[发明专利]螺杆转子及其组件

说明书

本发明的实施例提供了一种螺杆转子及其组件，涉及真空泵技术领域。螺杆转子的端面型线包括依次首尾连接的齿顶圆弧段、直线包络线段、直线段、齿根圆弧段和摆线段，直线段到螺杆转子的圆心的垂直距离L的取值范围为：0＜L＜Rb，Rb为齿根圆弧段的半径。该螺杆转子及其组件能保证两根螺杆转子在异向同步旋转时能实现正确的啮合，同时螺杆转子结构相对简单，通过普通车刀就能进行加工，不需要定制刀具，实现加工更方便、加工成本低的优点，而且，面积利用系数可调节范围广，进而设计范围广，可以应用于较多的使用场景。

技术领域

本发明涉及真空泵技术领域，具体而言，涉及一种螺杆转子及其组件。

背景技术

螺杆真空泵是利用一对螺杆在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备，它是油封式真空泵的更新换代产品，能抽除含有大量水蒸气及少量粉尘的气体场合，在国内各大制药、化工企业以及半导体企业得到广泛应用。

螺杆真空泵的关键技术是互相啮合的螺杆，互相啮合的螺杆关键是端面型线，螺杆的端面型线，即转子的齿面与转子轴线垂直面的截交线；端面型线直接影响到螺杆真空泵的性能，如密封性、效率、面积利用系数等，同时决定了泵的加工制造成本。

但是，现有的螺杆转子的结构相对复杂，甚至需要定制刀具，导致加工成本高、不易加工，螺杆转子的面积利用系数可调节范围小，导致设计范围小。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种螺杆转子及其组件，其加工更方便、加工成本低，而且面积利用系数可调节范围广。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种螺杆转子，螺杆转子的端面型线包括依次首尾连接的齿顶圆弧段、直线包络线段、直线段、齿根圆弧段和摆线段，直线段到螺杆转子的圆心的垂直距离L的取值范围为：0＜L＜Rb，Rb为齿根圆弧段的半径。

在可选的实施方式中，直线包络线段的方程为：

x＝A*sin(t)+(A-L/(cos(t)))*cos(t)*sin(2*t)

y＝A*cos(t)+(A-L/(cos(t)))*cos(t)*cos(2*t)

式中，A为相互啮合的两个螺杆转子的中心距的一半。

这样，直线包络线段与直线段相匹配，能保证两根螺杆转子在异向同步旋转时能实现正确的啮合。

在可选的实施方式中，摆线段的方程为：

x＝R*sin(2*t)-2A*sin(t)

y＝2A*cos(t)-R*cos(2*t)

0≤t≤arccos(2A/(2*R))

式中，R为齿顶圆弧段的半径，A为相互啮合的两个螺杆转子的中心距的一半。

这样，一根螺杆转子的摆线段与另一根螺杆转子的摆线段相匹配，能保证两根螺杆转子在异向同步旋转时能实现正确的啮合。

第二方面，本发明提供一种螺杆转子组件，螺杆转子组件包括两根前述实施方式的螺杆转子，两根螺杆转子旋向相反。

在可选的实施方式中，一根螺杆转子的齿顶圆弧段用于与另一根螺杆转子的齿根圆弧段啮合，一根螺杆转子的直线包络线段用于与另一根螺杆转子的直线段啮合，一根螺杆转子的摆线段用于与另一根螺杆转子的摆线段啮合。

这样，采用上述端面型线的两根螺杆转子在异向同步旋转时能实现正确的啮合，保证真空泵的正常运行，使得螺杆转子的结构相对简单，因此在加工时使得加工方便，减少加工成本。