一种罗茨鼓风机叶轮加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109255146A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201810813922.2(22)申请日2018.07.23(71)申请人长沙理工大学地址410000湖南省长沙市雨花区万家丽南路960号(72)发明人胡永乐周志海(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213代理人钟声(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种罗茨鼓风机叶轮加工方法(57)摘要本发明的一种罗茨鼓风机叶轮加工方法，在加工之前建立多个平衡孔结构不同的罗茨鼓风机叶轮的三维模型，并对各罗茨鼓风机叶轮三维模型进行热力学分析，得出热变形量最小的罗茨鼓风机叶轮三维模型，之后对该罗茨鼓风机叶轮三维模型的平衡孔的尺寸进行更改并进行热力学分析，得到热变形量最小时对应的平衡孔尺寸，按热变形量最小的平衡孔结构与尺寸加工罗茨鼓风机叶轮。本发明的罗茨鼓风机叶轮加工方法具有步骤简单、结果精准、可最大程度减小热变形量等优点。CN109255146ACN109255146A权利要求书1/1页1.一种罗茨鼓风机叶轮加工方法，其步骤包括：(a)：建立数个平衡孔结构不同的罗茨鼓风机叶轮三维模型，记为M1～Mn，对各罗茨鼓风机叶轮三维模型进行热力学分析，得出各罗茨鼓风机叶轮三维模型的热变形量；(b)：由步骤(a)中的各罗茨鼓风机叶轮三维模型的热变形量，得出热变形量最小的罗茨鼓风机叶轮三维模型，记为M0；(c)：以步骤(b)中确定的热变形量最小的罗茨鼓风机叶轮三维模型M0为基础，以0.5～2mm递增更改其平衡孔尺寸，并对每次更改尺寸后的M0进行热力学分析；(d)：根据步骤(c)中热力学分析得到的各热变形量得到M0热变形量最小时对应的平衡孔尺寸；(e)：按照M0对应的平衡孔结构及步骤(d)得到的平衡孔尺寸制作加工罗茨鼓风机叶轮。2.根据权利要求1所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：步骤(a)中所述的M1～Mn包括9个平衡孔结构不同的罗茨鼓风机叶轮三维模型，记为M1～M9，所述M1～M9均包括叶轮轴套(1)和三只叶轮片(2)，所述三只叶轮片(2)相对于叶轮轴套(1)的轴线周向对称布置，所述叶轮片(2)上设有所述平衡孔，所述平衡孔为轴对称通孔。3.根据权利要求2所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：所述M1为S31型的罗茨鼓风机叶轮三维模型，所述M2～M9与M1的不同之处在于平衡孔结构；所述M2的平衡孔为两端直径大于中间直径的变直径圆柱形孔，且其母线为内凸弧形；所述M3的平衡孔为从两端至中间直径依次增大的三阶的阶梯柱形孔；所述M4的平衡孔为两端直径小于中间直径的变直径圆柱形孔，且其母线为外凸弧形；所述M5的平衡孔为直圆柱孔；所述M6的平衡孔为由大直径圆柱和小直径圆柱顺次堆叠的阶梯柱形孔；M7的平衡孔为母线形状为两条外展弧形线相接的沙漏形变直径圆柱形孔；M8的平衡孔为母线形状为两条内展弧形线相接于直线两端的鼓形变直径圆柱形孔；M9的平衡孔为母线形状为两条内凸弧形线相接的竹节形变直径圆柱形孔。4.根据权利要求3所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：步骤(b)中所述热变形量最小的罗茨鼓风机叶轮三维模型为M6。5.根据权利要求4所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：步骤(c)中罗茨鼓风机叶轮三维模型M0的直径尺寸的变化范围为40mm～50mm。6.根据权利要求5所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：步骤(d)中所述M0热变形量最小时对应的平衡孔尺寸为41mm。7.根据权利要求2所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：用ANSYS对所述罗茨鼓风机叶轮三维模型施加约束边界条件和载荷边界条件，进行热力学分析。8.根据权利要求7所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：所述热力学分析的约束边界条件为：在罗茨鼓风机叶轮轴套(1)的装配孔位置施加远端位移约束，以及罗茨鼓风机叶轮两端面设置位移约束，限制除绕装配孔轴线转动外的所有自由度。9.根据权利要求7所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：所述热力学分析的载荷边界条件为：由参考温度温升至设定温度并保持均匀稳态的设定温度的温度场。10.根据权利要求9所述的罗茨鼓风机叶轮加工方法，其特征在于：所述由参考温度温升至设定温度的温升△T为50℃～60℃。2CN109255146A说明书1/6页一种罗茨鼓风机叶轮加工方法技术领域[0001]本发明涉及罗茨鼓风机部件加工技术领域，尤其涉及一种罗茨鼓风机叶轮加工方法。背景技术[0002]罗茨鼓风机是一种容积回转鼓风机，其工作原理是利用两个叶轮在气缸内作相对运动来压缩和输送气体，因此两个叶轮在旋转过程中的正常啮合状态是确保高效输送气