(shù)“ε”在1.0至1.4之間變化。當把螺桿式壓縮機的凸形轉子的齒根圓Dm的半徑Rm定在51，即Rm＝51，并且參數(shù)“ε”定在小于1.15，凹形轉子2的最小壓力角則定在8°。在螺桿式壓縮機的轉子外形中，在典型情況下最小壓力角屬于凹形轉子，而不是凸形轉子。因此，通過確定參數(shù)“ε”的值，把凹形轉子2的最小壓力角定在8°，就有可能產生出理想的螺桿式壓縮機用的轉子的外形。當把凹形轉子2的最小壓力角定在8°，在切削或打磨轉子齒的加工過程中，由于壓力角而給生產的轉子帶來的加工誤差可以降低到理想的程度。在最近幾年中，對轉子的齒進行加工時最多采用的是打磨的加工方法，而不是切削的方法。在詳細說明中，當生產轉子的齒時，優(yōu)先選用打磨的加工程序，使用鉆石打磨機對原材料進行打磨以便制造出轉子加工工具，然后用這種轉子加工工具生產出滿意的轉子齒。在這種情況下，當確定轉子加工工具的最小壓力角不小于8°，對原材料進行有效的和精確的打磨以便生產出轉子加工工具，從而有可能提高轉子加工工具的精度并使用這種轉子加工工具生產出精密的轉子外形。
圖6是一個曲線圖，表明氣孔橫截面積隨著雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)中的參數(shù)“ε”的變化而產生的一種變化，該雙曲線函數(shù)確定凹形轉子2的每個齒2a的曲線E-F。如圖所示，與采用圓弧線生成的轉子齒相比較，由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)確定的曲線所生成的轉子齒可以令人滿意地將氣孔的橫截面積縮小大約20％。還應注意到，氣孔尺寸的縮小與參數(shù)“ε”的增大成反比。
從以上的說明中可以看到，氣孔的尺寸與轉子加工工具的最小壓力角是矛盾的。如圖5和圖6中的曲線所示，當由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)確定凹形轉子的每個齒的曲線E-F時，式中1.1≤ε≤1.15，考慮到上文所說的氣孔的尺寸與轉子加工工具的最小壓力角之間的矛盾，有可能生產出這樣的轉子齒，其最小壓力角為8°，而其氣孔的尺寸又小于用圓弧線生成的轉子齒的氣孔的尺寸。當雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)中的參數(shù)“ε”被確定為0.0216·Rm≤ε≤0.0225·Rm時，這是凸形轉子的齒根圓Dm的半徑Rm的函數(shù)，有可能生產出的這樣的轉子齒，其最小壓力角為8°，而其氣孔的尺寸又小于用圓弧線生成的轉子齒的氣孔的尺寸。最理想的是將雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)中的常量K定在0.1176·Rm，即K＝0.1176·Rm。
圖7表示的是隨著本發(fā)明中的凹形轉子2的包角的變化而確定的凹形轉子加工工具的各種不同的形狀。螺桿式壓縮機所用的轉子的包角以凸形轉子為基礎通常定在300°。轉子的最大水平的包角被限制在直至360°。此外，當轉子的包角定在300°以內，螺桿式壓縮機壓縮空氣的排氣口的尺寸過度的縮小，從而增加了高壓排放阻力，造成能量的過度消耗。當轉子的包角增加到過大的程度時，轉子齒的厚度就要減小，這是不希望出現(xiàn)的。因為如果轉子齒的厚度減小，轉子的強度就要降低。在本發(fā)明中，凸形轉子2的包角理想地定在大于300°且不大于310°。當凸形轉子2的包角按照上述要求確定后，可以獲得的轉子齒的厚度不小于凹形轉子齒的齒頂圓Af的半徑的15％，并且增加了轉子加工工具的壓力角。因此按照本發(fā)明設計的螺桿式壓縮機用的轉子外形在某種程度上加大了轉子加工工具的最小壓力角，并且同時保持了轉子的理想的強度。轉子加工工具的壓力角的增大與轉子包角的增大成比例，如圖7中的曲線所示。與采用圓弧線生成的常規(guī)的轉子齒相比較，當按照本發(fā)明設計螺桿式壓縮機用的轉子外形，采用雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)，同時適當?shù)卣{整轉子的包角，有可能使轉子加工工具的壓力角增大至少3°，并且使氣孔的尺寸縮小至少20％。
圖8表示的是凹形轉子的每個齒的軸向厚度隨著本發(fā)明中的凹形轉子的包角的變化而產生的一個變化。與圖1中所示的轉子外形的橫截面不同的是，圖8中所示的轉子外形為縱截面。如圖8所示，其包角為250°的凹形轉子的每個齒的軸向厚度是包角為310°的凹形轉子的每個齒的軸向厚度的1.23倍。
如上所述，本發(fā)明提供了一個螺桿式壓縮機使用的轉子的外形，其中凸形轉子的外形具有a-b、b-c、c-d、d-e、e-f、f-g、和g-a等曲線，而凹形轉子的外形具有A-B、B-C、C-D、D-E、E-F、F-G、和G-A等曲線。特別是由于凹形轉子外形的曲線E-F的影響，在壓縮機殼體、凸形轉子和凹形轉子之間形成的氣孔的尺寸可以縮小到理想的程度，同時轉子加工工具的壓力角可保持在不小于8°的水平。因此，本發(fā)明提供了一個改進了的螺桿式壓縮機用的轉子的外形，從而提高了壓縮機的性能，并且改善了轉子加工過程中的可操作性，此外還降低了轉子的生產費用。更進一步說，在本發(fā)明的轉子外形剖面中，凸形轉子的包角定在大于300°而不大于310°，因而有可能增大轉子加工工具的壓力角，同時保持一個理想的轉子齒的厚度。
雖然為了介紹本發(fā)明而對它的優(yōu)選實施方案作了說明，但是熟悉該項技術的專家們應該理解，在不違反本文件所附的權利要求中所定義的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可能會出現(xiàn)各種修改、增加和替換。
權利要求
1.一種用于螺桿式壓縮機的轉子外形，其顯示在沿轉子軸垂直方向上的直線截取一個橫截面之中，并且適用于具有限定其內部動作空間的殼體的、在一螺桿式壓縮機中使用的凸形轉子和凹形轉子，其凸形轉子被可旋轉地安裝在螺桿式壓縮機殼體內的動作空間中，并具有螺旋式的齒和限定在齒與齒之間的齒根，其凹形轉子也裝在殼體內的動作空間中，與凸形轉子嚙合并可以轉動，并具有螺旋式的齒和限定在齒與齒之間的齒根，所述轉子外形包括一個確定為一圓弧線、并與凹形轉子的齒頂圓在凹形轉子的每個齒的后端附近的點G處內接的第一曲線(F-G)；以及一個由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)所確定的第二曲線，其中1.1≤ε≤1.15，并且第二曲線的雙曲線函數(shù)在點F處的第一順序的一導出函數(shù)與曲線F-G的函數(shù)的第一順序的一導出函數(shù)相同。
2.依照權利要求1的轉子外形，其中，所述凸形轉子具有一個帶有(a-b)、(b-c)、(c-d)、(d-e)、(e-f)、(f-g)、和(g-a)等曲線的凸形轉子外形，而所述凹形轉子具有一個帶有(A-B)、(B-C)、(C-D)、(D-E)、(E-F)、(F-G)、和(G-A)等曲線的凹形轉子外形，其中所述曲線(a-b)是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線(A-B)生成；所述曲線(b-c)是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線(B-C)生成；所述曲線(c-d)是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線(C-D)生成；所述曲線(d-e)是一條圓弧線，它內接到凸形轉子的齒頂圓，并且在凸形轉子和凹形轉子的中心連接線上有一個曲率中心；所述曲線(e-f)是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線(E-F)生成；所述曲線(f-g)是一條生成的曲線，由凹形轉子的曲線(F-G)生成；所述曲線(g-a)是一條圓弧線，它是沿著凸形轉子的齒根圓定義的，并且在凸形轉子的中心有一個曲率中心；所述曲線(A-B)是一條圓弧線，它在點(A)處內接到凹形轉子的齒頂圓，并且在點(B)處外接到曲線(B-C)；所述曲線(B-C)是一條圓弧線，它在點(A)處外接到曲線(A-B)，在點(C)處外接到曲線(C-D)；所述曲線(C-D)是一條圓弧線，它在點(C)處外接到曲線(B-C)，在點(D)處內接到凸形轉子的齒頂圓，并且在凸形轉子和凹形轉子的中心連接線上有一個曲率中心；所述曲線(D-E)是一條生成的曲線，由凸形轉子的曲線(d-e)生成；所述曲線(E-F)是一條由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1-ε·cosθ)定義的曲線，式中1.1≤ε≤1.15，θ是一個變量，曲線(E-F)的雙曲線函數(shù)在點(E)處的第一順序的一導出函數(shù)等于曲線(D-E)的函數(shù)的第一順序的一導出函數(shù)，并且曲線(E-F)的雙曲線函數(shù)在點(F)處的第一順序的一導出函數(shù)等于曲線(F-G)的函數(shù)的第一順序的一導出函數(shù)；所述曲線(F-G)是一條圓弧線，它內接到凹形轉子的齒頂圓，并且其函數(shù)在點(F)處的第一順序的一導出函數(shù)等于曲線(E-F)的雙曲線函數(shù)的第一順序的一導出函數(shù)；和所述曲線(G-A)是一條圓弧線，由沿著凹形轉子的齒頂圓所限定，并且在凹形轉子的中心處有一個曲率中心。
3.依照權利要求1或2的轉子外形，其中，所述凸形轉子具有一個大于300°而不大于310°的包角。
全文摘要
本文件公開了一個螺桿式壓縮機用的轉子的外形，其顯示在沿轉子軸垂直方向上的直線截取一個橫截面之中，并且適用于具有限定其內部動作空間的殼體的、在一螺桿式壓縮機中使用的凸形轉子和凹形轉子，其凸形轉子被可旋轉地安裝在螺桿式壓縮機殼體內的動作空間中，并具有螺旋式的齒和限定在齒與齒之間的齒根，其凹形轉子也裝在殼體內的動作空間中，與凸形轉子嚙合并可以轉動，并具有螺旋式的齒和限定在齒與齒之間的齒根，包括第一曲線F－G和由雙曲線函數(shù)r＝(ε·K)/(1－ε·cosθ)確定的第二曲線。
文檔編號F04C18/08GK1434214SQ0310220
公開日2003年8月6日 申請日期2003年1月27日 優(yōu)先權日2002年1月25日
發(fā)明者金廷錫, 李宰豪 申請人:李宰榮