羅茨風機轉子形狀：一種新羅茨轉子型線的構成方法

　　羅茨轉子是氣體羅茨泵，羅茨鼓風機和羅茨流量計等儀器設備的核心部件，轉子型線設計得合理與否決定了儀器的性能。本文提出了一種新的羅茨型線，完成該型線的數(shù)學建模，通過C語言編程得到一系列的型線上的嚙合點的坐標，運用Solidworks得到完整的轉子型線。本文還對新的羅茨型線進行分析，并與傳統(tǒng)的羅茨型線進行比較，驗證新型羅茨型線的優(yōu)越性。

　　羅茨轉子是羅茨真空泵、羅茨鼓風機、羅茨壓縮機和羅茨流量計等一系列應用羅茨原理工作的設備的核心部件。1854年，美籍以色列人Roots兩兄弟在旋轉鼓風機的基礎上發(fā)明了一種新型鼓風機，即用兩個葉形轉子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉風機，為了紀念這個發(fā)明，所以將這種類型的風機按兩兄弟的名字命名為羅茨風機。1868年，德國的錦工(Aerzener) 機械公司在歐洲制造了第一臺羅茨風機并于1930年開始制造羅茨式氣量計。1954年，德國的Heraeus發(fā)明了羅茨真空泵。在中國，1957 年錦工鼓風機廠首先開始制造羅茨鼓風機。

　　羅茨轉子橫斷面的外輪廓稱為轉子的型線。目前常用的轉子型線主要有三類：漸開線型、圓弧型和擺線型。圓弧是在羅茨轉子設計中大量應用的曲線元，俄國工程師A. M. 卡茲在著作中多次提到圓弧轉子型線。劉坤和巴德純在對圓弧型型線研究時，引入了形狀系數(shù)和峰頂系數(shù)，通過這兩個系數(shù)來體現(xiàn)容積利用率的不同。Chiu-Fan Hsieh對不同峰頂系數(shù)的羅茨進行比較，得出了性能較好的羅茨曲線。真空技術網(wǎng)(認為漸開線型轉子由圓弧和漸開線組成。圓弧型和擺線型由于面積利用系數(shù)低得不到廣泛的應用。漸開線由于便于加工且密封性能好而被廣泛采用。

　　除傳統(tǒng)的擺線型轉子外，李建磊和葉仲和對內(nèi)外圓弧加擺線型的轉子進行研究。劉林林等則在傳統(tǒng)的漸開線基礎上加入擺線對轉子的性能進行了改進。劉玉岱提出通過“圓弧一擺線一漸開線”的線型減小轉子之間氣體泄露量的方法。

　　本文以基圓半徑為70mm的羅茨轉子為例，提出一種新型的羅茨流量計轉子型線，并對該型線進行公式推導，將型線方程化，從而可用該方法可得出一系列不同基圓的新型羅茨曲線，并在此基礎上研究了型線的嚙合特性和面積利用率。

　　本文以基圓半徑為70mm 的羅茨型線為例，圓心作為為原點。水平向左為X軸正方向，豎直向上為Y軸正方向。由于型線是上下左右對稱的，可以僅考慮第一象限的情況。新型羅茨轉子型線的原理如圖1 所示。對于第一象限的曲線可以把它分為兩部分，以45°角為分界線， 45°以前即AB段是由四段圓弧所組成，45°以后的BC段由漸開線組成，CD為圓弧段。

　　圖1 新型羅茨型線圖

　　在實際設計中選用轉子型線時，還應考慮：轉子占的體積要小，轉子要有良好的幾何對稱性，轉子要有足夠的強度且應該易加工。通過對羅茨型線的調(diào)研和研究，得到了一個系列的圓與圓的漸開線的組合的羅茨型線的分段公式。編程得到整體型線上的各個點坐標。通過對該組合型線的連續(xù)性及面積利用率進行分析，得到該型線具有良好的連續(xù)光滑性，且面積利用率比傳統(tǒng)的漸開線型轉子高。

羅茨風機轉子形狀：羅茨風機工作原理動畫，羅茨鼓風機工作原理圖,羅茨風機原理

　　原標題：羅茨風機工作原理動畫，羅茨鼓風機工作原理圖,羅茨風機原理

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。產(chǎn)品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。今天小編詳細給大家解釋一下羅茨風機工作原理，本文清晰明了，讓您一分鐘一目了然了解羅茨鼓風機。

　　我們先從羅茨鼓風機名字的說起吧，據(jù)說在1854年美國人羅特兄弟在設計水輪車的過程中發(fā)明了這種風機，在當時的影響非常大，這也為風機時代開辟了新路，后來世人將這種風機以他們的名字命名，就叫羅茨鼓風機，這也是目前風機歷史上唯一一個保留人名稱呼的機器。那么羅茨鼓風機是什么工作原理呢？與其他風機又有什么不同呢？

　　三葉羅茨風機工作原理示意圖

　　羅茨風機是一種容積式鼓風機，通過一對轉子的’嚙合’（轉子之間有間隙，又不相互接觸）使進氣口隔開，轉子由一對同步齒輪傳動，做反方向運動，將吸入的氣體無內(nèi)壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達排氣口的瞬間，因排氣側高壓氣體的回流而被加壓，從而完成氣體輸送。

　　羅茨風機工作原理示意圖

　　舊的羅茨鼓風機，無論兩葉型、三葉型，轉子頂端向排風口一線打開的瞬間，排風口的高壓空氣逆流于機殼之內(nèi)進行壓縮，從而產(chǎn)生劇烈的壓力變化，形成了風機的噪音。本風機為消除這種因素而研究了螺旋形狀。詳細了解三葉羅茨風機與兩葉羅茨風機性能對比文章

　　螺旋形狀的要點說明。

　　A 轉子：進風側整個轉子寬度都處于打開并開始循序閉合的狀態(tài)。排風側處于循環(huán)打開并且是打開一半以上的狀態(tài)。

　　B 轉子：進風側處于循環(huán)閉合并接近完全閉合的狀態(tài)。排風側處于沒有打開但將要打開的狀態(tài)。

　　A 轉子：進風側子處于閉合了一些的狀態(tài)，斜線示出的三角孔沿機殼遮蔽循環(huán)縮小。排風側處于已排風完了的狀態(tài)。

　　B 轉子：進風側處于即將達到機殼遮蔽線的狀態(tài)。排風側處于排風過程中，三角孔循序打開的狀態(tài)。

　　A 轉子：進風側和排風側都處于閉合狀態(tài)，但排風側處于即將打開的狀態(tài)。

　　B 轉子：進風側剛剛進入閉合行程，處于循序閉合的狀態(tài)，排風側已循序打開，即將到達全開狀態(tài)。

　　羅茨風機工作原理動畫

　　我國羅茨鼓風機的發(fā)展，大致分為五個階段：

　　第一階段：仿造、消化吸收到自行設計制造，50年代我國風機行業(yè)基本上是按照蘇林的圖紙生產(chǎn)，到了60年代，我國在掌握了一定的技術水平是能在模仿蘇聯(lián)產(chǎn)品的同時自行設計改造出自己的產(chǎn)品，但是當時制造出的羅茨鼓風機品種比較單一，性能點較少，不利于用戶的選型，但這一階段，為我國羅茨鼓風機的發(fā)展奠定了堅實的基礎。

　　第二階段是全國聯(lián)合設計階段。為了提高羅茨鼓風機的設計、制造質(zhì)量，擴大羅茨鼓風機的性能范圍，同時為了方便用戶的選型和使用，作好風機節(jié)能產(chǎn)品的發(fā)展、推廣工作， 各主要生產(chǎn)廠家組成了聯(lián)合設計組，于1982年正式開展工作，歷時近十年，設計實現(xiàn)了L型羅茨鼓風機，有利地推動了羅茨鼓風機生產(chǎn)廠家的技術進步和發(fā)展。

　　第三階段是各生產(chǎn)廠在聯(lián)設基礎上自我完善和發(fā)展階段，各廠結合自己的實際情況對聯(lián)合設計L系列羅茨鼓風機進行了改進，使羅茨鼓風機的性能得到了完善。

　　第四階段是羅茨風機活躍階段。隨著羅茨風機應用的行業(yè)越來越多，羅茨風機的市場需求也越來越大，這也刺激了羅茨鼓風機的發(fā)展。市面上出現(xiàn)了很多羅茨鼓風機的生產(chǎn)廠家，技術水平和產(chǎn)品性能都遠超于上個世紀的水平。

　　第五階段是羅茨風機的提高階段。在眾多的羅茨風機的生產(chǎn)廠家中，錦工機械憑借著堅實的基礎和雄厚的生產(chǎn)實力，在羅茨鼓風機的設計制造銷售等各方面都名列前茅，成為羅茨鼓風機行業(yè)的領頭羊。

　　其生產(chǎn)的錦工牌羅茨鼓風機機構合理，風量大，噪音低，節(jié)能環(huán)保，性能優(yōu)良，使用壽命長。一般壽命穩(wěn)定在5-10年，一臺能頂兩臺用。采用高品質(zhì)電機，耐高溫防火材料，品質(zhì)卓越，動力強勁。內(nèi)部帶有消音器，獨配消音房，風機振動的聲音特別小，幾乎是無聲的，有效減輕了噪音的污染，不會給生產(chǎn)帶來任何影響?，F(xiàn)在已被應用到各個行業(yè)，并成為多數(shù)知名企業(yè)的合作品牌。

　　錦工羅茨鼓風機由機殼、墻板、葉輪、進出口消聲器等4大部分組成。

　　機殼：主要用來支撐墻板、葉輪、消聲器和固定的作用。

　　墻板：主要用來連接機殼與葉輪，并支撐葉輪的旋轉，以及起到端面密封的效果。

　　葉輪：是羅茨風機的旋轉部分，分兩葉和三葉，現(xiàn)在由于三葉的比兩葉的出氣脈動小、噪聲小，運轉平穩(wěn)等很多優(yōu)點，已逐漸代替兩葉羅茨風機。

　　消聲器：用減小羅茨鼓風機的進、出由于氣流脈動產(chǎn)生的噪音。

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羅茨風機轉子形狀：羅茨鼓風機葉輪(轉子)及其制造方法

　　專利名稱：羅茨鼓風機葉輪(轉子)及其制造方法

　　技術領域：

　　本發(fā)明涉及一種羅茨鼓風機葉輪(轉子)及其制造方法。

　　背景技術：

　　羅茨鼓風機葉輪(轉子)，多年來結構變化不大，從最初的雙葉型改進到目前的三葉型，改進后加工難度增加了。目前的三葉型轉子所采用的材料為鑄鐵，其缺陷是轉子的強度，硬度低，膨脹系數(shù)小，易導致風量損失，鑄鐵熔煉溫度高，原材料消耗高。同時，現(xiàn)有羅茨鼓風機葉輪常規(guī)加工辦法是按葉輪的實際尺寸加足夠大的加工余量用200#鑄鐵鑄造一只實芯毛胚，毛胚回火處理后進入機加工工序，工序為銑削兩端面—劃線—鉆孔—鏜孔—拉鍵—粗刨—精刨—精銑—共需花費工時6-8小時，缺點是工序繁雜，廢品率高。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術問題就是為了克服鑄鐵材料的轉子存在的問題及目前生產(chǎn)工藝繁雜的弊端，而提供了一種以鋅基合金為原料的轉子。本發(fā)明還涉及其制造方法，該方法工藝簡單，省工省時。

　　本實用新型的技術方案是該羅茨鼓風機葉輪(轉子)，其特征在于所述的轉子由鋅基合金鑄造而成，該合金成份重量比為AI 7-11％，Cu 4-5％，Mg 0.2-0.5％，余量為Zn。

　　進一步的方案在于合金成分重量比為AI 11％，Cu 5％，Mg 0.2％，余量為Zn。

　　制造上述羅茨鼓風機葉輪(轉子)的方法，其特征在于步驟如下將模具的模板，型腔，型芯預加溫至180-200℃，加溫后涂脫模劑，然后將型腔先固定于下模板上，裝入型芯，蓋上上模板，固定好澆套，將按通用方法熔煉好的合金澆入模具，澆鑄溫度為450℃，待硬結后開模取出成品，鑄件經(jīng)180℃淬火后室溫放置48小時；將開模后的模具涂脫模劑，合模進行二次澆鑄，模具不需再加溫。

　　上述方法中，所述的脫模劑為水玻璃加滑石粉調(diào)制稀粥狀。也可采用本領域常用的脫模劑。

　　本實用新型的有益效果是該合金澆鑄出的產(chǎn)品可以精確的再現(xiàn)模型的形狀，所以無需進行機加工即可直接使用，它省卻了機加工的工時，電力，油料，刀具等并且澆鑄溫度低，從而大大的節(jié)省了能源消耗。因葉輪的材料為鋅基四元合金，線膨脹系數(shù)大，所以能彌補風機因壓力加大后風量損失的缺陷。因風機機殼與葉輪之間，葉輪與葉輪之間，葉輪與墻板之間在裝配時都留有0.05mm-0.10mm之間的間隙，風機遇到壓力時會升溫，兩種材料不同的線膨脹系數(shù)縮小了間隙，從而減少了風量損失。

　　該合金熔煉溫度低，便于回收回鑄，更好的實現(xiàn)了資源重復利用。

　　下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

　　圖1為本實用新型的生產(chǎn)模具—下模板俯視圖；圖2為本實用新型的生產(chǎn)模具—型腔模立體結構示意圖；圖3為本實用新型的生產(chǎn)模具—上模板俯視圖。

　　圖中1下模板，11葉輪減重型芯孔，12模板定位銷孔，13芯軸型芯孔，2型腔模，21型板，22定位銷孔，3上模板，31葉輪減重型芯孔，32模板定位銷孔，33芯軸型芯孔。

　　具體實施例方式

　　羅茨鼓風機葉輪(轉子)，所述的轉子由鋅基合金鑄造而成，該合金成份重量比實施例為

　　其制造方法是將模具的上、下模板3、1，型腔模2，型芯預加溫至180-200℃，加溫后涂脫模劑，然后將型腔模2先固定于下模板1上，裝入型芯，蓋上上模板3，固定好澆套，將按通用方法熔煉好的合金澆入模具，澆鑄溫度為450℃，待硬結后開模取出成品，鑄件經(jīng)180℃淬火后室溫放置48小時即得。

　　將開模后的模具涂脫模劑，合模進行二次澆鑄，模具不需再加溫。

　　上述方法中，所述的脫模劑為水玻璃加滑石粉調(diào)制稀粥狀。

　　圖1、2、3所示的為該羅茨鼓風機葉輪(轉子)生產(chǎn)模具。詳細介紹如下該羅茨鼓風機葉輪(轉子)生產(chǎn)模具，它由上模板3，下模板1及位于兩者之間的型腔模2組成。

　　型腔模2是在葉輪的三個葉片的頂端中心為合縫面，由互成120°的三塊型板21組成，并在各條合縫線上型板21上下兩端設有三個由型板組成的定位銷孔22。在三條合縫線外端面上設有三個鎖緊扣用于固定型板。型腔模2內(nèi)設有與葉輪外形相同的內(nèi)型腔。上、下模板3、1對應地設置與型板21上定位銷孔22同心的三個模板定位銷孔32、12；還設有三個對應的葉輪減重型芯孔31、11且位于三個葉片的中心，以放置減重型芯柱；在上下模板的中心還設有芯軸型芯孔33、13，該孔內(nèi)置放芯軸型芯；澆口和冒口設置在上模板3上。

　　權利要求

　　1.羅茨鼓風機葉輪(轉子)，其特征在于所述的轉子由鋅基合金鑄造而成，該合金成份為重量比AI 7-11％，Cu 4-5％，Mg 0.2-0.5％，余量為Zn。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的羅茨鼓風機葉輪(轉子)，其特征在于合金成分重量比為AI 11％，Cu 5％，Mg 0.2％，余量為Zn。

　　3.制造上述羅茨鼓風機葉輪(轉子)的方法，其特征在于步驟如下將模具的模板，型腔，型芯預加溫至180-200℃，加溫后涂脫模劑，然后將型腔先固定于下模板上，裝入型芯，蓋上上模板，固定好澆套，將按通用方法熔煉好的合金澆入模具，澆鑄溫度為450℃，待硬結后開模取出成品，鑄件經(jīng)180℃淬火后室溫放置48小時；將開模后的模具涂脫模劑，合模進行二次澆鑄，模具不需再加溫。

　　4.根據(jù)權利要求3所述的羅茨鼓風機葉輪(轉子)的制造方法，其特征在于所述的脫模劑為水玻璃加滑石粉調(diào)制稀粥狀。

　　全文摘要

　　本發(fā)明公開了一種羅茨鼓風機葉輪(轉子)及其制造方法。其技術方案是所述的轉子由鋅基合金鑄造而成，該合金成分重量比為AI 7－11％，Cu 4－5％，Mg 0.2－0.5％，余量為Zn。其制造方法是將模具的模板，型腔，型芯預加溫至180－200℃，加溫后涂脫模劑，然后將型腔先固定于下模板上，裝入型芯，蓋上上模板，固定好澆套，將按通用方法熔煉好的合金澆入模具，澆鑄溫度為450℃，待硬結后開模取出成品，鑄件經(jīng)180℃淬火后室溫放置48小時；將開模后的模具涂脫模劑，合模進行二次澆鑄，模具不需再加溫。本發(fā)明合金熔煉溫度低，鑄造工藝簡單，便于回收回鑄，更好的實現(xiàn)了資源重復利用。

　　文檔編號F04D29/18GKSQ

　　公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權日2004年3月23日

　　發(fā)明者王紹全 申請人:王紹全

羅茨風機轉子形狀：羅茨鼓風機轉子的材質(zhì)有哪些？常見的有幾種？

　　問題：風機轉子的材質(zhì)有哪些？常見的有幾種？

　　回答：今天有朋友咨詢關于風機材質(zhì)定制的問題，該朋友的風機存在一定問題，轉子容易磨損，想定制一下轉子的材質(zhì)，來增加轉子的使用壽命。

　　下面錦工風機就給大家介紹下，轉子的主要材質(zhì)有哪些：

　　1、鑄鐵材質(zhì)

　　羅茨鼓風機轉子的主要材質(zhì)，也是使用最廣泛的材質(zhì)，還是鑄鐵材質(zhì)的，鑄鐵材質(zhì)價格相對便宜一些。

　　2、不銹鋼材質(zhì)

　　羅茨風機的轉子，還可以采用不銹鋼材質(zhì)，不銹鋼材質(zhì)也分很多標號，所以，想要定制哪種材質(zhì)的需要考慮好。

　　3、鑄鐵防腐防磨處理

　　很多公司都會采用這種處理方式，采用鑄鐵材質(zhì)的轉子，然后采用防腐防磨處理，也可以正常使用。

　　4、玻璃鋼碳鋼材質(zhì)

　　這種材質(zhì)的轉子很少，因為價格較高，如果沒有特殊要求，一般很少會采用此類材質(zhì)。

　　錦工風機專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風機，如果您需要定制風機的材質(zhì)，可以聯(lián)系我們的在線客服，也可以撥打我們的全國免費客服熱線

　　：三葉羅茨鼓風機產(chǎn)品列表

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