JPH0232480B2 - - Google Patents
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- JPH0232480B2 JPH0232480B2 JP57147628A JP14762882A JPH0232480B2 JP H0232480 B2 JPH0232480 B2 JP H0232480B2 JP 57147628 A JP57147628 A JP 57147628A JP 14762882 A JP14762882 A JP 14762882A JP H0232480 B2 JPH0232480 B2 JP H0232480B2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
- F01C1/084—Toothed wheels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary-Type Compressors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、スクリユー圧縮機を含むスクリユー
形流体機械のスクリユーロータ歯形の製作方法に
係るもので、特に、同期装置を用いてロータ歯形
同志が互いに接触することなく、噛合つて回転す
る乾式のスクリユー圧縮機に好適なロータ歯形の
製作方法に関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a screw rotor tooth profile for a screw-type fluid machine including a screw compressor. The present invention relates to a method for manufacturing a rotor tooth profile suitable for a dry screw compressor in which screw compressors mesh with each other and rotate without contacting each other.
一般にスクリユー形流体機械から吐出されるガ
ス中に油分の混在が望ましくない用途に用いられ
る無給油式のスクリユー形流体機械においては、
一対のスクリユーロータ間の回転伝達は、各々の
ロータの作動室外の軸部に設けられた同期装置を
介して行われ、このとき、ロータ歯形同志は、互
いに接触することなく噛合つて回転する。この種
のスクリユー形流体機械のスクリユーロータは、
実働時にロータ歯形の歯部が高温（例えば１段形
圧縮機においては、圧力比８のとき、吐出ガス温
度が約300℃となり、ロータ歯形の温度は約200℃
となる。）になるため、停止時の常温におけるロ
ータ歯形の歯部の形状と比較すると大幅に変形す
る。このため、両ロータ歯形の形状の設計に際し
ては、両ロータ歯形間およびロータ歯形とケーシ
ング間において、実働時に両ロータ歯形が接触す
ることなく、かつ最小の間隙になるようにロータ
歯形の寸法を考慮して設計する必要がある。
In oil-free screw type fluid machines, which are generally used for applications where it is undesirable for oil to be mixed in the gas discharged from the screw type fluid machines,
Rotation transmission between the pair of screw rotors is performed via a synchronizer provided on the shaft portion of each rotor outside the working chamber, and at this time, the rotor tooth profiles mesh and rotate without contacting each other. The screw rotor of this type of screw type fluid machine is
During actual operation, the teeth of the rotor teeth are at a high temperature (for example, in a single-stage compressor, when the pressure ratio is 8, the discharge gas temperature is approximately 300°C, and the temperature of the rotor teeth is approximately 200°C).
becomes. ), the shape of the rotor teeth is significantly deformed compared to the shape of the rotor teeth at room temperature when the rotor is stopped. Therefore, when designing the shape of both rotor tooth profiles, consider the dimensions of the rotor tooth profiles so that the two rotor tooth profiles do not come into contact during actual operation and there is a minimum gap between the two rotor tooth profiles and between the rotor tooth profile and the casing. It is necessary to design the
従来の両ロータ歯形間の間隙の与え方として
は、例えば、雄ロータの常温時のロータ歯形を基
本歯形とし、実働時の熱膨張による変形量を考慮
して常温時の雌ロータの歯形の法線方向に一定量
の間隙が与えられているスクリユーロータ歯形が
ある。 Conventionally, the gap between both rotor tooth profiles is provided by using the rotor tooth profile of the male rotor at room temperature as the basic tooth profile, and taking into account the amount of deformation due to thermal expansion during actual operation, and creating the tooth profile of the female rotor at room temperature. There is a screw rotor tooth profile in which a certain amount of clearance is provided in the linear direction.
また、前記とは異なる両ロータ歯形間の間隙の
与え方としては、互いに噛合うロータ歯形間の相
対すべり運動が小さい領域においては、わずかな
間隙を与え、それ以外のロータ歯形間には、充分
大きな間隙を与えるようにしたものが例えば特公
昭45−20061号公報により開示されている。 In addition, a method of providing a gap between both rotor tooth profiles that is different from the above is that a small gap is provided in the area where the relative sliding motion between the rotor tooth profiles that mesh with each other is small, and a sufficient gap is provided between the other rotor tooth profiles. A device that provides a large gap is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 45-20061.
しかしながら、従来のロータ歯形の設計におい
ては、両ロータ歯形間およびロータ歯形とケーシ
ング間の間隙を一義的に決定しており、何ら理論
時に根拠のない間隙がロータ歯形に与えられてい
るため、ロータ歯形間の間隙の過大による性能効
率の低下や最悪の場合にはロータ歯形同志の接触
事故に発展する恐れがあり信頼性が低下するなど
の問題点を有している。
However, in conventional rotor tooth profile design, the gap between both rotor tooth profiles and between the rotor tooth profile and the casing is uniquely determined, and a gap that has no basis in theory is given to the rotor tooth profile. There are problems such as a decrease in performance efficiency due to an excessive gap between the tooth profiles, and in the worst case, a contact accident between the rotor tooth profiles may occur, resulting in a decrease in reliability.
すなわち、前者の一定量の間隙を与える方法で
は、熱膨張による変形が歯形形状によつて異なる
ため、ロータ歯形の熱膨張および実働時のロータ
歯形間の間隙量を詳細に検討した結果決められた
最適の間隙の与え方とは言えない。 In other words, in the former method of providing a fixed amount of gap, deformation due to thermal expansion differs depending on the tooth profile shape. This cannot be said to be the optimal way to provide gaps.
また、後者のロータ歯形間において間隙の大き
さを変えて与える方法においても、第１５図に示
すように常温時の間隙（図示実線）に対して実働
時の間隙（図示点線）をロータ歯形間の全域にわ
たつて一定の微小間隙に保持することは困難であ
る。 In addition, in the latter method of varying the size of the gap between the rotor tooth profiles, as shown in Figure 15, the gap during actual operation (the dotted line in the figure) is set between the rotor tooth profiles as compared to the gap at room temperature (the solid line in the figure). It is difficult to maintain a constant minute gap over the entire area.
本発明の目的は、実働時に雌ロータと雄ロータ
の噛合うロータ歯形間の全域にわたつてほぼ一定
の微小間隙を保持するようにして性能効率の向上
および信頼性の向上を図るようにしたスクリユー
形流体機械のロータ歯形の製作方法を提供するこ
とにある。 An object of the present invention is to provide a screwdriver that maintains a substantially constant minute gap over the entire area between the meshing rotor tooth profiles of a female rotor and a male rotor during actual operation, thereby improving performance efficiency and reliability. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a rotor tooth profile for a shaped fluid machine.
上記目的を達成するために、本発明は実働時に
互いに間隙なしに噛合う一対のロータ歯形を基本
歯形とする雌ロータおよび雄ロータを備えたスク
リユー形流体機械のロータ歯形の製作方法におい
て、前記基本歯形の一方のロータ歯形を実働時か
ら常温時までの温度降下に応じて変形させたロー
タ歯形を常温時の一方のロータ歯形とし、前記基
本歯形をもとにして創成され、前記一方の基本歯
形と接触することなく一定の微小間隙を介して回
転するロータ歯形を他方の実働時のロータ歯形と
し、このロータ歯形を実働時から常温時までの熱
収縮に応じて変形させることにより他方の常温時
のロータ歯形とし、前記常温時の一方のロータ歯
形と、常温時の他方のロータ歯形を製作時に形成
することにより達成される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw type fluid machine having a female rotor and a male rotor whose basic tooth profile is a pair of rotor tooth profiles that mesh with each other without a gap during actual operation. A rotor tooth profile obtained by deforming one rotor tooth profile according to the temperature drop from actual operation to normal temperature is set as one rotor tooth profile at room temperature, and the one basic tooth profile is created based on the basic tooth profile. The tooth profile of the rotor that rotates through a certain minute gap without contacting the other rotor is set as the tooth profile of the other rotor during actual operation, and this rotor tooth profile is deformed according to the heat contraction from the actual operating time to room temperature. This is achieved by forming one rotor tooth profile at room temperature and the other rotor tooth profile at room temperature during manufacturing.
本発明のロータ歯形の製作方法は、実働時に互
いに間隙なしに噛合う一対のロータ歯形を基本歯
形とし、これら基本歯形のロータ歯形をもとに実
働時から常温時までの温度降下による熱変形を考
慮して製作時のロータ歯形を形成する。
The method for manufacturing a rotor tooth profile of the present invention uses a pair of rotor tooth profiles that mesh with each other without a gap during actual operation as a basic tooth profile, and calculates thermal deformation due to temperature drop from actual operation to normal temperature based on the rotor tooth profile of these basic tooth profiles. The rotor tooth profile during manufacturing is designed with this in mind.
それによつて実働時に雌ロータと雄ロータの噛
合う歯形間の全域にわたつて一定の微小間隙を保
持できるので、多量の流体洩れや歯形同志の接触
事故を発生させることがない。 As a result, a constant minute gap can be maintained over the entire area between the meshing tooth profiles of the female rotor and the male rotor during actual operation, so that a large amount of fluid leakage or accidental contact between the tooth profiles does not occur.
以下本発明のロータ歯形の製作方法における一
実施例を図面により説明する。
An embodiment of the rotor tooth profile manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図において、１は雌ロータ、２は雌ロータ
１と互いに噛合う雄ロータで、これら両ロータ
１，２は、中心点３，４を回転中心としてケーシ
ング（図示せず）内で矢印方向に回転することに
より圧縮機の機能を満すようになつている。５，
６は両ロータ１，２のピツチ円を示す。ここで、
実働時の雌ロータ１の基本歯形を７、雄ロータ２
の基本歯形を８とすると、これら両ロータ１，２
の基本歯形７，８は実働温度（ロータ歯形が実際
に運転されている状態の温度で200℃程度）状態
で互いに間隙なしに噛合うロータ歯形であり、本
発明においては、この基本歯形７，８の個々の形
状の詳細には何ら制約されない。 In FIG. 1, 1 is a female rotor, 2 is a male rotor that meshes with the female rotor 1, and both rotors 1 and 2 rotate in the direction of the arrow within a casing (not shown) with center points 3 and 4 as rotation centers. By rotating the compressor, it fulfills the function of a compressor. 5,
6 indicates the pitch circle of both rotors 1 and 2. here,
The basic tooth profile of the female rotor 1 during actual operation is 7, and the male rotor 2 is
Assuming that the basic tooth profile of is 8, these two rotors 1 and 2
The basic tooth profiles 7 and 8 are rotor tooth profiles that mesh with each other without a gap at the actual working temperature (the temperature at which the rotor tooth profile is actually operated, which is about 200°C), and in the present invention, these basic tooth profiles 7, The details of the individual shapes of 8 are not restricted in any way.
第２図及び第３図において、９は雄ロータ２の
基本歯形８がロータ１，２の実働時（約200℃）
より常温状態（約20℃）までの熱収縮によつて変
形したロータ歯形を示すもので、このロータ歯形
を第１のロータ歯形と称する。この変形した常温
時の第１のロータ歯形９は、予め実働時のロータ
内部の温度を測定して得られた温度分布を基にし
て有限要素法などの手法により計算によつて求め
る。１０は雌ロータ１の基本歯形７が実働時より
常温状態までの熱収縮によつて変形したロータ歯
形を示すもので、このロータ歯形を第２のロータ
歯形と称する。この変形したロータ歯形１０は前
記と同様に実働時のロータ内部の温度を測定して
得られた温度分布を基にして有限要素法などの手
法により計算によつて求める。 In Figures 2 and 3, 9 indicates the basic tooth profile 8 of the male rotor 2 when the rotors 1 and 2 are in actual operation (approximately 200°C).
This rotor tooth profile is deformed by heat contraction up to a room temperature state (approximately 20° C.), and this rotor tooth profile is referred to as a first rotor tooth profile. This deformed first rotor tooth profile 9 at room temperature is calculated by a method such as the finite element method based on the temperature distribution obtained by previously measuring the temperature inside the rotor during actual operation. Reference numeral 10 indicates a rotor tooth profile obtained by deforming the basic tooth profile 7 of the female rotor 1 by heat contraction from the actual operating state to the normal temperature state, and this rotor tooth profile is referred to as a second rotor tooth profile. This deformed rotor tooth profile 10 is determined by calculation using a method such as the finite element method based on the temperature distribution obtained by measuring the temperature inside the rotor during actual operation in the same manner as described above.
上記の手順により、前記第１のロータ歯形９と
第２のロータ歯形１０を常温時におけるロータ歯
形、すなわち、製作時のロータ歯形とする。 By the above procedure, the first rotor tooth profile 9 and the second rotor tooth profile 10 are set as the rotor tooth profile at room temperature, that is, the rotor tooth profile at the time of manufacture.
ここで、前記手順の具体例として最も簡便な例
について説明する。 Here, the simplest example will be described as a specific example of the above procedure.
先ず、仮定条件として、実働時の両ロータの軸
直角断面における内、外部間および軸方向の温度
が均一に分布しているものとし、実働時から常温
状態までの温度降下によるロータの熱変形は、ロ
ータの中心からロータ歯形上の任意の点までの距
離に対応して半径方向に収縮するものとする。 First, as an assumption, it is assumed that the internal and external temperatures of both rotors in the cross section perpendicular to their axis and in the axial direction during actual operation are uniformly distributed, and the thermal deformation of the rotor due to the temperature drop from actual operation to room temperature is , is assumed to contract in the radial direction corresponding to the distance from the center of the rotor to any point on the rotor tooth profile.
第４図において、雄ロータ２の基本歯形８上の
任意の点１２の法線は１２−１３となる。この点
１２は温度降下により半径方向に収縮して点１４
に移動する。このとき、点１４の法線１４−１５
は前記法線１２−１３に対して平行に移動し、こ
の点１４は温度降下によつて変形したロータ歯形
９上に存在する。 In FIG. 4, the normal line of an arbitrary point 12 on the basic tooth profile 8 of the male rotor 2 is 12-13. This point 12 shrinks in the radial direction due to temperature drop, and the point 14
Move to. At this time, the normal line 14-15 of point 14
moves parallel to said normal 12-13, and this point 14 lies on the rotor tooth profile 9 which has been deformed due to the temperature drop.
以下前記と同様に基本歯形７の各点の熱膨張量
を計算してロータ歯形１０を求める。 Thereafter, in the same manner as described above, the amount of thermal expansion at each point of the basic tooth profile 7 is calculated to determine the rotor tooth profile 10.
このように、実働時の熱膨張した状態で噛合う
一対のロータ歯形を常温に戻して常温歯形とした
ので、実働時に雌ロータ１、雄ロータ２の噛合う
歯形間の全域にわたつてほぼ一定の最小の間隙を
保持することができるため、特に大幅な性能効率
の向上が図れる。 In this way, the pair of rotor tooth profiles that mesh in a thermally expanded state during actual operation are returned to room temperature to form a room-temperature tooth profile, so that during actual operation, the tooth profile of the female rotor 1 and male rotor 2 remains almost constant over the entire area between the meshing tooth profiles. Since it is possible to maintain a minimum gap between
すなわち、第１４図の点線で示す如く実働時に
おける雌ロータ１と雄ロータ２の間隙は、15μｍ
程度の微小量であり、この微小間隙は雌ロータ１
および雄ロータ２の噛合歯形間の全域にわたつて
ほぼ一定に保持される。このとき、図示実線で示
すように常温時の一対のロータ歯形間には、最大
量で約110μｍ、最小量で約20μｍの間隙を与える
ようにしている。尚、上記の間隙量は、使用条件
やロータ寸法などによつて大きく変化する。ちな
みに、上記の間隙量は、温度条件が常温が20℃、
実働時温度が200℃、ロータ寸法が外径φ90mmの
場合である。 That is, as shown by the dotted line in FIG. 14, the gap between the female rotor 1 and the male rotor 2 during actual operation is 15 μm.
This minute gap is about the same as the female rotor 1.
and is maintained substantially constant over the entire area between the meshing tooth profiles of the male rotor 2. At this time, as shown by the solid line in the figure, a gap of about 110 μm at the maximum and about 20 μm at the minimum is provided between the pair of rotor tooth profiles at room temperature. Note that the above-mentioned gap amount varies greatly depending on usage conditions, rotor dimensions, etc. By the way, the above gap amount is determined when the temperature conditions are: room temperature is 20℃,
The actual operating temperature is 200℃ and the rotor has an outer diameter of φ90mm.
第５図から第７図は前記実施例の手順とは異な
る他の実施例を示すもので、第５図および第６図
において第１図から第４図と同一符号のものは同
一部分を示す。 5 to 7 show other embodiments that differ from the procedure of the previous embodiment, and in FIGS. 5 and 6, the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4 indicate the same parts. .
第５図および第６図において、前記雌ロータ
１、雄ロータ２間の回転伝達は、両ロータ１，２
の作動室の外部に設けられた同期装置、例えば同
期歯車（図示せず）を介して行われる。この実施
例の説明においては、雄ロータ２の基本歯形８を
基準として雌ロータ歯形を求める手順についてで
あり、基本歯形７と基本歯形８は実働状態で互い
に間隙なしに噛合うロータ歯形である。 In FIGS. 5 and 6, the rotation transmission between the female rotor 1 and the male rotor 2 is
This is done via a synchronization device, for example a synchronization gear (not shown), which is provided outside the working chamber of. In the description of this embodiment, the procedure for determining the female rotor tooth profile is based on the basic tooth profile 8 of the male rotor 2, and the basic tooth profile 7 and the basic tooth profile 8 are rotor tooth profiles that mesh with each other without a gap in the actual operating state.
雄ロータ２の基本歯形８が、実働時より常温状
態までの熱収縮によつて熱変形した常温時のロー
タ歯形９（このロータ歯形を第１のロータ歯形と
称する）は、前記と同様な手順によつて求められ
る。 The rotor tooth profile 9 at room temperature, where the basic tooth profile 8 of the male rotor 2 is thermally deformed due to thermal contraction from the actual operating state to the room temperature state (this rotor tooth profile is referred to as the first rotor tooth profile), is obtained by the same procedure as above. It is determined by
１６は前記雌ロータ１の基本歯形７から同期歯
車のバツクラツツシユ量（10〜25μｍ）やロータ
歯形１，２同志が噛合いの過程で接触しないため
に必要な最小の間隙量を減じたロータ歯形を示す
もので、このロータ歯形を第３のロータ歯形１６
を常温状態に戻すことにより得られるロータ歯形
で、このロータ歯形を第４のロータ歯形と称す
る。この第４のロータ歯形１７は、前記と同様
に、雌ロータ１のロータ内部の温度分布から有限
要素法などの手法により求められる。 16 is a rotor tooth profile obtained by subtracting from the basic tooth profile 7 of the female rotor 1 the backlash amount (10 to 25 μm) of the synchronous gear and the minimum gap required to prevent rotor tooth profiles 1 and 2 from coming into contact during the meshing process. This rotor tooth profile is referred to as the third rotor tooth profile 16.
This rotor tooth profile is obtained by returning the rotor to a normal temperature state, and this rotor tooth profile is referred to as the fourth rotor tooth profile. This fourth rotor tooth profile 17 is determined from the temperature distribution inside the female rotor 1 using a technique such as the finite element method, as described above.
上記の手順により、前記第１のロータ歯形９と
第４のロータ歯形１７を常温時におけるロータ歯
形とする。 By the above procedure, the first rotor tooth profile 9 and the fourth rotor tooth profile 17 are set as the rotor tooth profile at room temperature.
次に前記第３のロータ歯形１６の求め方を第７
図により説明する。 Next, the method for determining the third rotor tooth profile 16 will be described in the seventh section.
This will be explained using figures.
第７図において、雌ロータ１のピツチ円５上の
同期歯車のバツクラツシユ量と、ロータ１，２間
の必要最小間隙量の和をC0、前記基本歯形７上
の任意の点１８における動径の長さ即ち、点３−
１８の長さをＲ、動径と点１８に立てた歯形の法
線とのなす角をα、中心点３からピツチ円５まで
の半径をRpとすると、前記基本歯形７上の任意
の点１８は、バツクラツシユ量などを考慮したと
き点１９になる。このときの点１８−１９の距離
をＣとした場合、この距離Ｃは次式で表わされ
る。 In FIG. 7, C 0 is the sum of the backlash amount of the synchronous gear on the pitch circle 5 of the female rotor 1 and the required minimum clearance amount between the rotors 1 and 2, and the vector radius at an arbitrary point 18 on the basic tooth profile 7 is That is, the length of point 3-
If the length of 18 is R, the angle between the vector radius and the normal line of the tooth profile set at point 18 is α, and the radius from center point 3 to pitch circle 5 is R p , then any arbitrary point on the basic tooth profile 7 Point 18 becomes point 19 when the backlash amount and the like are taken into consideration. If the distance between points 18-19 at this time is C, this distance C is expressed by the following equation.
Ｃ＝Ｒ／Rp・C0・sinα
この式により、基本歯形７からバツクラツシユ
量などを考慮した第３のロータ歯形１６が求めら
れる。C=R/R p・C 0・sin α According to this formula, the third rotor tooth profile 16 is determined from the basic tooth profile 7 in consideration of the backlash amount and the like.
次に、第３のロータ歯形１６から第４のロータ
歯形１７に変換するには、前記基本歯形８から第
１のロータ歯形９に変換した手順で行えばよい。 Next, in order to convert the third rotor tooth profile 16 to the fourth rotor tooth profile 17, it is sufficient to perform the conversion from the basic tooth profile 8 to the first rotor tooth profile 9.
このように、バツクラツシユ量を考慮する理由
は、同期装置として同期歯車などを用いた場合、
実働時の最適な噛合いを得るためには、同期歯車
に存在するバツクラツシユ量を考慮する必要が生
じるからである。 In this way, the reason for considering the amount of backlash is that when using a synchronous gear etc. as a synchronizing device,
This is because in order to obtain optimal meshing during actual operation, it is necessary to consider the amount of backlash present in the synchronous gear.
このように、実働時の熱膨張した雌ロータ、雄
ロータに同期歯車のバツクラツシユ量などを考慮
するようにしたので、実働時における両ロータ歯
形同志の接触防止を図ることができるため、スク
リユー圧縮機の信頼性が向上する。勿論、許容で
きる範囲内の最小のバツクラツシユ量を与えるこ
とにより性能向上を図ることができる。 In this way, we have taken into consideration the amount of backlash of the synchronous gear on the thermally expanded female rotor and male rotor during actual operation, so that it is possible to prevent the tooth profiles of both rotors from coming into contact with each other during actual operation, and the screw compressor reliability is improved. Of course, performance can be improved by providing the minimum amount of backlash within an allowable range.
第８図、第９図、第１１図、第１２図および第
１３図は前記実施例の手順とは異なるさらに他の
実施例を示すもので、第１図から第７図と同一符
号のものは同一部分を示す。 FIGS. 8, 9, 11, 12, and 13 show still other embodiments different from the procedure of the above-mentioned embodiment, and the same reference numerals as in FIGS. 1 to 7 are shown. indicates the same part.
第１２図および第１３図に示すフローチヤート
によつてこの実施例の手順を説明する。 The procedure of this embodiment will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 12 and 13.
この実施例においても、雄ロータ２の基本歯形
８を基準として雌ロータ歯形を求める手順につい
て説明する。 In this embodiment as well, the procedure for determining the female rotor tooth profile using the basic tooth profile 8 of the male rotor 2 as a reference will be described.
まず、基本歯形８が実働時から常温時まで熱収
縮によつて変形するロータ歯形９（このロータ歯
形を第１のロータ歯形と称する）を求める。次に
同期歯車のバツクラツシユ量やロータ同志が噛合
う状態で接触しないために必要な間隙量などを考
慮した間隙量を仮定し、この間隙量を前記実働時
の基本歯形８に加えたロータ歯形（このロータ歯
形を第５のロータ歯形２０と称する）を求める。
この第５のロータ歯形２０から噛合う相手の雌ロ
ータ１の実働時のロータ歯形（このロータ歯形を
第６のロータ歯形２１と称する）を求める。すな
わち、雄ロータ２の第５のロータ歯形２０の創成
により得られる雌ロータ１の第６のロータ歯形２
１を求める。最後にこの第６のロータ歯形２１を
常温に戻すことにより得られるロータ歯形（この
ロータ歯形を第７のロータ歯形２２と称する）を
求める。 First, a rotor tooth profile 9 (this rotor tooth profile will be referred to as a first rotor tooth profile) in which the basic tooth profile 8 deforms due to heat contraction from actual operation to room temperature is determined. Next, we assume a gap amount that takes into account the amount of backlash of the synchronous gear and the amount of gap necessary for the rotors to mesh without contacting each other, and add this gap amount to the basic tooth profile 8 during actual operation ( This rotor tooth profile is referred to as a fifth rotor tooth profile 20).
From this fifth rotor tooth profile 20, the rotor tooth profile of the mating female rotor 1 during actual operation (this rotor tooth profile will be referred to as the sixth rotor tooth profile 21) is determined. That is, the sixth rotor tooth profile 2 of the female rotor 1 obtained by creating the fifth rotor tooth profile 20 of the male rotor 2
Find 1. Finally, the rotor tooth profile obtained by returning the sixth rotor tooth profile 21 to room temperature (this rotor tooth profile is referred to as the seventh rotor tooth profile 22) is determined.
上記の手順により、第１のロータ歯形９と第７
のロータ歯形２２を常温の製作時に形成されるロ
ータ歯形とする。 By the above procedure, the first rotor tooth profile 9 and the seventh
Let the rotor tooth profile 22 be the rotor tooth profile formed during manufacturing at room temperature.
このように雌ロータ１および雄ロータ２の歯形
を常温時（製作時）に形成することにより、スク
リユー圧縮機の実働状態においては、雌ロータ１
と雄ロータ２との間隙が同期歯車のバツクラツシ
ユやロータ同志が接触しないために必要な最小の
間隙のみになるので、ガスなどの漏洩を極端に減
少できるため、スクリユー圧縮機の大幅な効率向
上が図れる。 By forming the tooth profiles of the female rotor 1 and the male rotor 2 at room temperature (at the time of manufacturing) in this way, the female rotor 1 is
Since the gap between the rotor 2 and the male rotor 2 is the minimum gap required to prevent the synchronous gear from collapsing and the rotors from contacting each other, leakage of gas, etc. can be extremely reduced, resulting in a significant improvement in the efficiency of the screw compressor. I can figure it out.
また、ロータとケーシングとの間隙もロータの
熱変形量が明確になるため、最小間隙に設定でき
る。 Further, since the amount of thermal deformation of the rotor becomes clear regarding the gap between the rotor and the casing, it can be set to the minimum gap.
尚、本発明の実施例においては、実働時におけ
るロータの軸方向の温度分布を一定にしている
が、作動流体、圧力条件などの実働条件によつて
はロータの軸方向にかなりの温度勾配が存在す
る。このため、低温の吸込側における温度分布と
高温の吐出側における温度分布を考慮した場合、
ロータ歯形を外周側が吸込側から吐出側に向うに
従つて減少するテーパ状に形成する。 In the embodiment of the present invention, the temperature distribution in the axial direction of the rotor is kept constant during actual operation, but depending on the actual operating conditions such as the working fluid and pressure conditions, there may be a considerable temperature gradient in the axial direction of the rotor. exist. Therefore, when considering the temperature distribution on the low-temperature suction side and the temperature distribution on the high-temperature discharge side,
The rotor tooth profile is formed into a tapered shape whose outer peripheral side decreases from the suction side to the discharge side.
すなわち、第１０図に示す如く、吸込側（図示
Ａ）の一端から吐出側（図示Ｂ）の他端に向うに
従つて先細りになるようなテーパを形成する。 That is, as shown in FIG. 10, a taper is formed that tapers from one end on the suction side (A in the drawing) to the other end on the discharge side (B in the drawing).
また、このテーパは、雌ロータ１と雄ロータ２
のいずれか一方又は両ロータにつけることも可能
である。 Also, this taper is similar to the female rotor 1 and the male rotor 2.
It is also possible to attach it to either one or both rotors.
尚、本発明の第２と第３の実施例においては、
雄ロータ２の基本歯形８を基準として説明した
が、もちろん、雌ロータ１の基本歯形７を基準と
する場合も、同様の効果を奏する。 In addition, in the second and third embodiments of the present invention,
Although the explanation has been made using the basic tooth profile 8 of the male rotor 2 as a reference, of course, the same effect can be obtained even when the basic tooth profile 7 of the female rotor 1 is used as a reference.
本発明の方法によれば、実働時に雌ロータと雄
ロータの噛合う歯形間の全域にわたつてほぼ一定
の微小間隙を保持できるため、スクリユー形流体
機械の流体漏洩減少による性能効率の向上が図れ
る。
According to the method of the present invention, a substantially constant minute gap can be maintained over the entire area between the meshing tooth profiles of the female rotor and male rotor during actual operation, so performance efficiency can be improved by reducing fluid leakage of the screw type fluid machine. .
また、両ロータ歯形同志の実働時における接触
事故や焼付なども防止できるため、信頼性の向上
が図れる。 Furthermore, it is possible to prevent contact accidents and seizures between the two rotor tooth profiles during actual operation, thereby improving reliability.
第１図は本発明のスクリユー形流体機械のロー
タ歯形の製作方法における基本歯形を説明するた
めの図、第２図から第４図は本発明のスクリユー
形流体機械のロータ歯形の製作方法における一実
施例を示し、ロータ歯形を求めるための手順を説
明するための図、第５図から第７図は本発明の製
作方法における他の実施例を示し、ロータ歯形を
求めるために手順を説明するための図、第８図、
第９図、第１１図、第１２図および第１３図は本
発明方法におけるさらに他の実施例を示すもの
で、第８図、第９図および第１１図はロータ歯形
を求めるための手順を説明するための図、第１２
図および第１３図はそのフローチヤート図、第１
０図は本発明の製作方法における更に他の実施例
を説明するためのロータ部の側面図、第１４図お
よび第１５図は本発明方法および従来による雌ロ
ータと雄ロータ間の実働時および常温時における
間隙量を説明するための図である。
１……雌ロータ、２……雄ロータ、７，８……
基本歯形、９……第１のロータ歯形、１０……第
２のロータ歯形、１６……第３のロータ歯形、１
７……第４のロータ歯形、２０……第５のロータ
歯形、２１……第６のロータ歯形、２２……第７
のロータ歯形。
FIG. 1 is a diagram for explaining a basic tooth profile in the method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw-type fluid machine according to the present invention, and FIGS. Figures 5 to 7 show embodiments and explain the procedure for determining the rotor tooth profile, and Figures 5 to 7 show other embodiments of the manufacturing method of the present invention and explain the procedure for determining the rotor tooth profile. Figure 8 for
9, 11, 12 and 13 show still other embodiments of the method of the present invention, and FIGS. 8, 9 and 11 show the procedure for determining the rotor tooth profile. Diagram for explanation, 12th
Figure 1 and Figure 13 are the flowcharts, the first
FIG. 0 is a side view of the rotor section for explaining still another embodiment of the manufacturing method of the present invention, and FIGS. 14 and 15 are diagrams showing the relationship between the female rotor and the male rotor during actual operation and at normal temperature according to the method of the present invention and the conventional method. FIG. 1... Female rotor, 2... Male rotor, 7, 8...
Basic tooth profile, 9...First rotor tooth profile, 10...Second rotor tooth profile, 16...Third rotor tooth profile, 1
7... Fourth rotor tooth profile, 20... Fifth rotor tooth profile, 21... Sixth rotor tooth profile, 22... Seventh rotor tooth profile
rotor tooth profile.
Claims (1)
タ歯形を基本歯形とする雌ロータおよび雄ロータ
を備えたスクリユー形流体機械のロータ歯形の製
作方法において、前記基本歯形の一方のロータ歯
形を実働時から常温時までの温度降下に応じて変
形させたロータ歯形を常温時の一方のロータ歯形
とし、前記基本歯形をもとにして創成され、前記
一方の基本歯形と接触することなく一定の微小間
〓を介して回転するロータ歯形を他方の実働時の
ロータ歯形とし、このロータ歯形を実働時から常
温時までの熱収縮に応じて変形させることにより
常温時の他方のロータ歯形とし、前記常温時の一
方のロータ歯形と常温時の他方のロータ歯形を製
作時に形成するようにしたことを特徴とするスク
リユー形流体機械のロータ歯形の製作方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のスクリユー形
流体機械のロータ歯形の製作方法において、前記
基本歯形の一方のロータ歯形を実働時から常温時
までの熱収縮に応じて変形させたロータ歯形を第
１のロータ歯形とし、前記他方の基本歯形から同
期装置のバツクラツシユ量を減じさせたロータ歯
形を第３のロータ歯形とし、この第３のロータ歯
形を実働時から常温時までの熱収縮に応じて変形
させたロータ歯形を第４のロータ歯形とし、前記
第１のロータ歯形と第４のロータ歯形を製作時の
ロータ歯形としたことを特徴とするスクリユー形
流体機械の製作方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のスクリユー形流
体機械のロータ歯形の製作方法において、前記基
本歯形の一方のロータ歯形を実働時から常温時ま
での熱収縮に応じて変形させたロータ歯形を第１
のロータ歯形とし、前記一方の基本歯形に同期装
置のバツクラツシユ量を加えたロータ歯形を第５
のロータ歯形とし、この第５のロータ歯形によつ
て他方のロータを創成して第６のロータ歯形と
し、この第６のロータ歯形を実働時から常温時ま
での熱収縮に応じて変形させたロータ歯形を第７
のロータ歯形とし、前記第１のロータ歯形と第７
のロータ歯形を製作時のロータ歯形としたことを
特徴とするスクリユー形流体機械のロータ歯形の
製作方法。[Scope of Claims] 1. A method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw type fluid machine having a female rotor and a male rotor whose basic tooth profile is a pair of rotor tooth profiles that mesh with each other without any interruption during actual operation, wherein one of the basic tooth profiles A rotor tooth profile obtained by deforming the rotor tooth profile according to the temperature drop from actual operation to room temperature is set as one rotor tooth profile at room temperature, is created based on the basic tooth profile, and is in contact with the one basic tooth profile. The tooth profile of the rotor that rotates through a constant minute distance without any movement is taken as the tooth profile of the other rotor during actual operation, and this rotor tooth profile is deformed according to the heat contraction from the actual operating time to room temperature. A method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw type fluid machine, characterized in that one rotor tooth profile at normal temperature and the other rotor tooth profile at normal temperature are formed during manufacturing. 2. In the method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw-type fluid machine according to claim 1, the rotor tooth profile is obtained by deforming one rotor tooth profile of the basic tooth profile according to heat contraction from actual operation to room temperature. The first rotor tooth profile is defined as the third rotor tooth profile, and the rotor tooth profile obtained by reducing the backlash amount of the synchronizer from the other basic tooth profile is defined as the third rotor tooth profile. A method for manufacturing a screw type fluid machine, characterized in that the rotor tooth profile deformed by the deformation is used as a fourth rotor tooth profile, and the first rotor tooth profile and the fourth rotor tooth profile are used as rotor tooth profiles at the time of manufacture. 3. In the method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw-type fluid machine as set forth in claim 1, a rotor tooth profile in which one rotor tooth profile of the basic tooth profile is deformed according to heat contraction from actual operation to room temperature is used. 1
The fifth rotor tooth profile is obtained by adding the backlash amount of the synchronizer to the one basic tooth profile.
The other rotor was created using this fifth rotor tooth profile to form a sixth rotor tooth profile, and this sixth rotor tooth profile was deformed according to heat contraction from actual operation to room temperature. 7th rotor tooth profile
the first rotor tooth profile and the seventh rotor tooth profile.
A method for manufacturing a rotor tooth profile for a screw type fluid machine, characterized in that the rotor tooth profile is set as the rotor tooth profile at the time of manufacture.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14762882A JPS5937291A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Screw rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14762882A JPS5937291A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Screw rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937291A JPS5937291A (en) | 1984-02-29 |
| JPH0232480B2 true JPH0232480B2 (en) | 1990-07-20 |
Family
ID=15434621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14762882A Granted JPS5937291A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Screw rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937291A (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173382A (en) * | 1984-02-17 | 1985-09-06 | Hokuetsu Kogyo Co Ltd | Screw rotor |
| JPS61197788A (en) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Hitachi Ltd | Unlubricated screw compressor |
| JPS61201894A (en) * | 1985-03-04 | 1986-09-06 | Hitachi Ltd | Screw rotor tooth form |
| JPH021508Y2 (en) * | 1988-10-12 | 1990-01-16 | ||
| JP2651253B2 (en) * | 1989-12-18 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | Oil-free screw machine |
| JP6416685B2 (en) * | 2015-04-06 | 2018-10-31 | 株式会社日立産機システム | Compressor, screw rotor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157998A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-29 | Toshiba Corp | Apparatus for automatically washing cooler |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP14762882A patent/JPS5937291A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157998A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-29 | Toshiba Corp | Apparatus for automatically washing cooler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5937291A (en) | 1984-02-29 |
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