[发明专利]一种螺杆真空泵转子及螺杆真空泵

说明书

本发明涉及一种螺杆真空泵转子及螺杆真空泵。本发明的螺杆真空泵转子由端面型线绕螺旋线旋转扫描加工而成，其特点在于：所述螺杆真空泵转子的端面型线的形状和螺旋线的螺距均随着转子长度L的变化而发生变化；所述端面型线由4段型线组成，包括渐开线AB、齿顶圆BC、摆线CD、以及齿根圆DA；所述端面型线的形状和参数，全部由转子中心距a和齿根圆DA的半径RF计算得到。本发明的结构设计合理，内容积调节能力大，运行稳定，降低转子动平衡调节难度。

技术领域

本发明涉及一种螺杆真空泵转子及螺杆真空泵，属于流体压力系统的零部件。

背景技术

螺杆真空泵在芯片、锂电池、光伏发电等行业生产工艺中大量应用，可以作为流体压力系统中的零部件，是相关工艺程序中的重要装备。随着智能装备技术和计算机数值计算技术的不断发展，异形螺杆真空泵技术迅速成长。目前的螺杆真空泵主要存在如下问题：

①真空泵内部容积比（或内压比）无法做大，导致在高真空度运行时，出现真空泵效率低、排气温度高等问题；

②传统等径或等距螺杆转子，被吸入气体在压缩过程中，容积变化不连续，真空泵转子各段的泄漏量不均匀，内部温度和压力不均匀，容易造成运行故障；

③异形螺杆转子在加工时，因为端面型线原因，转子动平衡调节难度大，加工过程复杂，从而影响产品加工效率和成本。

造成上述问题的主要原因在于，目前还没有一种结构设计合理的螺杆真空泵转子。虽然现在也有一些相对较好的螺杆真空泵转子，如公开日为2020年01月03日，公开号为CN110645172A的中国专利，公开了一种螺杆真空泵转子及螺杆真空泵；又如公开日为2019年02月22日，公开号为CN109372746A的中国专利中，公开了一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子；再如公开日为2020年11月24日，公开号为CN111980920A的中国专利中，公开了一种螺杆转子组及具有该螺杆转子组的真空泵；这些螺杆真空泵转子依旧没有有效解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，内容积调节能力大，运行稳定，降低转子动平衡调节难度的螺杆真空泵转子及螺杆真空泵。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该螺杆真空泵转子由端面型线绕螺旋线旋转扫描加工而成，其结构特点在于：所述螺杆真空泵转子的端面型线的形状和螺旋线的螺距均随着转子长度L的变化而发生变化；所述端面型线由4段型线组成，包括渐开线AB、齿顶圆BC、摆线CD、以及齿根圆DA；所述端面型线的形状和参数，全部由转子中心距a和齿根圆DA的半径RF计算得到；所述转子中心距a是一个确定的值，根据真空泵的大小决定；

所述齿根圆DA的半径RF，随着转子的长度L而线性变化，在转子吸气端面的半径为RF1，从转子吸气端面到排气端面，按设定的曲率β，在不同的z坐标位置（吸气端面z=0，排气端面z=L），其方程式为：

RF=RF1+β*z

所述渐开线AB的坐标方程式为：

Rb=RF-T

X=Rb*cos(t1)+Rb* t1*sin(t1)

Y=Rb*sin(t1)-Rb*t1*cos(t1)

式中：T为常数，t1为渐开线A点到B点的发生圆角度；

所述齿顶圆BC的坐标方程式为：

X=(a-RF)*cos(t2)

Y=(a-RF)*sin(t2)

式中：t2为齿顶圆B点到C点相对圆心的中心线的夹角；

所述摆线CD的坐标方程式为：