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羅茨鼓風(fēng)機(jī)是一種雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)械，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線相互平行。轉(zhuǎn)子由葉輪和軸組成，有的小型鼓風(fēng)機(jī)為了提高轉(zhuǎn)子的剛度把轉(zhuǎn)子和軸做成一體。為避免旋轉(zhuǎn)過(guò)程中相互接觸，葉輪之間、葉輪和機(jī)殼及墻板之間具有微小的間隙。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子做方向相反的等速旋轉(zhuǎn)，而且在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中葉輪和機(jī)殼與墻板圍成的封閉的基元容積的體積保持固定。氣體的壓縮是在基元容積與排氣口相通的一瞬間，由高壓氣體向基元容積的回流而實(shí)現(xiàn)的?。羅茨風(fēng)機(jī)工作原理在前面的文章中詳細(xì)介紹過(guò)了：
羅茨鼓風(fēng)機(jī)與其它旋轉(zhuǎn)類型的鼓風(fēng)機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、操作方便、維修周期長(zhǎng)而且在使用的壓強(qiáng)范圍內(nèi)排氣量幾乎不變等優(yōu)點(diǎn)。?其缺點(diǎn)是：
1）由于間隙的存在，造成氣體的泄漏，且泄漏流量隨著壓強(qiáng)比的增大而增加，限制了鼓風(fēng)機(jī)向高壓方向的發(fā)展；
2）由于進(jìn)氣和排氣的脈動(dòng)和回流沖擊的影響，氣體動(dòng)力性噪聲較大；
3）直葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)由于沒(méi)有內(nèi)壓縮過(guò)程，絕熱效率較低。
正是由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的泄漏和噪聲問(wèn)題限制了它的進(jìn)一步的廣泛的應(yīng)用。而三葉羅茨風(fēng)機(jī)相對(duì)于二葉的鼓風(fēng)機(jī)在這兩方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。
1?性能分析比較
1.1?基元容積和排量的比較
現(xiàn)在有不少人認(rèn)為，三葉轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)由于比二葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)多了一個(gè)葉而簡(jiǎn)單的認(rèn)為在中心距外圓半徑相同的條件下，二葉轉(zhuǎn)子的鼓風(fēng)機(jī)比三葉的排氣量大，這是一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。
對(duì)于漸開線型的葉輪，由于面積利用系數(shù)和葉輪的頭數(shù)沒(méi)有關(guān)系，也就是在選用漸開線葉輪的時(shí)候，二葉和三葉羅茨風(fēng)機(jī)在主要參數(shù)相同的時(shí)候其排量是相同的。
通過(guò)上面的論述，在葉型選取適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，三葉的比二葉的理論輸氣量更大。所以說(shuō)文獻(xiàn)?[3-4]?講的三葉是以犧牲了基元單元的容積來(lái)降低了它的噪聲，這句話是不恰當(dāng)?shù)?，三葉的在降低噪聲的同時(shí)并沒(méi)有降低了它的排量，這正是三葉轉(zhuǎn)子其中之一的優(yōu)勢(shì)。
1.2?噪聲及振動(dòng)大小的比較
羅茨鼓風(fēng)機(jī)在工作過(guò)程中，氣體逆流壓縮產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣沖擊動(dòng)力噪聲，為了減少這種噪聲，在不改變整個(gè)有效容積的情況下，減少單個(gè)有效容積?V?的體積，從而減少霍而姆共振效應(yīng)，達(dá)到減小噪聲的目的。將二葉型變?yōu)槿~型，從而將有效容積從兩等分變?yōu)槿确郑瑴p少了輸出氣流壓力的脈動(dòng)，而且排氣腔部分體積通過(guò)葉輪間隙回流到進(jìn)氣腔的氣體流量減少，氣體的擾動(dòng)減小，氣體的脈動(dòng)壓力減小，從而使鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)減少。壓力脈動(dòng)是羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主要噪聲源，三葉式鼓風(fēng)機(jī)能有效地降低噪聲達(dá)?5dB?。
為了進(jìn)一步減少羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲，對(duì)于三葉的葉型可以采用扭葉型。這種結(jié)構(gòu)不僅可以進(jìn)一步擴(kuò)大鼓風(fēng)機(jī)的基元容積，而且可以進(jìn)一步減小羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的葉輪扭轉(zhuǎn)角為?60?°時(shí)，其理論流量為定值，不勻度為零?；另一方面扭葉結(jié)構(gòu)還可以延緩回流過(guò)程，降低排氣脈動(dòng)。由于受到內(nèi)泄漏的影響，其進(jìn)氣流量總有一些脈動(dòng)，但要比三葉直葉的要小。扭葉型的羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排氣脈動(dòng)要比直葉型的小一些，三葉羅茨風(fēng)機(jī)的排氣脈動(dòng)也比二葉的要小，但差別不是太明顯。二葉的轉(zhuǎn)子不可能利用扭葉這種形式，因?yàn)槿绻~的采用扭葉的話，其扭轉(zhuǎn)角要取?270?°，在保證葉輪正常嚙合的情況下，這種結(jié)構(gòu)是不可能實(shí)現(xiàn)的。而三葉的扭葉轉(zhuǎn)子，只需其包容角不小于?180?°，即可以滿足要求?。
1.3?內(nèi)泄漏的比較
在間隙大小及工作條件相同的情況下，三葉羅茨風(fēng)機(jī)的內(nèi)泄漏流量往往比二葉的小一點(diǎn)?；莘e?V?處于泄漏間隙與進(jìn)氣口之間，對(duì)內(nèi)泄漏流動(dòng)具有一定的阻隔作用。對(duì)二葉鼓風(fēng)機(jī)而言，容積?V?只在微小的角度范圍內(nèi)保持封閉狀態(tài)，阻隔作用不大。三葉鼓風(fēng)機(jī)的基本容積至少有?60?°的封閉旋轉(zhuǎn)過(guò)程，阻隔效果顯著一些，可以提高鼓風(fēng)機(jī)的容積效率。采用三葉轉(zhuǎn)子及逆流冷卻的鼓風(fēng)機(jī)，封閉容積內(nèi)的氣體處于吸排氣的中間壓力，這樣通過(guò)葉輪頂端及端面的泄漏就不是從排氣壓力直接到吸氣壓力。對(duì)三葉扭葉轉(zhuǎn)子，當(dāng)排氣口呈對(duì)角線布置時(shí)，結(jié)合扭葉轉(zhuǎn)子逐漸嚙合的特點(diǎn)，使扭葉轉(zhuǎn)子工作時(shí)并不象直葉那樣能使基元容積完全與排氣口相通，在與排氣口連通前使基元容積中的氣體能在機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一定的內(nèi)壓縮，這樣就比二葉轉(zhuǎn)子在同樣條件下的直接泄漏量還要小，容積比能也相應(yīng)降低?。
1.4?轉(zhuǎn)子力學(xué)性能比較
由于三葉葉輪和二葉的在葉型結(jié)構(gòu)上存在的的差異，在一般情況下，三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能要好于二葉的。在葉輪大小和氣體壓差相同的情況下，三葉轉(zhuǎn)子承受的最大的合力要比二葉轉(zhuǎn)子的小，大概是二葉轉(zhuǎn)子的?80%?。三葉轉(zhuǎn)子本身結(jié)構(gòu)的剛性就比二葉的好，而且在中心距、葉輪半徑和葉輪長(zhǎng)度相同，所用材料也相同的情況下，三葉的質(zhì)量要比二葉的稍微輕點(diǎn)。所以三葉轉(zhuǎn)子在保證葉輪和外殼的間隙及葉輪間的間隙方面，更具有優(yōu)勢(shì)。
1.5?三葉羅茨風(fēng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用
現(xiàn)在羅茨鼓風(fēng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。圖?5?是機(jī)械增壓器的部分剖視圖，可以看出它就是一個(gè)小型的羅茨鼓風(fēng)機(jī)。在汽車上所應(yīng)用的羅茨增壓器要求的增壓不是很大，但轉(zhuǎn)速提高了很多，最高可以達(dá)到?20000r/min?，而且要求質(zhì)量輕，體積小，最重要的就是噪聲不能太大。三葉扭葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)和二葉的相比?由于其噪聲較低，轉(zhuǎn)動(dòng)也相對(duì)的平穩(wěn)，在機(jī)械增壓器上獲得了廣泛的應(yīng)用。
2 結(jié)論
（1）在中心距和外圓半徑相同的情況下，圓弧葉型的三葉羅茨風(fēng)機(jī)比兩葉的排量要大。漸開線葉型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排量和轉(zhuǎn)子的頭數(shù)沒(méi)有關(guān)系。
（2）三葉羅茨風(fēng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲比二葉的小，在三葉轉(zhuǎn)子上使用的軸承的壽命比在二葉上使用的長(zhǎng)?15%?左右。而且三葉轉(zhuǎn)子可以采用扭葉轉(zhuǎn)子來(lái)降低其噪聲和振動(dòng)，二葉轉(zhuǎn)子由于結(jié)構(gòu)上的限制不能采用扭葉結(jié)構(gòu)。
?。?）三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能較好，相比于二葉的可更好地保證葉輪之間及其葉輪和機(jī)殼的間隙。
?。?）三葉羅茨風(fēng)機(jī)特別是扭葉型的由于噪聲和動(dòng)平衡性能較好，在汽車機(jī)械增壓上的應(yīng)用越來(lái)越多。
隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，批量的生產(chǎn)三葉直葉轉(zhuǎn)子已經(jīng)不是難題。扭葉型的轉(zhuǎn)子在數(shù)控機(jī)床上加工的效率也越來(lái)越高。由于三葉羅茨風(fēng)機(jī)相對(duì)于二葉的優(yōu)勢(shì)較明顯，其應(yīng)用會(huì)更加的廣泛。
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羅茨風(fēng)機(jī)選型系統(tǒng)
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原標(biāo)題：三葉羅茨風(fēng)機(jī)與二葉羅茨風(fēng)機(jī)區(qū)別
三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)與二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)字面上比較,多了一個(gè)葉，將二葉型變?yōu)槿~型,從而將有效容積從兩等分變?yōu)槿确?減少了輸出氣流壓力的脈動(dòng),而且排氣腔部分體積通過(guò)葉輪間隙回流到進(jìn)氣腔的氣體流量減少,氣體的擾動(dòng)減小,氣體的脈動(dòng)壓力減小,從而使羅茨鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)減少.兩者之間還有以下的區(qū)別:
(1)在中心距和外圓半徑相同的情況下,圓弧葉型的三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)比兩葉的排量要大.漸開線葉型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排量和轉(zhuǎn)子的頭數(shù)沒(méi)有關(guān)系.
(2)三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能較好,相比于兩葉的可更好地保證葉輪之間及其葉輪和機(jī)殼的間隙.
(3)由于葉型特點(diǎn),三葉脈動(dòng)比兩葉好,因此最明顯的優(yōu)勢(shì)就是:大大降低了震動(dòng)和噪音,有效降低噪音20分貝以上.
(4)在三葉轉(zhuǎn)子上使用的軸承的壽命比在二葉上使用的長(zhǎng)15%左右.
(5)三葉羅茨風(fēng)機(jī)所達(dá)到的壓力遠(yuǎn)高于兩葉風(fēng)機(jī).
(6)在同等效率下,三葉羅茨風(fēng)機(jī)更節(jié)能.
(7)在間隙大小及工作條件相同的情況下,三葉鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)泄漏流量往往比二葉的小一點(diǎn).
現(xiàn)在市場(chǎng)上的羅茨風(fēng)機(jī),很少再見(jiàn)到兩葉羅茨風(fēng)機(jī)了,現(xiàn)存兩葉羅茨風(fēng)機(jī)全是錦工量的,基本上都被三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)代替
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二葉羅茨風(fēng)機(jī)工作原理：
羅茨風(fēng)機(jī)為容積式風(fēng)機(jī)，輸送的風(fēng)量與轉(zhuǎn)數(shù)成比例，三葉型葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一次由2個(gè)葉輪進(jìn)行3次吸、排氣，與二葉型相比，氣體脈動(dòng)變少，負(fù)荷變化小，機(jī)械強(qiáng)度高，噪聲低，振動(dòng)也小。在2根平相行的軸上設(shè)有2個(gè)三葉型葉輪，輪與橢圓形機(jī)箱內(nèi)孔面及各葉輪三者之間始終保持微小的間隙，由于葉輪互為反方向勻速旋轉(zhuǎn)，使箱體和葉輪所包圍著的一定量的氣體由吸入的一側(cè)輸送到排出的一側(cè)。各支葉輪始終由同步齒輪保持正確的相位，不會(huì)出現(xiàn)互相碰觸現(xiàn)象，因而可以高速化，不需要內(nèi)部潤(rùn)滑，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能穩(wěn)定，適應(yīng)多種用途，已運(yùn)用于廣泛的領(lǐng)域。
三葉與二葉羅茨風(fēng)機(jī)區(qū)別：
三葉羅茨風(fēng)機(jī)作為回轉(zhuǎn)式機(jī)械，具有比較穩(wěn)定的工作特性，三葉羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與泵體、轉(zhuǎn)子與側(cè)蓋之間都有微小間隙，因而工作腔內(nèi)沒(méi)有摩擦，無(wú)接觸磨損部分；三葉羅茨風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)耐用，無(wú)需潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)，動(dòng)力平衡性好。運(yùn)轉(zhuǎn)一周有六次吸排氣過(guò)程，容積效率高。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，不需要內(nèi)部潤(rùn)滑，輸送的介質(zhì)不含油等特點(diǎn)。泵轉(zhuǎn)子的支承采用了可靠的消隙結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件作細(xì)致的動(dòng)平衡，并采用高精度的斜齒輪，因此，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，使用更加可靠，可在高壓差下長(zhǎng)期運(yùn)行。
與二葉型相比，氣體脈動(dòng)小，振動(dòng)小，噪音低。風(fēng)機(jī)的兩個(gè)軸上的葉輪和橢圓形殼體的內(nèi)孔表面，葉輪端面以及風(fēng)扇的前后端蓋和風(fēng)扇葉輪總是保持一個(gè)微小的間隙，并且風(fēng)是由同步齒輪從風(fēng)扇的進(jìn)氣口沿著殼體的內(nèi)壁。交付到一邊。風(fēng)扇腔體不需要潤(rùn)滑油，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，性能穩(wěn)定，適用于各種用途，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
在風(fēng)機(jī)選型方面，選二葉還是選三葉，一般原則為能夠采用三葉羅茨風(fēng)機(jī)，盡量不要選用二葉風(fēng)機(jī)，二葉風(fēng)機(jī)的能耗較高，價(jià)格也高。所以，選型原則是能夠用三葉盡量不選用二葉型。
三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲比二葉的小，在三葉轉(zhuǎn)子上使用的軸承的壽命比在二葉上使用的長(zhǎng)15%左右。而且三葉轉(zhuǎn)子可以采用扭葉轉(zhuǎn)子來(lái)降低其噪聲和振動(dòng)，二葉轉(zhuǎn)子由于結(jié)構(gòu)上的限制不能采用扭葉結(jié)構(gòu)。三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能較好，相比于二葉的可更好地保證葉輪之間及其葉輪和機(jī)殼的間隙。三葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)特別是扭葉型的由于噪聲和動(dòng)平衡性能較好，在汽車機(jī)械增壓上的應(yīng)用越來(lái)越多。
三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)可以說(shuō)是二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的革命性改進(jìn)。與兩葉相比，由于葉片形狀特點(diǎn)，三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)比二葉羅茨風(fēng)機(jī)脈動(dòng)好。因此，明顯的優(yōu)點(diǎn)是：大大減少了振動(dòng)和噪音！這對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的壽命和穩(wěn)定性是可以想象的。如今，市場(chǎng)上的羅茨鼓風(fēng)機(jī)很少看到雙葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，它已基本消除?，F(xiàn)有的二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)充滿了錦工量。
問(wèn)：羅茨風(fēng)機(jī)二葉與三葉的外型區(qū)別有哪些？
答：二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)與三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作原理是一樣的，從外觀方面來(lái)說(shuō)，二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)與三葉羅茨風(fēng)機(jī)的主要區(qū)別有2點(diǎn)：
1、三葉羅茨風(fēng)機(jī)采用的大多是皮帶傳動(dòng)，而二葉羅茨風(fēng)機(jī)采用直聯(lián)傳動(dòng)；
2、三葉羅茨風(fēng)機(jī)的機(jī)頭和電機(jī)共用一個(gè)底座，而二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)頭和電機(jī)，沒(méi)有共用底座。羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理
左圖為三葉型，右圖為二葉型
上面兩點(diǎn)是主要的外觀區(qū)別，通過(guò)外觀基本可以看出是二葉型還是三葉型，但是有的客戶特殊要求，對(duì)于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有特殊要求，可能三葉羅茨風(fēng)機(jī)也會(huì)采用直聯(lián)傳動(dòng)，但是很少。
從其他方面來(lái)說(shuō)，二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)和三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)也存在一定的差異，如：
葉輪的結(jié)構(gòu)一個(gè)是二葉型，一個(gè)是三葉型，這個(gè)不用說(shuō)，二葉型的羅茨風(fēng)機(jī)主要用于錦工量的工況，而三葉型多用于小風(fēng)量的工況，在選型方面，如果能夠采用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，那么就不要采用二葉型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，二葉型的整體噪音和能耗要高于三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)。
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