ВАКУУМНЫЕ ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

Профилирование выступов и впадин роторов

Сопряженные профили выступов и впадин роторов насоса должны отвечать основному закону зацепления. Для обеспечения герметичности рабочих полостей профили должны образовывать неразрывную линию зацепления. Тип профиля выступов и впадин оказывает решающее влияние на технологичность, экономические показатели, а также на массу и размеры. Для современных насосов находит применение симметричный круговой и асимметричный профили. Симметричный круговой профиль имеет наиболее ко­роткую линию зацепления и отличается технологичностью, так как роторы прямые. Асимметричные профили имеют большую герметичность рабочих полостей.

Теоретические (беззазорные) круговые профили выступов и впадин роторов представлены на рис. 103, а.

Ведущий ротор: АА — дуга окружности радиусом г, центр 02 Которой лежит на начальной окружности радиусом jR^ AB (А[В) — нормальная эпициклоида, образованная точкой Л2 (А2) начальной окружности ведомого ротора при качении ее без скольжения по начальной окружности ведущего ротора; ВС (ВС) — дуга окружности радиусом г0, центр которой лежит на начальной окружности радиусом Ru СС[ (CJCi) — дуга окруж­ности радиусом r10 = Rx — г0.

Ведомый ротор: А2А2 — дуга окружности радиусом г, центр 02 Которой лежит на начальной окружности радиусом R2; А2В2(А'2В2) — дуга окружности радиусом г0, центр которой лежит на начальной окружности радиусом R2; В2В'2 (В2В2) — дуга ок­ружности радиусом R2 = R2 + RQ.

Линия зацепления состоит из трех окружностей: 1—2—Р ... Р—3—1 (штриховая линия). Точки в этой записи означают на­рушение нормального зацепления (разрывы) во время прохожде­ния участков фаски и галтели роторов. Участок 3—1—2 — дуга окружности радиусом г, участок 2—Р—3 — дуга окружности радиусом R2, участок вблизи точки Р очерчивается дугой окруж­ности радиусом г0.

Практически применяют двусторонние профили. Относитель­ную высоту головки выступа ведомого ротора, отнесенную к ра­диусу начальной окружности, выбирают возможно меньшей из технологических соображений, и она колеблется в пределах rjRx та 0,03 ... 0,06.

Теоретический асимметричный профиль показан на рис. 103, б.

Ведущий ротор: A1D1 — дуга окружности радиусом г, центр 03 Которой лежит внутри начальной окружности радиусом Rx на расстоянии Ьг от центра ротора; ВХЕХ — гипоциклоида, образован­ная точкой окружности, диаметром D0 = Rx — г10, катящейся без скольжения по внутренней стороне начальной окружности ведущего ротора; ЕС — дуга окружности радиусом RK; ABi — нормальная эпициклоида, образованная точкой В2 начальной ок­ружности ведомого ротора при качении ее без скольжения по начальной окружности ведущего ротора; ВуСх — см. участок DEi CiE[ — см. участок ЕС.

Ведомый ротор: A2D2 — участок профиля, сопряженный с ду­гой окружности AxDx профиля выступа ведущего ротора; D2E2 — Нормальная эпициклоида, образованная точкой окружности диа­метром D0 = r2 — jR2, катящейся без скольжения по наружной стороне начальной окружности ведомого ротора; Е2С2 — дуга окружности радиуса г2; Л2В2 — удлиненная эпициклоида, обра­зованная точкой Аг наружной окружности ведущего ротора при качении ее по начальной окружности ведомого ротора; В2С2 — См. участок D2E2; С2Е2 — см. участок Е2С2.

Линия зацепления 1—М—Р—2—Р—3—1 (штриховая линия на рис. 103, б). Участок 1—3 — дуга окружности радиусом гх, а участок Р—3 — дуга окружности радиусом R2.

Действительные профили выступов и впадин роторов насосов отличаются от теоретических наличием минимальных безопасных эксплуатационных зазоров между роторами и между роторами и корпусом. Необходимые зазоры образуются в результате умень­шения размеров теоретического исходного профиля. По данным И. А. Сакуна, методы назначения рабочих зазоров различны: уменьшение размеров обоих роторов при изготовлении их про­фильных поверхностей, увеличение межосевого расстояния, со­четание некоторого уменьшения размеров роторов и увеличение межосевого расстояния; уменьшение теоретического профиля ве­домого ротора при номинальном межосевом расстоянии [4]. В последнем случае действительный боковой профиль выступов ведущего ротора совпадает с теоретическим, галтель у впадины выступа ведущего ротора описывается гипоциклоидой, а впа­дины — дугой окружности.

Рабочие зазоры зависят от геометрических размеров деталей насоса, теплового режима, физических свойств материала кор­пуса и роторов, а также точности изготовления и деформации основных деталей насоса под действием нагрузок. Монтажные зазоры (м) для водоохлаждаемого корпуса с температурной раз­ностью Тр — Тк « 120 ... 150 К, стальных роторов и чугунного корпуса выбирают в пределах: суммарный торцовой зазор £6Т ~ « (0,004 ... 0,006) L; радиальный зазор бр « (0,0008 ... 0,0015) R.