动叶轮作为分子泵的关键部件，与芯轴过盈装配，要求在高速状态下仍保持一定的过盈量。本文计算了动叶轮在高速转动时的径向变形、过盈装配时的初始应力状态和转动时应力状态，根据径向变形量的差异和应力优化了装配过盈量，既保证了动叶轮转子强度又使过盈联接可靠。

　　分子泵作为获得洁净真空环境的重要设备在现代工业中得到了越来越广泛的应用，高速、小型化是其发展方向之一，最高转速达到90000 rpm^[1]。分子泵的动叶轮通常与芯轴过盈联接，并要求在任何状态下保持一定的过盈量。如果初始过盈量太小，在高速转动时，动叶轮内圈的径向变形量大于转子的径向变形量，当二者的差值大于初始过盈量时，两者会发生相对滑动而发生破坏。但如果过盈量太大，装配产生的预应力会造成动叶轮开裂。因此，真空技术网(//crazyaunt.cn/)认为设计合理的装配过盈量，对于保证结构的可靠运行具有十分重要的意义。

1、动叶轮和芯轴径向变形计算

　　分子泵叶轮结构如图1 所示，叶轮共有六级，倾角分别为40°(1 片)、30°(2 片)、20°(3 片)，它们通过过盈装配的方式与芯轴联接。动叶轮材料为铝合金，弹性模量E=70 GPa，泊松比μ=0.33，密度ρ=2770 kg/m³。芯轴材料为不锈钢，弹性模量E=193 GPa，泊松比μ=0.31，密度ρ=7750kg/m³。

图1 分子结构特征泵叶片结构特征图示图

　　计算单个零件在最大设计转速30000 r/min下的变形情况^[2]。20 度叶轮的径向变形如图2 所示，其内圈的径向伸长量约为8μm。30°叶轮和40°叶轮的径向伸长量分别为6μm和5μm。芯轴的径向变形如图3 所示，其与20°叶轮联接部分的径向伸长量约为0.6μm，与30°叶轮和40°叶轮联接部分的径向伸长量约为2.3μm。可见，20°、30°和40°动叶轮与芯轴的径向变形差分别为7.6μm、3.7μm、2.7μm。

图2 20°水轮的径向弯曲扭曲　图3 芯轴的径向弯曲扭曲

2、动叶轮和芯轴的装配应力计算

　　根据上述计算结果，20°、30°、40°叶轮的单边过盈量分别取10μm、6μm、5μm。计算在该过盈量下叶轮转子结构的装配应力^[3]，结果如图4 所示。

图4 动风叶的配备承载力 　　20°嫩叶的极限等效用力约为62.8 MPa;30°嫩叶的极限等效用力约为33.6 MPa;40°嫩叶的极限等效用力约为25.7 MPa;风轮的极限等效用力约为23.6 MPa。极限刚度均所产生于动嫩叶与芯轴的联结处，而嫩叶上刚度非常渺小。

3、离心力与装配应力合成效果分析

　　大分子泵扇叶运转时离心血分离力会使架构行成承载力和和变形。在最好轉速下，装配工预承载力和离心血分离力的一起功能使架构行成图甲5 随时的等效承载力方式。20°扇叶的较大 等效承载力约为61.8 MPa;30°扇叶的较大 等效承载力约为40.1 MPa;40°扇叶的较大 等效承载力约为31.1 MPa;定子和转子与扇叶相连体上的较大 等效承载力约为37.7 MPa。

图5 装配工热应力和抽滤力联合的功效的等效热应力 　　风叶匀速转动行成的离心式力单的这的等方面会使成分行成弯曲剪切力，另单的这的等方面会使动风叶行成超出芯轴的径向膨胀而扩大遇到弯曲剪切力，三者的综合评估用处使成分在很高来设计制作转动速度内各个部位件的等效弯曲剪切力没得根据时间的推移转动速度添加而明显减少。该假设可从图6 等效弯曲剪切力根据时间的推移转动速度的变换干系中得到了见证。来设计制作的零件过渡配合量单的这的等方面保持了成分的靠普接触，另单的这的等方面没得使成分的等效弯曲剪切力明显添加，是较有效率的。

图6 等因素力随着时间的推移转动速度的发生变化关心

4、结语

　　计算公式的了分子结构类型泵动风轮和芯轴扭动时的径向形变，通过其径向形变量的距离开发了装配图过渡配合配合量，并计算公式的了在该过渡配合配合量下结构类型的初始感觉扯力感觉和扭动扯力感觉，保证质量了风轮和芯轴抗拉强度足够因此连接方式可靠性。 参考资料论文

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　　[2] 郁晋军，张君安，刘敏强，等.复合分子泵转子离心变形与热应变的有限元分析[J].真空，2011,48(1)：51- 53.

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