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羅茨轉(zhuǎn)子是氣體羅茨泵，羅茨鼓風機和羅茨流量計等儀器設(shè)備的核心部件，轉(zhuǎn)子型線設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)備的核心部件。1854年，美籍以色列人Roots兩兄弟在旋轉(zhuǎn)鼓風機的基礎(chǔ)上發(fā)明了一種新型鼓風機，即用兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子橫斷面的外輪廓稱為轉(zhuǎn)子的型線。目前常用的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子設(shè)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(zhuǎn)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(shù)網(wǎng)(認為漸開線型轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子外，李建磊和葉仲和對內(nèi)外圓弧加擺線型的轉(zhuǎn)子進行研究。劉林林等則在傳統(tǒng)的漸開線基礎(chǔ)上加入擺線對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子之間氣體泄露量的方法。
本文以基圓半徑為70mm的羅茨轉(zhuǎn)子為例，提出一種新型的羅茨流量計轉(zhuǎn)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(chǔ)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(zhuǎn)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(shè)計中選用轉(zhuǎn)子型線時，還應考慮：轉(zhuǎn)子占的體積要小，轉(zhuǎn)子要有良好的幾何對稱性，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子高。
如何調(diào)整三葉羅茨風機間隙來降低噪音是有一定科學根據(jù)的。因為三葉羅茨風機取決于轉(zhuǎn)子體積的變化，以將原始想法的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力和動能。與離心式羅茨風機相比，它具有壓頭高、流動阻力小、送風量大等優(yōu)點，但在使用過程中效率低，噪音高。
由于風機噪聲大，惡化了勞動條件，污染了職業(yè)環(huán)境，因此在化工廠，特別是中小型化工領(lǐng)域得到了廣泛的應用。因此，人們越來越關(guān)注風機的噪聲，探討風機噪聲的產(chǎn)生機理和防治措施。
離心風機和軸流風機在這方面的研究越來越完善。本文分析了羅茨風機氣動噪聲的來源及其機理。在綜合運用各種實例的基礎(chǔ)上，提出了降低噪聲的各種途徑，并探討了降低羅茨風機噪聲的基本途徑。
三葉羅茨風機發(fā)生噪聲的機理：
噪聲源
1.羅茨風機
2.羅茨風機包含多種噪聲源。
3.進排氣口氣動噪聲;
4.機械噪聲，如套管、電擊和軸承。
5.振動輻射的固體聲音。
在局部噪聲中，入口和出口的氣動噪聲(空氣動力噪聲)最強，在機械正常運行的條件下，機械噪聲和電磁噪聲等非必要的〔1〕。根據(jù)羅茨鼓風機產(chǎn)生的噪聲頻譜分析，其特征是低頻寬帶。風扇的氣動噪聲主要由扭轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲兩部分組成。
1、扭轉(zhuǎn)噪聲
扭轉(zhuǎn)噪聲是由于在工作輪上的車輪周圍的氣體介質(zhì)引起的，通過調(diào)整間隙，從而導致周圍的氣體壓力波動。當空氣流過葉片時，形成葉片的表層，吸力側(cè)的附面層容易加厚，并且有許多渦流。在葉片后緣，壓力邊界的吸力邊界和邊界層構(gòu)成所謂的尾流區(qū)域。在尾流區(qū)域中，氣流的壓力和速度遠低于主流氣流區(qū)域。
因此，當任務輪反轉(zhuǎn)彎頭時，葉片出口區(qū)域中的氣流非常不均勻。這種不相等的空氣流周期性地影響周圍介質(zhì)，導致壓力波動形成噪聲。空氣流動越不均勻，噪音就越大。
2、渦流噪聲也稱為渦流噪聲或湍流噪聲。這主要是因為當空氣流過葉片時，湍流邊界層和渦流和旋渦被分離。它會導致葉片上的壓力脈動。其產(chǎn)生的原因有4：一是表面的氣流由紊流邊界層構(gòu)成，葉片中的壓力脈動在蝸殼表面、蝸殼的內(nèi)表面和外表面以及一些外觀和噪聲中使用。第二種情況是氣流通過物體，因為渦流將發(fā)生在必要的水平。渦流的離開將形成較大的脈動，第三是流動的湍流導致葉片效應的脈動形成噪聲，第四是由兩個渦流構(gòu)成的噪聲。
三葉羅茨風機產(chǎn)生的渦噪聲的原因遠小于邊界層湍流壓力脈動和兩個渦旋輻射的噪聲功率。此外，由于脈沖角產(chǎn)生的噪聲不太清楚，進入流的湍流強度并不特別。可以認為，風扇的渦流噪聲主要是由第二種噪聲引起的，即渦動和渦流離開葉片升力的脈動。
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(zhuǎn)式鼓風機等機械設(shè)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(qū)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(shè)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(zhuǎn)子的’嚙合’（轉(zhuǎn)子之間有間隙，又不相互接觸）使進氣口隔開，轉(zhuǎn)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(cè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子：進風側(cè)整個轉(zhuǎn)子寬度都處于打開并開始循序閉合的狀態(tài)。排風側(cè)處于循環(huán)打開并且是打開一半以上的狀態(tài)。
B 轉(zhuǎn)子：進風側(cè)處于循環(huán)閉合并接近完全閉合的狀態(tài)。排風側(cè)處于沒有打開但將要打開的狀態(tài)。
A 轉(zhuǎn)子：進風側(cè)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(cè)處于已排風完了的狀態(tài)。
B 轉(zhuǎn)子：進風側(cè)處于即將達到機殼遮蔽線的狀態(tài)。排風側(cè)處于排風過程中，三角孔循序打開的狀態(tài)。
A 轉(zhuǎn)子：進風側(cè)和排風側(cè)都處于閉合狀態(tài)，但排風側(cè)處于即將打開的狀態(tài)。
B 轉(zhuǎn)子：進風側(cè)剛剛進入閉合行程，處于循序閉合的狀態(tài)，排風側(cè)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(shè)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(shù)水平是能在模仿蘇聯(lián)產(chǎn)品的同時自行設(shè)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(chǔ)。
第二階段是全國聯(lián)合設(shè)計階段。為了提高羅茨鼓風機的設(shè)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(shè)計組，于1982年正式開展工作，歷時近十年，設(shè)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(shù)進步和發(fā)展。
第三階段是各生產(chǎn)廠在聯(lián)設(shè)基礎(chǔ)上自我完善和發(fā)展階段，各廠結(jié)合自己的實際情況對聯(lián)合設(shè)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(shù)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(chǔ)和雄厚的生產(chǎn)實力，在羅茨鼓風機的設(shè)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(lǐng)頭羊。
其生產(chǎn)的錦工牌羅茨鼓風機機構(gòu)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(zhuǎn)，以及起到端面密封的效果。
葉輪：是羅茨風機的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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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轉(zhuǎn)子是羅茨風機的關(guān)鍵部件，轉(zhuǎn)子質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到羅茨風機是否能夠正常運轉(zhuǎn)。下面錦工重工為大家介紹羅茨風機轉(zhuǎn)子拆卸方法。
一、殼體結(jié)合面的拆卸
1、羅茨風機墻板與主、副油箱，墻板與機殼之間，密封性高，轉(zhuǎn)子結(jié)合緊。當羅茨風機拆卸時，不能硬撬，以免損壞結(jié)合表面。
2、羅茨風機相互結(jié)合的部件之間，通常在連接法蘭上對稱分布著兩個供拆卸時使用的工藝螺孔。在螺孔中旋入螺釘，均勻反復地擰動螺釘可將結(jié)合面頂開。
二、轉(zhuǎn)子的拆卸
1、羅茨風機轉(zhuǎn)子應謹慎拆卸，不能碰壞或刮傷轉(zhuǎn)子，尤其注意保護好轉(zhuǎn)子的螺紋和軸徑部位。
2、當機殼為整體構(gòu)造的羅茨風機機殼時，可先把齒輪和軸承等零件從轉(zhuǎn)子上拆卸下來，兩端卸前、后墻板，拆卸風機轉(zhuǎn)子。
3、規(guī)格較小的風機轉(zhuǎn)子，徒手就可將其從機殼中卸出；重量較大的轉(zhuǎn)子，利用繩子將其一端托住并向外拖動，同時在另一端施加推力，慢慢將其推移出來。
4、采用水平中分結(jié)構(gòu)的羅茨風機，先拆卸主、副油箱，卸去上機殼和上墻板堵板，從下機殼中起吊轉(zhuǎn)子直至將其移到機外。
羅茨風機轉(zhuǎn)子拆卸方法有哪些？山東錦工重工機械有限公司專業(yè)生產(chǎn)制造各類羅茨風機、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機、回轉(zhuǎn)風機等設(shè)備，承接氣力輸送系統(tǒng)工程，生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)供料器、倉泵、料封泵、旋轉(zhuǎn)閥等各類氣力輸送設(shè)備，綜合以上所講如有遺漏或問題歡迎咨詢錦工在線客服。
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