罗茨真空泵转子cadcam技术
LZG-30单头螺杆型干式真空泵的建模与仿真
摘要本文的研究对象,螺杆型干式真空泵,吸入腔没有任何工作液,保证了空间用泵无污染;没有油蒸汽排放,保证清洁的外部环境。
由于转子齿面之间有间隙,因而可以抽除含有灰尘或腐蚀性的有毒气体。
本课题主要集中在以下几个方面:基本原理的干式螺杆真空泵,阴阳转子螺杆型线的研究,螺旋型面线是单边等螺距型线,演绎数学的计算,建立几何模型面型线方程推导,然后螺旋齿面方程推导。
几何特征研究等。
设计完成后应用solidworks软件做运动仿真对真空泵转子做三维建模,并且模拟转子运动展示其工作过程.关键词:干式螺杆真空泵转子型线三维建模运动仿真Modeling and Simulation ofLGZ-30 single screw dry vacuum pumpAbstractThe research object of this paper, Dry screw vacuum pump, The suction chamber with no working fluid, ensure the space is pumped from pollution; No oil vapor emissions, guarantee the clean of the external environment. Due to the gaps between the rotor tooth surface of Yin and Yang, thus it can be pumped in addition to containing dust, or corrosive, poisonous gases. The author studies mainly focus on the following aspects: the basic principles of dry screw vacuum pump. Yin and Yang screw type line of research. Screw type face line made bilateral symmetric circular arc line, deduce the mathematical expressions of meshing principle, establish geometric model face type line equation is deduced, and then screw tooth surface equation is deduced. Geometric characteristics research, etc.After the design is completed using SolidWorks software to do motion simulation to do 3D modeling of vacuum pump rotor.And the simulation of rotor motion display their works.Keywords: dry screw vacuum pump rotor type line Three-dimensional modeling Motion simulation目录绪论 (1)1 螺杆型干式真空泵的概述 (2)1.1 课题背景及研究意义 (2)1.2 螺杆真空泵在国内外的研究现状与发展方向 (4)1.3 论文包括的主要内容 (5)1.4 论文的组织结构 (6)2 螺杆干式真空泵转子型线的研究 (7)2.1 常见转子型线比较 (7)2.2 单头等螺距矩形螺纹转子型线 (8)2.2.1转子型线要素 (8)2.2.2转子型线设计原则 (9)2.2.3转子螺旋齿面方程 (10)3 螺杆干式真空泵工作原理 (12)3.1 吸气过程 (12)3.2 压缩过程 (12)3.3 排气过程 (13)4 螺杆干式真空泵设计计算 (14)4.1螺杆基本尺寸 (14)4.2排气量 (16)4.2.1理论排气量 (16)4.2.2实际排气量 (17)4.3进排气孔口 (18)4.3.1轴向进气口 (18)4.3.2轴向排气口 (19)4.4极限真空度、功率及冷却水量 (19)4.5轴的强度计算 (20)4.6同步齿轮的设计计算 (20)4.6.1齿轮尺寸计算 (21)4.6.2齿轮强度校核 (21)5 单头螺杆干式真空泵的应用 (22)5.1 应用范围 (22)5.2 抽气原理与结构 (22)6 三维建模与运动仿真 (23)6.1 SolidWorks介绍 (23)6.2 转子三维建模 (24)6.3 转子运动仿真 (26)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)绪论1905年德国人沃尔夫岗.盖德发明了油封式旋片泵，从此各种以油为工作液、润滑剂、密封液的真空泵如雨后春笋般迅速普及，统治了真空设备市场近百年。
ZJ-ZJP型罗茨真空泵说明书
JIANG YIN TIANTIAN V ACUUM EQUIPMENT.CO.,LTD.ZJ型 ZJP 型罗茨真空泵安装使用维护手册中华人民共和国江阴天田真空设备制造有限公司地址：中国江阴云亭工业区B区松文头路19号邮编：214422电话: 86-0510-*******销售直线：86-0510-*******传真: 86-0510-*******目录A.安全警告-------------------------------------------------------------------------3B.概述----------------------------------------------------------------------------4C.主要技术参数------------------------------------------------------------------ 6D.安装说明-------------------------------------------------------------------------7E.使用说明-------------------------------------------------------------------------8F.维护检查及产品维修--------------------------------------------------------- 9G.故障原因与消除方法----------------------------------------------------------17H.易损件表-------------------------------------------------------------------------15-------------------------------------------------------- 16A.安全警告1.本产品不能单独使用，必须在配备由本公司专业技术人员推荐的前级真空泵的前提下才可投入使用。
CAD_CAM技术在橡胶机械设计制造中的应用
CAD/CAM技术在橡胶机械设计制造中的应用发布时间：2021-07-12T09:30:00.570Z 来源：《现代电信科技》2021年第5期作者：秦玉柱刘亚琼[导读] CAD和计算机绘图并不相同，其更为看重的是计算机的应用优势，以此逐步脱离手工绘制。
（南京利德东方橡塑科技有限公司江苏南京 210000）摘要：科技水平的提升，让CAD/CAM 技术被应用到机械设计制造行业中，同时在橡胶机械设计制造行业也得到了广泛的应用。
应用CAD/CAM 技术，会极大程度缩短橡胶产品制造、设计的时间，以此减低设计、制造成本，让其更好的适应竞争激烈的橡胶市场。
基于此，本文主要分析CAD/CAM技术在橡胶机械设计制造中的应用方法。
关键词：CAD；CAM；橡胶机械；机械设计；机械制造一、CAD/CAM技术概述（一）定义CAD也被称作计算机辅助设计，其指的是应用计算机软件设备和硬件设备，完成对各类产品的设计、绘图以及文档编制。
CAD属于当下常用的一种绘图软件，应用人现有的判断力以及工作经验，使得人与计算机结合到一起，利用人机对话或者是图形显示，以此获得较好的互补效果。
但是，CAD和计算机绘图并不相同，其更为看重的是计算机的应用优势，以此逐步脱离手工绘制。
CAM也被称作计算机辅助制造，其指的是应用计算机完成对各类产生的生产、设计以及管理控制的程序总名称，一般会被应用到模具设计当中。
（二）CAD和CAM技术的关系CAD与CAM它们二者，是两种不一样的计算机辅助技术，虽然存在一定的差异，但是也存在着一定的相同点。
首先，它们的具体用途不一致。
CAD一般应用到产品绘图以及设计当中，而CAM一般应用到产品后期制造以及道具的具体切割路线。
其次，CAD属于CAM工作与发展的根本，可以为后者提供强有力的数据支撑。
并且，伴随着CAD技术的快速发展，其也促进了CAM技术的前行。
对此，在实际应用两种技术时，可以将CAD与CAM有机整合到一起，以此发挥出二者的根本作用价值。
罗茨鼓风机CAD
第一章罗茨鼓风机CAD/CAPP/CAM简介第1节罗茨鼓风机设计1. 罗茨鼓风机的特点：三叶罗茨鼓风机是一种高效、节能型鼓风机。
叶轮型线采用改进后的复合线型，其容积利用系数较高，啮合完美，泄漏少，效率高。
此鼓风机体积小，重量轻，流量大，噪声低。
罗茨式鼓风机结构简单，制造方便，介质不含油。
鼓风机的叶轮材料是球墨铸铁或铸铝，外形轮廓在线切割机床加工或专用数控机床精密加工成型。
同步齿轮材料用45号钢或特殊铬锰钛合金钢，经渗碳淬火后磨削加工，精度高，使用寿命长。
叶轮部件要进行动平衡试验。
采用高精度轴承和耐高温的氟橡胶制成的骨架式橡胶油封，传动部件采用封闭式润滑，从而保证了产品质量。
材料和加工方式的选择具体还需根据设计要求和生产批量来确定。
2. 罗茨鼓风机的的工作原理：罗茨式鼓风机的工作原理见图1，靠两转子的相互啮合工作，推移气缸容积内气体，在排气腔内达到升压的目的。
同步齿轮带动转子有两种方式(见图2)。
a方式，主轴的扭转变形对转子间的间隙影响小，b方式．维修方便。
图1-1图1-2转子的断面型线有渐开线型，圆弧型和摆线型等．渐开找型的面积利用系数较高．制造方便，应用较广．转子头数(叶峰或叶谷数)为2或3。
两头的转子均为直叶，三头转子有直叶和扭叶两种，增加转子头数或选用扭叶，能改善排气的不均匀性．3. 罗茨鼓风机的应用领域罗茨鼓风机产品广泛应用于石油、化工、冶金、电力、环保、轻工、纺织、无纺布、水泥等行业及污水处理、气力输送、瓦斯脱硫、真空包装、水产养殖等领域。
第2节CAD/CAPP/CAM技术1. CAD技术在设计过程中，利用计算机作为工具，帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计（CAD，Computer Aided Design）。
计算机辅助设计包括的内容很多，如：概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。
在工程设计中，一般包括两种内容：带有创造性的设计（方案的构思、工作原理的拟定等）和非创造性的工作，如绘图、设计计算等。
罗茨真空泵“8”字形转子数控加工研究
罗茨真空泵“8”字形转子数控加工研究作者：暂无来源：《智能制造》 2016年第6期撰文/ 张家口煤矿机械制造技工学校任涛一、引言罗茨真空泵的结构如图1 所示。
在泵腔内，有2 个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动做彼此反向的同步旋转运动。
在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙。
由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故中、高真空罗茨泵需要前级泵。
因此，罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空度。
工作原理如表所示。
由此可以看出罗茨真空泵的关键零部件是“8”字形转子，而“8”字转子的关键是它的型线。
“8”字转子横截面的轮廓线即为“8”字转子的型线。
罗茨真空泵工作时，“8”字转子的表面之间不接触，但“8”字转子之间的间隙要保持一定，这样“8”字转子的型线必须是共轭曲线。
所以本例介绍“8”字形转子的数控加工过程，以保证工件最后符合设计要求。
二、CAD 建模本例是外来图样加工，已有设计好的CAD 二维图形，如图2 所示，利用NX10.0 的数据接口将“8”字形转子轮廓导入软件，依次点击“文件”→导入→ AutoCAD DXF/DWG，出现下一级对话框，按提示选择“8”字转子横截面的轮廓线。
再使用拉伸命令得到加工零部件的CAD 模型，如图3 所示。
三、CAM 加工进入加工模块，将工作部件和毛坯设置好后，选择多轴铣削mill_multi-axis 模式，在工序子类型中选择可变轴轮廓铣VARIABLE_CONTOUR，如图4 所示。
在可变轴轮廓铣VARIABLE_CONTOUR 中设置指定切削区域，如图5 所示的工作部件的绿色区域。
在可变轴轮廓铣VARIABLE_CONTOUR 中设置驱动方法，如图6 所示的蓝色圆柱曲面，调整最大残余高度为0.0032mm 和切削方向。
在可变轴轮廓铣VARIABLE_CONTOUR 中设置投影矢量为垂直于驱动体，如图7 所示。
罗茨真空泵
使用说明书
概述
• 1. 主要结构说明:
•
罗茨真空泵又称机械增压泵，是一种旋转式容积真空
泵。罗茨真空泵的结构示意如图1－1所示，在泵壳1内有
两个8字型转子2，平行地安装在一对轴上，由一对传动比
为1的同步齿轮带动作等速反向旋转，转子与转子、转子
与泵壳之间均保持一定的间隙而互不接触，因而运转时的
组聚四氟乙烯活塞环密封装置可 防止两侧油箱内的润滑油
进入泵腔内，出轴处的平衡式机械密封可防止大气漏入泵
腔内。 泵的冷却方式通常为风冷，如果泵用于高压力范
围工作，推荐选配水冷结构的泵。 电动机的动力通过联轴
器传给主动轴，再经过同步齿轮由主动轴驱动从动轴旋转。
ＺＪ系列罗茨真空泵均为卧式结构，泵采用联轴器与电机
泵型号定义
• ZJ P XXX A
表示第几次改进型 表示抽气速率：升/秒
表示带旁通溢流阀
是取“机械增压泵”中的“增机” 两字字母，表示机械增压泵，俗 称罗茨真空泵。
使用说明
维护及保养
故障原因及消除方法
易损件及间隙一览表
直联。但特殊要求的泵可采用三角带传动结构。
工作原理：叶轮处于位置I和II时，进口法兰内体积增加。当叶轮进一步 旋转到位置III时，一部分容积从进口侧被封离出来。 在位置IV时，这个 容积开放到出口侧，前置压力气体（高于进口压力）流入。流入气体压 缩从进口侧抽过来的气体体积。当叶轮进一步转动时，压缩气体通过排 气法兰排出。
摩擦损失很小，摩擦消耗功率极小，且可以实现高转速运
转。罗茨真空泵内部结构参考图1-2，
• 泵的二个转子被支承在泵壳二侧端盖上的滚动轴承中，依
靠一对可调节的同步齿轮使二个转子在高速旋转时始终保
罗茨泵转子数控铣削加工工艺研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
罗茨泵转子数控铣削加工工艺研究
以典型的圆弧、摆线、渐开线型转子为例，建立零件的三维实体模型。
考虑转子型面的规则型线，借用CAM 软件，利用流线型加工方式，通过表面残留高度控制表面加工精度，加工上下表面，从而提出一种简单有效的加工
流程和工艺，可以应用于各类转子的铣削加工。
转子是罗茨真空泵的核心零部件, 其性能直接影响到罗茨真空泵的工作性能。
由于加工中心的大量使用，为了高效地利用加工中心铣削加工转子，真空
技术网(chvacuum/)发布的此文中提出了一种简单有效的加工流程和工艺，可以应用于各类转子数控铣削加工。
1、转子造型在转子精确实体造型前，首先要根据曲线形成原理，建立型面曲线方程。
典型的罗茨泵转子型面由圆弧、渐开线和摆线组成，以典型的
圆弧、摆线、渐开线两叶转子为例，利用曲线方程生成5段曲线，如在
Pro/Engineer Wildfire 中把转子的文件另存为
2、转子的加工
2.1、转子外形尺寸加工
转子毛坯的材料由HT300 铸铁浇注而成，已有成型的外形，加工余量不太大，转子最大外形是圆弧尺寸，即
2.2、转子上表面加工
笔者通过Cimatron E 软件的三轴流行线铣功能，按曲面形成规则生产刀具路径，并通过设置残留高度h(即表面粗糙度)控制加工精度，如对于上表面
的加工，其具体加工工序为：加工坐标原点的设置，XY 取模型的中点，Z 点取模型的最高点所在的平面。
数控加工路径和刀具等见表2，转子粗加工如
2.3、转子下表面加工
对于下表面的加工，其加工工序为：加工坐标原点的设置，XY 取模型。
机械制造中的CADCAM技术
机械制造中的CADCAM技术CADCAM技术，即计算机辅助设计与计算机辅助制造技术，是一种将计算机科学与机械制造工艺相结合的技术。
它在机械制造领域起到了重要的作用，极大地提高了机械制造的效率与精度。
本文将从CADCAM技术的基本原理、应用案例以及发展前景等方面进行论述。
一、CADCAM技术的基本原理CADCAM技术的基本原理是通过计算机软件和硬件的协同作用，将产品设计和制造加工过程进行数字化的集成。
具体而言，CADCAM 技术包括了计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）两个方面。
CAD是指利用计算机软件辅助进行产品设计的过程。
通过CAD技术，设计人员可以通过三维建模、可视化和虚拟仿真等功能，快速、准确地完成产品设计。
CAD技术不仅可以提高设计效率，还可以进行产品优化，节省材料和成本。
CAM是指利用计算机控制机床进行加工制造的过程。
通过CAM技术，设计好的产品模型可以直接转换为机床的加工程序，并通过数控设备实现自动加工。
CAM技术的应用可以减少人为因素的干扰，提高加工精度，降低制造成本。
二、CADCAM技术在机械制造中的应用案例1. 零部件设计与制造：CADCAM技术可以帮助设计人员快速完成产品零部件的设计。
例如，在汽车制造中，工程师可以使用CAD软件设计发动机、轮胎等零部件，然后通过CAM技术将设计好的模型转化为数控机床的加工代码，实现自动化生产。
2. 刀具路径优化：在数控机床的加工过程中，CADCAM技术可以通过优化刀具路径，实现更高效、更精准的加工。
它可以考虑到机床的运动特性、材料的物理特性等因素，从而最大限度地提高加工效率和质量。
3. 工艺规划与模拟：CADCAM技术可以对整个制造过程进行数字化模拟和可视化展示。
通过模拟，制造商可以在实际加工前预先规划工艺流程，并进行工艺参数的调整和优化，以降低生产中的风险和成本。
三、CADCAM技术的发展前景随着信息技术的飞速发展，CADCAM技术也在不断演进和创新。
罗茨真空泵结构设计
摘要罗茨真空泵近年来在国内外得到较快的发展，在冶炼、石油化工、电工等行业得到广泛应用，主要是用于输送石油及石油产品和工厂输送各种油类和液体。
本文主要设计罗茨真空泵的结构设计，重点研究罗茨真空泵的结构特点，在研读了诸多相关文献资料的基础上，分析罗茨真空泵国内外研究理论和现状，进行了罗茨真空泵的整体方案及设计，对相关技术参数进行了设计，利用solidworks软件设计图纸。
关键词：真空泵，转子，solidworksAbstractRoots vacuum at home and abroad in recent years rapid development, smelting, petrochemical, electrical and other industries are widely used, mainly used to transport oil and petroleum products and plant transport all kinds of oils and liquids.In this paper, the design structure design Roots vacuum pump, Roots vacuum focus on the structural characteristics of the study the basis of many of the relevant literature, theory and research status at home and abroad Roots vacuum pumps, vacuum pumps for the overall program and Roots design and related technical parameters were designed using solidworks software design drawings. Keywords: vacuum pumps, rotors, solidworks目录绪论 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
基于PowerMill的机械增压器螺旋转子四轴加工技术
基于PowerMill 的机械增压器螺旋转子四轴加工技术柯文场，康晓崇(集美：Dlk 学校，福建厦门361022)摘要：文章以罗茨泵内部转子的四轴联动加工为例，通过研究螺旋转子的成型规律，以PowerMill 软件为平台， 在罗茨泵的转子三维模型基础上，利用PowerMiU 多轴加工策略和刀具路径的旋转复制功能、驱动曲线得到最佳的 刀具路径，介绍了powerMm 四轴数控加工的方法与技巧。
提出采用多轴加工，能简化工艺工装，降低由于操作误 差对产品精度的影响，缩短加工时间并获得更好的加工表面质量。
关键词：螺旋转子；PowerMill ;四轴联动数控加工 d 〇i : 10.3969/j .issn .l 007-550X .2017.11.003中图分类号：TP 391.73文献标识码：A文章编号：1007-550X (2017) 11-0033-041引言PowerMill 软件是美国Autodesk 公司出品的功會层 强大，加工策略丰富的数控加工编程软件系统。
软 件采用全新的中文Windows 用户界面，提供了完善的 多轴加工策略。
能对2~5轴的数控加工包括刀柄、刀 具进行完整的干涉检查与排除，具有集成一体的加 工实体仿真功能，方便用户在加工前了解整个加工 过程及加工结果，保证安全、节省加工时间W 。
2五轴加工中心五轴加工中心的结构是在立式加工中心结构的 基础上添加两个旋转轴，一般旋转轴添加在与x 轴 轴线平行的工作台面上，此旋转轴定义为A 轴；绕 Y 轴旋转的轴为B 轴；绕Z 轴旋转的轴为C 轴P 1。
3 m m 压器職转子结构罗茨鼓风机的特点是结构比较简单，目前较为流行的主要有罗茨式等类型其原理是增压器内 部有一组彼此嗤合的叶轮进行相反方向的动， 将空气推入到发动机进气管里面，其结构如图1所本。
图1传统的转子采用的是直叶式，但是随着技术的 发展和成熟，螺旋曲面开始大量的应用在转子的设 计当中，其排量和稳定性均高于直叶式，逐渐成为 转子的主流设i 十方式。
高次分段函数为基元的罗茨转子型线设计
高次分段函数为基元的罗茨转子型线设计章圣意;林景殿;周兴东;苏中地【摘要】气体罗茨流量计是主要用于对管道中气体流量进行连续或间歇测量的高精度计量仪表.罗茨流量计中的罗茨转子性能决定了流量计本身的性能,而罗茨转子型线的优劣决定了转子性能的好坏.本研究设计了一种以极角为变量、极径为函数的分段高次曲线组成的新型罗茨转子型线,通过编程得到型线上各点的坐标,连接后得到完整的转子型线.还对新罗茨型线的特性进行了分析,并与其他类型的罗茨转子型线进行比较,以验证新型罗茨型线的优越性.【期刊名称】《中国计量大学学报》【年(卷),期】2018(029)004【总页数】4页(P358-361)【关键词】罗茨型线;分段高次曲线;数学建模;面积利用系数【作者】章圣意;林景殿;周兴东;苏中地【作者单位】[1]浙江苍南仪表集团有限公司,浙江苍南325800;[1]浙江苍南仪表集团有限公司,浙江苍南325800;[2]中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018;[2]中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018;【正文语种】中文【中图分类】TH133由于国家环境保护政策的影响,气体流量计作为计量气体流量的仪表而得到了迅速的发展.气体罗茨流量计也称气体腰轮流量计,一种容积式流量计量仪表,是气体流量计的一大重要种类.气体罗茨流量计以其精度高、量程范围宽、体积小、重量轻、安装维修方便、使用可靠及耐久的使用寿命等特点,在许多领域特别是城市燃气、油田化工方面得到了广泛应用.罗茨流量计的转子一般叫做罗茨轮,以两叶型居多.转子横断面的外轮廓称为转子型线.以型线类别划分罗茨轮主要有三类:圆弧型、摆线型和渐开线型.金瑞明[1]对圆弧型罗茨型线进行研究时,从圆弧型罗茨型线的啮合理论出发,推导出型线的解析表达式.秦丽秋和刘玉岱[2]提出两种圆弧转子型线,一种是转子峰形是圆弧,谷形为其共轭曲线;另一种是转子谷形是圆弧,峰形为其共轭曲线.徐文兵等[3]介绍了一种偏心圆弧转子型线.朱超颖等[4]提出了一种由多段圆弧和圆弧包络线组成的罗茨型线.张长兴[5]考察了全摆线型罗茨转子的计算公式.张帅等[6]根据摆线形成原理导出摆线型罗茨转子的型线方程,利用软件生成实体模型并进行运动仿真.叶喜伦和王颖[7]对渐开线型罗茨转子的型线进行推导,给出了第一象限内三段曲线的坐标表达式.李海洋等[8]对传统渐开线型罗茨转子的型线进行改造,改造后的转子型线更加平滑流畅,性能更优.潘友艺等[9]也提出一种渐开线型罗茨转子的型线.李建磊和叶仲和[10]主要研究了内外圆弧加摆线型的转子.刘林林等[11]则在传统渐开线的基础上加入摆线后,优化了转子的性能.严格地说,对于罗茨转子这种两齿齿轮,只要符合齿轮啮合原理,罗茨流量计的转子型线可以不限于圆弧型、摆线型和渐开线型.从这一点出发进行研究,目的是设计出新型的转子型线.赵森等[12]采用三次样条曲线来构成罗茨转子轮廓.本文以分段高次曲线为基元,设计了一种新型的罗茨流量计转子型线,并在此基础上研究了型线的啮合特性和面积利用系数.1 型线的几何构成一般情况下,平面曲线可以有笛卡尔坐标表示法和极坐标表示法.许多关于罗茨型线的文章采用的是笛卡尔坐标表示法,本文将采用极坐标表示法.因为极坐标表示法表示的是不同极角下的极径.极角是指从X轴开始沿逆时针方向的某射线夹角,极径是指位于该角度下曲线上的点到原点的长度.考虑三次以上的曲线,表示将更为复杂,权衡复杂性和精确度,选择以分段三次曲线为基元,辅以圆弧曲线,以构成一种连续的罗茨轮型线.作为例子,取一种浙江苍南仪表集团有限公司生产的罗茨轮作为改进的原型,原型基圆直径为46 mm,取基圆圆心作为原点,型线关于X、Y轴对称,所以仅考虑第一象限的情况.通过对原型的分析和上诉的罗茨轮构成思路转子型线的几何构成如图1.图1 以分段高次曲线为基元的罗茨型线Figure 1 Roots line with the subsection high order curve as the elements对于第一象限的曲线以角度为45°的线为界可以把它分为两部分,大于45°角的曲线分为三段,即AB、BC和CD,小于45°角的曲线分为四段,即DE、DF、FG和GH.具体各段的曲线公式和曲线段端点如表1.表中的极角是指从X轴开始沿逆时针方向的某射线夹角,极径是指位于该角度下曲线上的点到原点的长度.AB和GH段由圆弧所组成,其他均由三次曲线组成.曲线共有7段,有8个端点.表1中,对应的极角和极径得到端点,两端点之间是曲线公式.特别值得注意有两点,一点是45°角两边,即以45°角为中心,以5.9°以内的任一角度在两边取两极径,则两极径之和等于45°角处极径之两倍.另一点是在39.1°和37.9°之间,曲线出现了两次取值,这也是我们这次设计的特殊之处.将得到的公式进行运算,可得到罗茨子上各点的坐标,将公式逐段导入Solidworks中,考虑排污槽和加工特点,再通过镜像便可得到完整的二维和三维罗茨轮如图2.表1 曲线公式和端点Table 1 Formula and endpoints of curves极角θ/(°)极径ρ/mm公式90.037.37971.033.60058.028.66045.023.00039.119.52037.918.0319.116.38108.555ρ=23.679sinθ+(23.679sinθ)2-374.558ρ=7.103θ3-27.529θ2+56.658θ-7.852ρ=24.413θ3-77.098θ2+104.040θ-22.983ρ=546.218θ3-1271.741θ2+1016.421θ-255.449ρ=184920.193θ3-374988.695θ2+253515.130θ-57120.948ρ=-265474.661θ3+535459.329θ2-360054.087θ+80730.767ρ=24.307cosθ-(24.307cosθ)2-342.685图2 罗茨轮轮廓线Figure 2 Geometric shape of Roots wheel2 型线特点罗茨流量计的转子是其核心部件,那么设计罗茨转子时应考虑以下要求:首先型线要关于X、Y轴对称,满足齿轮齿廓啮合理论,以保证转子在运转时平稳;其次容积利用率应尽可能大,即在相同的工况下的转子所占面积最小;最后在选材时要保证转子具有足够刚度和耐腐蚀性,最好进行表面处理.图3 两罗茨轮对滚状态图Figure 3 Intermeshing state of two Roots wheel图3给出了两罗茨轮对滚状态图通过对滚,得到的间隙几乎为零.在实际加工中,由于加工精度的原因,间隙为零是不可能做到的.如果设定间隙为零,则由于加工误差,得到的罗茨轮必定卡死.现在将设计极径乘以一小于1而又接近于1的系数,就得到了具有微小间隙(一般设定为10丝=100 μm)的设计罗茨轮.因此，运转过程中两轮之间存在微小的间隙,不产生摩擦现象.按照要求,设定间隙为110 μm,对此罗茨轮进行对滚,得到最小间隙99.7 μm,最大间隙121.4 μm,平均间隙110.5 μm.但如果转子在啮合点不能保证光滑地过渡,则被测介质会跟转子发生摩擦现象,产生局部压力损失,影响测量精度.所以在啮合处的型线要光滑.因此，转子型线的连续性是影响其性能的重要指标.连续性指型线的各曲线段间连接点的光滑程度.那么判断参数曲线的光滑性的标准是:采用曲线函数的可微性来判断，要求曲线不仅需要相交,而且交点处导数要相等.根据设计的完整曲线方程,可以得到各段曲线相交处交点的坐标,再对交点进行左右求导可得(表2).表2 曲线各连接点左右导数值Table 2 The Left and the right derivative values of each connection point of the curve端点极角θ/(°)端点坐标左右导数A90.0(0,37.30)0B71.0(10.95,31.79)-1.349,-1.349C58.0(15.14,24.22)-2.816,-2.816D45.0(16.21,16.21)8.143,8.143E39.1(15.31,12.74)1.462,1.462F37.9(14.2 1,11.10)0.979,1.003G39.1(12.40,10.32)1.046,1.340H0(8.55,0)∞表2中对应每一连接点给出了左右导数,除了F、G两点曲线的导数有些小差别外,其它点的导数均相同,属于光滑连接,连续性好,基于罗茨转子的工作原理,各点的光滑连接便于罗茨轮的滚动,从而对流量计的工作性能产生有利的影响.其中G、H两点的导数虽然完全不同,属于不光滑连接,但是由于GH段不参与啮合,所以此两点的不光滑连接对流量计的整体性能影响很小.新型罗茨转子的面积利用率要尽可能的大,即在相同的工况下,转子较腔体面积占比要尽可能小.根据转子面积利用率的定义,面积利用系数λ为转子旋转一周时外圆半径扫过的面除以转子的横截面面积后减去1.利用Solidworks集成的工具求得面积,再根据面积利用系数公式求得转子型线的面积利用系数(表3),其中新设计的曲线转子面积利用系数最大,渐开线型次之,圆弧型再次之,摆线型的面积利用系数最小.表3 面积利用系数的比较Table 3 Comparison of area utilization coefficients 线型渐开线摆线圆弧新曲线λ0.54410.50000.53350.56833 结语通过对罗茨型线的考察和研究,得到了由极角为变量,极径为函数的分段高次曲线组成的新型罗茨型线,由各段公式,得到整体型线上的各个点坐标.通过综合分析该组合型线的连续性及面积利用率,证明该型线具有良好的连续光滑性,而且面积利用率比传统的罗茨型线转子高.【相关文献】[1] 金瑞明.圆弧型罗茨型线的解析计算[J].真空,1975,12(1):40-44.JIN R M. Analytical calculation of the circular roots[J].Vacuum,1975,12(1):40-44.[2] 秦丽秋,刘玉岱.罗茨泵圆弧转子型线研究[J].真空,1990,37(1):32-39.QIN L Q, LIU Y D. Study on the circular arc rotor profile of rootspump[J].Vacuum,1990,37(1):32-39.[3] 徐文兵,于振华,胡焕林.偏心圆弧罗茨转子型线的研究[J].真空,2006,43(1):6-8.XU W B, YU Z H, HU H L. On the profile of eccentric -arc rotor of Rootspumps[J].Vacuum,2006,43(1):6-8.[4] 朱超颖,林景殿,苏中地.一种新罗茨转子型线的构成方法[J].真空科学与技术学报,2015,35(12):1449-1452.ZHU C Y, LIN J D, SU Z D. A novel type of Roots rotor profile[J].Chinese Journal of Vacum Science and Technology,2015,35(12):1449-1452.[5] 张长兴.全摆线罗茨鼓风机转子的计算[J].化工炼油机械,1981,10(6):19-22,8.ZHANG C X. Calculation of the rotors of the total cycloid blower[J].Petro-Chemical Equipment,1981,10(6):19-22,8.[6] 张帅,宋爱平,田德云,等.罗茨泵转子的轮廓型线设计及仿真[J].机械传动,2014,38(3):91-94. ZHAND S, SONG A P, TIAN D Y, et al. Design and simulation of the outline of roots pump rotor[J].Journal of Mechanical Transmission,2014,38(3):91-94.[7] 叶喜伦,王颖.罗茨泵转子实际型线公式的推导与计算[J].真空,1989,36(5):49-54,18.YE X L, WANG Y. Deduction and calculation of the actual profile curve of roots pump rotor[J].Vacuum,1989,36(5):49-54,18.[8] 李海洋,赵玉刚,胡柳,等.渐开线型罗茨真空泵转子型线的改进研究[J].机床与液压,2011,39(22):37-39.LI H Y, ZHAO Y G, HU L, et al. The improvement study on involute profile type rotor profile in roots vacuum pump[J].Machine tool & Hydraulics,2011,39(22):37-39.[9] 潘友艺,杨国芬,郭杨严,等.气体腰轮流量计腰轮转子曲面模型研究[J].仪器仪表用户,2014,21(6):54-56.PAN Y Y, YANG G F, GUO Y Y, et al. The research of the mathematical modeling of the surface equation of the rotators of the gas rotary flowmeters[J].Electronic Instrumentation Customers,2014,21(6):54-56.[10] 李建磊,叶仲和.数控加工罗茨鼓风机扭叶转子的几何模型[J].风机技术,2008,15(2):45-47,60. LI J L, YE Z H. Geometric model of twist rotor of NC machining roots blower[J].Chinese Journal of Turbomachinery,2008,15(2):45-47,60.[11] 刘林林,初嘉鹏,扬基厚.罗茨真空泵的新齿形线的研究[J].机械设计与制造,2007,28(7):116-118. LIU L L, CHU J P, YANG J H. Research on a new rotor profile of Roots vacuumpump[J].Machinery Design and Manufacture,2007,28(7):116-118.[12] 赵森,赵庆志,张林华,等.罗茨真空泵转子CAD/CAM研究与应用[J].现代制造工程,2017,39(2):77-80.ZHAO S, ZHAO Q Z, ZHANG L H, et al. Research and application of CAD / CAM integration for Roots vacuum pump rotor[J].Modern Manufacturing Engineering,2017,39(2):77-80.。
动设备中级知识-罗茨真空泵
安装调整
• 零件装配顺序与拆卸顺序恰好相反，端面 间隙按经验调整（一般固定端间隙为约 0.15mm，膨胀端间隙比死端间隙大约 0.2mm 即可）。安装主、从动齿轮时应先 使紧固件（齿轮调节套）与轴承端面接触 ，并调整好转子间隙后，然后再慢慢放掉 油泵中的油降压。
四、故障判断及检修方法
故障 原因 消除方法 • 系统检漏 • 对泵检漏 • 修理或更换前级泵 • 调换润滑油 • 调换油封 • 提高变频 极限压 • 管道、系统漏气 力达不 • 泵部分漏气 到 • 前级泵极限压力 下降 • 润滑油太脏或牌 号不对 • 油封磨损 • 转速太低
一、工作原理
利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气
体的回转压缩机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使 两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内 壁组成工作容积，在转子回转过程中从吸气口带走气体， 当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时，因有较高压 力的气体回流，这时工作容积中的压力突然升高，然后 将气体输送到排气通道。两转子依次交替工作。
适用场合
• 由于它在低压强范围工作，气体分子自由 路程较长，气体漏过微小缝隙的阻力很大 ，因而能获得较高的压缩比，可以作为增 压泵使用，但是普通罗茨泵由于其结构及 功率限制，它不能独立地把气体直接排到 大气中去，需要和前级真空泵串联使用， 此时被抽除的气体通过前级真空泵排到大 气中去。
ZJQ结构简图
ZJP系列
ZJP型
a
使用注意事项
• 注意：ZJP–1200B 罗茨泵配备了溢流阀，溢流阀 可以在一定条件下起跳以在一定程度上避免由于 超压差使用而导致的泵电机过载。虽然如此， ZJP–1200B 罗茨泵并不能在泵入口压力为大气压 时起动，ZJP–1200B 罗茨泵必须在入口压力达到 一定压力值以下才能起动 • 最 大 允 许 压 差5300 （帕） • 长期 工 作 允 许 压 差4000 （帕） • 溢流 阀 起 跳 压 差4000 （帕）
ZJY罗茨真空泵技术及参数
ZJY罗茨真空泵技术及参数一、ZJY罗茨真空泵工作原理ZJY罗茨真空泵（以下简称罗茨泵）是通过一对相互作用同步反向旋转的“8”字形转子实现抽气功能的。
当转子和泵体形成吸气腔时，两个转子相互之间始终保持密封，从而确保排气口的气体不返流到进气口，以此实现抽气的功能。
转子的反向同步旋转是通过一对安装在转子轴上的齿轮实现的。
由于在泵腔里面没有摩擦，罗茨泵能以每秒1500~3000转的高速运转而无须在泵腔内进行润滑，另外，要保持罗茨泵在高转速下平稳运行，要对转子进行良好的动平衡。
高速旋转的转子间、转子和泵体间没有任何直接的接触，各运动部件之间均保持一定的间隙。
ZJY罗茨泵在进排气口间设置了一内置溢流阀，其作用是：当进排气口的压差达到一定值时，溢流阀就自动打开，排气口的部分气体通过打开的溢流阀返流到进气口，这就大大降低了高压差下罗茨泵和前级真空泵（以下简称前级泵）的运行负荷。
同时因为打开的溢流阀有强大的泄流作用，可以确保ZJY罗茨泵和前级泵可以同时启动而不会使罗茨泵和前级泵过载，并可以提高高入口压力下罗茨泵机组的抽速。
二、ZJY罗茨真空泵主要用途ZJY罗茨泵被广泛地应用于真空获得的各个方面，它延伸了油封机械真空泵在较低入口压力下的工作范围，具有小体积大抽速的特点，在1~100pa入口压力范围内具有大抽速，特别适合于低入口压力下需要大抽速的真空系统中使用，例如电力变压器、电力电容器、电力互感器的真空干燥、真空浸渍处理、真空热处理、真空冶炼的排气、真空镀膜设备的预抽，大型试验风洞的抽气及照明灯具生产线的排气等等。
如果选用合适的前级泵，罗茨泵还可以在食品、化工、医药、轻纺等行业的真空蒸馏、浓缩、干燥等的工艺过程中得到广泛的应用。
三、ZJY罗茨真空泵主要技术性能指标（见下表）四、ZJY罗茨真空泵安装说明4.1罗茨泵应安装在干燥、通风和清洁的场所、4.2罗茨泵应水平安装，泵距离墙壁或其他物体之间至少保持300mm以上的空隙。
具有复合转子结构的罗茨真空泵[发明专利]
![具有复合转子结构的罗茨真空泵[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3e67a6dfc9d376eeaeaad1f34693daef5ef71325.png)
专利名称：具有复合转子结构的罗茨真空泵专利类型：发明专利
发明人：陈秋龙,马明全,陆学贵
申请号：CN202210178752.1
申请日：20220225
公开号：CN114458599A
公开日：
20220510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种具有复合转子结构的罗茨真空泵，其特征是，包括：泵体，具有壳体、位于壳体两端的前端盖和后端板以及安装于前端盖上的齿轮箱；转子组，具有从动转子和主动转子，主动转子的罗茨叶片和从动转子的罗茨叶片位于壳体中，主动转子的两端转轴部和从动转子的两端转轴部分别安装于前端盖和后端板上；齿轮组，位于齿轮箱中并且安装在主动转子和从动转子的转轴部上，联动主动转子和从动转子同步转动；和电机，所述电机装配于齿轮箱上，主动转子朝向电机的转轴部加长设置并且延伸进入到电机中，与电机内的转部连接。
本发明电机输出轴与主动转子为一体式结构，能够提升传动效率以及传动的稳定性。
申请人：浙江博亚精密机械有限公司
地址：314211 浙江省嘉兴市平湖市新埭镇创业路588号(平湖九德机电有限公司内西1幢)
国籍：CN
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罗茨真空泵螺旋转子的CAD-CAM技术研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
罗茨真空泵螺旋转子的CAD/CAM 技术研究
提出一种在四轴数控加工中心上用展成法加工罗茨真空泵螺旋转子的方法。
着重阐述某新型圆弧摆线型罗茨真空泵三叶螺旋转子型线曲线数学参数化模型的建立、三维实体参数化造型、数控铣削自动编程与加工的技术方法。
考虑转子型面的型线特点，借用CAM 软件，利用流线型加工方式，用平刀和球头刀进行加工，通过控制表面残留高度降低表面粗糙度，从而达到表面加工精度的要求。
可以高效加工螺旋转子，在实际加工中，取得了较好的经济和社会效益。
在航空航天、大型动力、石油化工及其空气分离等设备中需要大抽气速率的真空泵组合机组。
但目前国内外生产的部分机组在做地面模拟试验以及其他工作过程中存在巨大噪声，限制了该种类无油真空机组在上述行业中的应用。
笔者针对上述问题开发了一种新型低噪声罗茨真空泵，该真空泵采用螺旋转子，新产品经测试取得了较好的降噪效果。
转子是罗茨真空泵的核心零/部件，其性能直接影响到罗茨真空泵的工作性能。
转子按其头数可分为两叶转子、三叶转子和多叶转子，其中，由于加工的复杂性，多叶转子应用较少；按其形状可分为直叶转子与螺旋转子(又称扭叶转子)。
两叶转子均为直叶，两叶以上转子有直叶和螺旋两种形状。
常见的转子如螺旋转子在其他小型泵中已有应用。
目前在国外，考虑到技术保密和加工效率的因素，螺旋转子通常都采用成形铣刀来加工。
但成形铣刀设计制造比较困难，且磨损后很难进行刀具补偿，一种型号的产品须配备一种型号的成形铣刀，不能满足单件小批量生产模式。
在我国，由于进口成形刀的价格很高，而国产成形刀受精度和材料的限制，特别是罗茨真空泵转子体积和重量都比较。