螺杆真空泵双头对称等螺距转子型线研究

2014-08-31 郭东军 南通大学机械工程学院

  结合现有特殊爪型转子型线与单头螺杆转子型线特征,提出了一种双头对称爪型等螺距螺杆真空泵转子型线。通过理论推导得到了该型线完整的端面方程,导出了该型线的面积利用系数和抽速的公式,列出了这种型线的特点。使用绘制出了这种转子的三维实体模型,模拟拟合验证了端面型线的正确性。分析得到螺杆转子端面型线关于中心对称且两转子完全相同,与特殊爪型转子型线相比易加工、节省工时,与单头螺杆转子相比具有较好的动平衡性,可为国内外从事真空泵设计和研发人员提供参考。

  干式真空泵属于容积式泵,其工作循环可分吸气、压缩和排气三个过程。真空泵的核心元件是用作抽气作用的一对相互啮合的转子,而转子的端面型线设计是关键技术,不同的端面型线直接决定了真空泵的极限真空度、抽速、容积效率、振动等参数的技术性能。近年来,已经出现了一种高真空直排大气干式泵,只需一台真空泵就可以实现从高真空到大气的全部抽气过程,并实现了商业化,已应用于实际生产中。螺杆式真空泵是20 世纪90 年代出现的一种比较理想的干泵,它具有较大的应用前景和发展潜力,在真空泵市场中占有很重要的地位。干式螺杆真空泵利用一对螺杆在泵壳中作同步高速反向旋转而产生吸气和排气原理,其主要优点是结构紧凑、无需润滑、抽速大、真空度高、极限压力高等,可适应恶劣工况,具有抽取可凝性、含颗粒物气体的能力,主要应用于清洁的真空工艺过程,特别适应于电子、化工、医药等领域。

  个性化爪型机械泵泵的二只电机定电机定叶片的造型不完全完全相同之处,电机定电机定叶片是单头的,长为1 提示,因而享有更好的动平横性。但伴随电机定电机定叶片型线根据的有很多性,二个共轭电机定电机定叶片的型线不完全完全相同之处,不同于二个完全完全相同之处共轭电机定电机定叶片的制作程序越来越很复杂。同一,共轭曲线美的来计算求得较很复杂,给构思的工作中所带来众多难以,机械泵枝术网(//crazyaunt.cn/)人为的影响了其推广宣传运用和的工作中效果的加强。   双用个性化爪型电机定定子兼具动稳定性耐热性好等显著好处,现已就有了最广泛的深入浅析与应运。现下,单头螺丝杆电机定定子螺丝杆正空泵的技术水平更为比较成熟,但涉及双用和多头多碇螺丝杆电机定定子正空泵,时至今日较少见到的原因其说法深入浅析和具体产品设备的公开监督新闻报导。由于,组合双用爪型电机定定子和螺丝杆式电机定定子的好处,要求好几个种双用不对称爪型等螺矩螺丝杆电机定定子型线。能够 浅析求算,此型线体积的利用率、抽速、粗加工加工冲压工艺等实现了增长。

特殊爪型转子型线

图1 专项 爪型旋转叶型线

1、双头对称爪型螺杆转子型线

  真空泵转子的理论型线是一对相互啮合的型线,为保证螺杆真空泵的气密性,实际运转时螺杆转子之间要有安全间隙且要保持定值。留有间隙的转子型线为实际型线。两转子之间的安全啮合间隙即实际型线之间应保持定值,而转子的实际型线是在理论型线的基础上沿啮合点法线方向减去间隙值的一半生成的轮廓线。为了保证二转子不发生干涉,国内的张世伟等学者提出了平移齿面法和内凹齿面法两种解决方法。为了设计计算方便,文中理论型线与实际型线相同,即间隙为零。文中设计的转子是双头的,端面型线是中心对称的,而且这种转子的形状参数相同,称之为双头对称爪型螺杆转子型线。两个螺杆转子参数完全相同,仅旋向相反,便于加工制造。

  1.1、端口型线的组合而成及啮合的关系   叶轮铣面型线是叶轮齿面与叶轮轴网保持维持面的截交线。若令铣面型线绕z 轴保持摆动,时候又沿圆z 轴做保持转移,这种铣面型线在地方上达成的双曲面正是螺母叶轮齿面。图2 为多头相交螺母叶轮的铣面型线轮廓图图,其主要性能指标有齿顶圆回转曲率倾斜角Rt,齿根圆回转曲率倾斜角Rr,啮合圆回转曲率倾斜角r,两叶轮公司距a。如图已知2 表达,右测叶轮铣面轴心为起点,关卡大中心点为x 轴,向左为正大中心点,y 轴保持维持于x 轴,大中心点向前,加入斜角坐标定位系。

双头对称螺杆转子型线轮廓

图2 单头对应点螺母滑片型线边界

2、双头转子型线特点

  双用对称性爪型等锥度丝杠滑片型线就是一种一种新型型线,有低于特征:   (1) 相啮合的两电机定转子型线技术指标全部同等,仅旋向相反的词语,且型线为机构对称轴平面图形,那么就能够大下降多个设计制作、加工厂等方便的办公量。   (2) 该内孔型线由摆线、纹理线和电机转子前后圆等身材曲线间断性而光滑平整的接入分为,种型线两者啮合线不会轻易经常出现涉及,该型线可能保证 可以封,密封圈线短。种型线都有漏泄三角型形,但级间漏泄较小。   (3) 该螺栓定子和滑片是单头中心对称的,定子和滑片在翻转视频时,其上每台小质点有的离心力惯力力彼此互抵,少了声音和环境噪声。如此,其动平稳安全性能要远低于单头螺栓定子和滑片。   (4) 该定子和叶轮的齿形架构相对来说较十分简单,除此之外凹齿面外,许多齿面均为直齿面,易于激光精加工营造。所有定子和叶轮齿面较难激光精加工的定位是凹齿面部份,它要要有较高的图行导致的精密度和定位导致的精密度,因而方可确定泵的抽气特点。

3、三维实体建模

  螺母翻转叶的3d片体日趋繁杂,因为便利地绘作成片体模式,是需要凭借螺母翻转叶的一端型线方程式先在Solidworks 绘制图图片软件中绘制螺母翻转叶的一端型线。对于那些型线中的摆线等是见的斜率,可在Solidworks 中用到样条斜率的基本参数斜率功能表取得,剪枝斜率取得所是需要的型线形状。将个人所得型线可以依照一定程度的导程翻转复印转换成3d片体,取得单螺母和双螺母啮合时的3d模式,可便利地对其稳定性完成数据分析理论研究。转换成的单独螺母翻转叶3d片体模式图甲4图甲中。

螺杆转子三维模型

图4 丝杆叶轮三维图绘图   顺利利用在准则核心距下对其干扰状况使用审核知道并无干扰,移除锻炼算列分享螺丝杆啮合晃动时候,基础理论建模方法条件印发现叶片晃动优异,无干扰和时候,且转动较保持稳定。但还应考虑的生产实计中安全防护转动时叶片转动时候,在准则核心距下叶片齿面会的发生干扰状况,一些干扰是由转配出现偏差的原因值带来的。致使一些出现偏差的原因值不容预防,两叶片间必须 留出的一些时候。转配时时候是可控的,顺利利用校准时候,推动叶片转动不干扰。

4、结论

  下面分析一下了层次性爪型型线和丝杆滑片型线的的特点,提供 了对应点爪型丝杆滑片型线,举出了完正的激光切割端面型线式子和相应的参数设置。该型线是10 段曲线美带来的主对应点形状,两滑片完成同等仅旋向相近。这些多头对应点丝杆滑片对比单头丝杆滑片具备有优异的动动平衡机机性,型线的设定、精生产便捷性要更为重要所报爪型型线,精生产加工制造出相对更轻松,更比较适合现阶段中国国家的加工制造出精生产业技术水平。   此型线是种最新型型线,本篇文章只对其端口方程式、占地体积应用公式、抽速等作了简绍。进步骤的实验如罗杆定子和叶片镀层防水蚀技巧、做事业的时候中怎么才能降定子和叶片做事业热度、增強做事业能保持稳定性以缩减躁音、怎么才能更强地严防漏气缩小暴露通路占地体积、工艺措施及数控刀制作等故障 也仍待企业处理好,得以详细提高了干泵的綜合性能参数。