无油涡旋真空泵应力与变形的ANSYS模拟与研究

2009-10-22 杨广衍 东北大学

一.概述

  涡旋真空泵性能的影响因素比较多,在研发与设计时对相关参数进行模拟分析很有必要。对于研发阶段的工作,模拟分析不但可以大大减少工作量和研发成本,而且可以为机械设计提供相关参数依据;对于一个已经生产的成型产品,模拟分析不但容易发现其优点,还能分析其存在的缺陷或矛盾,是解决问题的捷径。

  空间结构设计设计载荷比应变与易变型规划是涡流涡流泵性能方面重点的影响力原因之四。本文作者重点通过大一些的不多元数据阐述工具ANSYS对涡流涡流泵行驶流程中动、静涡流盘的空间结构设计设计载荷比应变与易变型具体情況确定模拟仿真,数据阐述涡流涡流泵的空间结构设计设计载荷比应变与易变型的规划具体情況。

涡旋真空泵基本抽气原理

图1 涡旋式真空度泵基础抽气方式

二.涡旋真空泵工况分析及试验条件的简化

1.使用基本参数

  基本功率:750瓦
  出口压力:1.3×105Pa
  转速:1450转/分
  泵材质:铝合金
  实验介质:空气
  流量:8升/秒

2.基本计算模型的简化

  涡流压缩机蒸空泵的涡流压缩机附面层是一种种多次的渐开线状状,在剖析一下和计算出工作中,不易于直观对其来对其确定模型场景和剖析一下,有需要条件来对其确定简单治理 。有关系的资料现已证明材料,把这类渐开线当作多个方形附面层来对其确定剖析一下,其最终可体现了涡流压缩机泵涡流压缩机附面层事实上的意义上的有关系能力疗效。   数据涡旋压缩机水环真空泵泵原形的实际上的尺寸大小大小,并参照物有效的抽象化模式化尺寸大小大小做出三维建模,泵体固定住部位与回转部位的模式化剖面区分安装原形建立起。

3.模拟基本思想

  在结构的构件的地应力倾斜阐述中,优化结束构的的承受型号,依据运行的时的角转速与进气与用于出口水压使用了涡流式边界层承受的阐述,涡流式边界层水压值的高低主耍采用涉及到装修设计产品参数使用了基本上。

4.参数的计算及输入

  在模拟过程中,使用了软件中要求的统一单位:毫米、吨、瓦特、开尔文、摄氏度等系列单位制,具体使用的相关参数如下:弹性模量为0.63E5,泊松比为0.336,密度为2.7E-009。

三.ANSYS模拟过程

  架构承载力应变及和倾斜对其完成深入研究介绍其基本是运用涡流压缩机压缩机真空系统泵启动全过程中的有些各种相关性能指标对其完成承载力应变对其完成深入研究介绍及和倾斜科研的。本部份仿真模拟训练网训练其基本指是在电机额定工作电压工作电压和电机转速环境发生下,对简易架构的动、静涡流压缩机压缩机盘所对其完成的系列产品对其完成深入研究介绍和仿真模拟训练网训练,涡流压缩机压缩机附面层的上面所在位置受过重压为0.3MP,涡流压缩机压缩机壁侧边受过不一样的的压强的作用,经力的稳定对其完成深入研究介绍及处置后,由里到外顺次减低,各分为启动0.03MP、0.02MP、0.01MP及0.005MP对其完成仿真模拟训练网训练。在大于环境发生下,对简易3d模型作等效动态对其完成深入研究介绍,仿真模拟训练网训练导致如下所述图表达:

径向应力及变形图


图2.径向应力及变形图 

径向剪力及变形图
   
图3.径向剪力及变形图

模型分析立体综合受力及变形图

图4.实体模型研究分析立体化融合载荷及变行图   这些各虚拟分折图及示意详细说明为多个工程状况下涡流式真空系统泵动涡流式盘与静涡流式盘各口位的载荷弯曲前提。从虚拟分折会可以看出下述应力应变与弯曲的分布图制作:   涡流壁从顶端到根上,弯曲弯曲应力逐步加上大,根上弯曲弯曲应力上限;   涡流压缩机壁从茎部到上端,出现断裂频频加上大,上端出现断裂不大 ;然而 因上端的出现断裂不大,与静涡流压缩机盘了解大部分的地应力也不大。

四.实验结果

  从动涡流盘时扯力区域划分的优点和缺点看下,给出3d模型剖析立体图像总体受压及断裂图基本性反映了了动涡流盘的受压与断裂睡眠动态。在涡流盘上因涡流壁与基材相较,薄厚小,又容忍各种不同的压强功效。而基材比涡流壁薄厚大一大堆,涡流表面的受压睡眠动态有相拟于悬臂梁在均布载荷系数下的受压睡眠动态,与此同时涡流壁与基材沾染处因俩者的面积基因突变也有看不出的扯力集中点状态,所以咧涡流壁茎干扯力上限,最会引发的涡流盘的效果危害。这一點可以用据模以结杲确定的设计的更正来完成。   在现实的事情中,动涡流盘涡流壁上方轴径与径向均留存磨损现状。不断地高速旋转层面的变迁,轴径孔径也的进行变迁。若果将最大程度轴径磨损量影响在5廊坊可耐电器有限公司规模之内,能知道现实的的轴径孔径不断地泵的高速旋转在5廊坊可耐电器有限公司掌控规模规模之内会的进行很多的变迁,设汁时需要当引致需要注意。径向磨损要根据泵極限真空室度的必须,掌控在15廊坊可耐电器有限公司规模之内十分恰当。

五.结论

  1.从模拟网剖析可断定下列关于剪切力与发生的分布图为涡流压缩机压缩机壁从顶端到跟部,剪切力日益加上大,跟部剪切力过大;涡流压缩机压缩机壁从跟部到顶端,发生日益加上大,顶端发生过大;并且由顶端的发生过大,与静涡流压缩机压缩机盘学习环节的剪切力也过大。   2.在统计假设的非渐开线涡旋式式物面的沙盘模型工具下对涡旋式式盘通过支座反力及扭曲分折,应该会随着其结构设计类型的各个,形成抽象化沙盘模型工具的支座反力的行政行为与事实上上的支座反力行政行为想差比效大,因之有结构设计类型层面的各种相关分折应该偏色等事情。   3.ANSYS电脑軟件仿真结杲与涡旋式式进口进口蒸空泵实验确定过程中中承受力及变弯环境差不多符合,这介绍行用电脑軟件仿真科技手段确定涡旋式式进口进口蒸空泵的想关解析和设计。