實(shí)用無油螺桿真空泵單頭等螺距轉(zhuǎn)子型線

結(jié)合現(xiàn)有特殊爪型轉(zhuǎn)子型線與單頭螺桿轉(zhuǎn)子型線特征,提出了一種雙頭對稱爪型等螺距螺桿真空泵轉(zhuǎn)子型線。通過理論推導(dǎo)得到了該型線完整的端面方程,導(dǎo)出了該型線的面積利用系數(shù)和抽速的公式,列出了這種型線的特點(diǎn)。使用solidworks三維軟件繪制出了這種轉(zhuǎn)子的三維實(shí)體模型,模擬擬合驗(yàn)證了端面型線的正確性。分析得到螺桿轉(zhuǎn)子端面型線關(guān)于中心對稱且兩轉(zhuǎn)子完全相同,與特殊爪型轉(zhuǎn)子型線相比易加工、節(jié)省工時,與單頭螺桿轉(zhuǎn)子相比具有較好的動平衡性,可為國內(nèi)外從事真空泵設(shè)計(jì)和研發(fā)人員提供參考。

本文針對廣泛應(yīng)用于無油螺桿真空泵中的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子開展動平衡計(jì)算研究,采用轉(zhuǎn)子端面去除質(zhì)量法來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的動平衡補(bǔ)償,依據(jù)動平衡質(zhì)徑積原理推導(dǎo)出了螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡方程,得到優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)并利用matlab軟件進(jìn)行優(yōu)化求解,給出了完整可行的轉(zhuǎn)子動平衡設(shè)計(jì)方法。由于計(jì)算中沒有涉及轉(zhuǎn)子端面型線的形狀和尺寸,因此適合于任意形狀端面型線的轉(zhuǎn)子。文中給出了一組源于工程實(shí)際的優(yōu)化計(jì)算結(jié)果,并通過pro/engineer軟件的實(shí)體造型和質(zhì)量屬性分析功能對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),證實(shí)了動平衡優(yōu)化計(jì)算結(jié)果的正確性。

本文推出了一種適合于雙螺桿式無油真空泵的單頭變螺距梯形級齒凹齒面的螺桿轉(zhuǎn)子型線,介紹了基本型線的生成原理和齒型的構(gòu)造方法,給出了完整的型線方程和型線的一些特征參數(shù)。

對4種干式螺桿真空泵轉(zhuǎn)子型線———多頭雙邊對稱圓弧型線、單頭變螺距梯形齒型線、單頭等螺距梯形齒型線和單頭等螺距凹齒型線進(jìn)行了研究,包括:型線方程、面積利用系數(shù)、幾何抽速及加工制造等特性。對各型線幾何抽速和面積利用系數(shù)公式中的重要變量進(jìn)行了討論。得出以下結(jié)論:雙邊對稱圓弧型線長徑比λ取值范圍為1～2,單頭螺桿型線的內(nèi)外徑比ρ取值范圍0.30～0.45,導(dǎo)程外徑比ξ接近1。在相同的轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)條件下,單頭凹齒型線比其他2種單頭型線的抽速大。

介紹了一種新型的干式螺桿真空泵的轉(zhuǎn)子端面型線———雙邊對稱圓弧型線,給出其端面型線方程。介紹了推導(dǎo)方法及參數(shù)計(jì)算方法,開發(fā)了計(jì)算程序并給出實(shí)例。

為了解決現(xiàn)有的螺桿型線存在尖點(diǎn)的問題,本文提出了圓弧和擺線等距曲線的嚙合模型,可以解決同步異向雙回轉(zhuǎn)運(yùn)動的容積式流體機(jī)械的轉(zhuǎn)于型線尖點(diǎn)修正問題;構(gòu)建了一種新型全光滑螺桿型線,使得氣體密封方式由點(diǎn)與曲線的嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)榍€與曲線的嚙合,討論了齒背圓弧半徑對全光滑螺桿型線結(jié)構(gòu)和性能的影響,得到了接觸線最短的螺桿型線;通過內(nèi)部流場的數(shù)值模擬,將全光滑螺桿型線與現(xiàn)有的螺桿型線進(jìn)行比較.研究結(jié)果表明:所提出的新型全光滑螺桿型線具有連續(xù)的接觸線,在工作中通過齒頂面的級間返流泄漏更少,不存在泄漏通道.

對一種雙螺桿真空泵普遍使用的,由長幅外擺線和漸開線組成的端面型線轉(zhuǎn)子進(jìn)行了研究,推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子接觸線方程的一般求法,同時給出利用matlab表現(xiàn)空間接觸線的新式方法;分析各段接觸線的組成,給出了所生成接觸線的形狀、長度的計(jì)算以及一個齒間容積內(nèi)不同轉(zhuǎn)角位置時接觸線的長度變化規(guī)律。其次,根據(jù)簡化轉(zhuǎn)子力學(xué)模型研究了轉(zhuǎn)子的動平衡特性,提出了兩種動平衡設(shè)計(jì)方案。文章為其它雙螺桿泵轉(zhuǎn)子的接觸線和動平衡特性研究提供了理論依據(jù)及參考方法。

對一種雙螺桿真空泵普遍使用的,由長幅外擺線和漸開線組成的端面型線轉(zhuǎn)子進(jìn)行了研究,推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子接觸線方程的一般求法,同時給出利用matlab表現(xiàn)空間接觸線的新式方法;分析各段接觸線的組成,給出了所生成接觸線的形狀、長度的計(jì)算以及一個齒間容積內(nèi)不同轉(zhuǎn)角位置時接觸線的長度變化規(guī)律。其次,根據(jù)簡化轉(zhuǎn)子力學(xué)模型研究了轉(zhuǎn)子的動平衡特性,提出了兩種動平衡設(shè)計(jì)方案。文章為其它雙螺桿泵轉(zhuǎn)子的接觸線和動平衡特性研究提供了理論依據(jù)及參考方法。

雙螺桿泵因其廣泛的適用性受到關(guān)注。以ω型雙頭雙螺桿泵轉(zhuǎn)子的型線為研究對象,分析其組成和形成原理,建立齒形曲線方程式,應(yīng)用坐標(biāo)變換分別得出對稱曲線的各段型線方程式,并利用包絡(luò)原理得出齒形曲線對應(yīng)的共軛曲線方程。結(jié)合具體實(shí)例利用pro/e對雙頭雙螺桿泵轉(zhuǎn)子進(jìn)行虛擬建模,得出轉(zhuǎn)子螺旋曲面的方程,為雙頭雙螺桿泵的性能分析及加工改進(jìn)提供依據(jù)。

干式螺桿真空泵

真空設(shè)備產(chǎn)品以其量大、面廣的優(yōu)勢而成為了真空工程配套不可或缺的基礎(chǔ)元件之一.目前,社會各界對各種真空獲得設(shè)備的需求量隨著真空技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展增速十分迅猛.文中對真空獲得設(shè)備中的螺桿真空泵的工作原理進(jìn)行了簡單的介紹,分析了國內(nèi)螺桿真空泵的現(xiàn)狀,并就螺桿真空泵的優(yōu)勢特點(diǎn)進(jìn)了分析,探討了其應(yīng)用情況,以期為螺桿真空泵的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ).

本文以我公司某款真空泵產(chǎn)品為例,系統(tǒng)闡述了噴油式螺桿真空泵機(jī)組的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作流程,并具體分析了其控制系統(tǒng)的運(yùn)作原理、功能特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法,給相關(guān)真空泵控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有益的借鑒。

介紹了羅茨真空泵轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計(jì)及其對羅茨真空泵性能的影響,并介紹了羅茨真空泵轉(zhuǎn)子型線的三坐標(biāo)測量方法,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)說明如何結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件autocad對測量結(jié)果進(jìn)行處理。

TSP-450螺桿真空泵操作手冊

為了解決噴水推進(jìn)系統(tǒng)噪音高、體積大、壓頭小、工藝復(fù)雜、效率低等問題,在分析了目前常用雙螺桿泵轉(zhuǎn)子型線的基礎(chǔ)上,利用齒輪嚙合原理,設(shè)計(jì)制造出一種對稱的四齒雙螺桿轉(zhuǎn)子型線。該型線由長幅外擺線、短幅外擺線、漸開線和圓弧組成,呈對稱分布。圓弧主要起削平擺線和漸開線之間過渡尖點(diǎn)的作用,能有效地提高轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度、耐磨性和密封性。對稱的極少齒四齒結(jié)構(gòu)和根切技術(shù)提高了流量,改善了工藝。以該轉(zhuǎn)子型線為核心技術(shù),制造出可用于噴水推進(jìn)的新型對稱雙螺桿泵,并進(jìn)行了初步試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明:設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)子型線不僅滿足嚙合原理的要求,還降低了噪音,縮小了體積,提高了流量、壓頭和效率,改善了制造工藝。

從加工螺旋面的基本原理出發(fā),依據(jù)刀具回轉(zhuǎn)面與被加工螺旋面包絡(luò)的接觸線是一條空間曲線的原理建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型;提出加工螺桿泵轉(zhuǎn)子用盤形刀具廓形理論計(jì)算的基本原理和方法;在此基礎(chǔ)上,利用pro/e軟件對螺桿泵轉(zhuǎn)子進(jìn)行實(shí)體建模,并對轉(zhuǎn)子的加工過程進(jìn)行了運(yùn)動仿真。

基于雙螺桿真空泵氣體輸運(yùn)的特點(diǎn),將泵腔內(nèi)級間的泄漏通道簡化為不同類型的真空管路,采用相鄰級間的平均壓強(qiáng)確定不同壓強(qiáng)下級間泄漏氣體的流態(tài),計(jì)算得到級間泄漏的質(zhì)量流量.根據(jù)質(zhì)量守恒定律,建立了雙螺桿真空泵氣體輸運(yùn)過程的數(shù)學(xué)模型.以漸開線型端面的等螺距螺桿真空泵為研究對象,計(jì)算分析了泵從大氣壓到極限真空的整個抽氣過程.對不同入口壓強(qiáng)下的級間泄漏量與抽速進(jìn)行了研究,研究表明:不同的泄漏通道對級間泄漏的影響有所不同.在排氣端,齒頂圓與泵腔內(nèi)壁之間的泄漏通道對級間泄漏的影響較大;在吸氣端,兩轉(zhuǎn)子齒頂齒根面之間、斜齒面之間以及凹齒面之間這三種泄漏通道對級間泄漏的影響較大.

通過對單螺桿泵嚙合過程中流動接觸點(diǎn)相對滑動速度和固定接觸點(diǎn)綜合曲率的分析,得出提高流動接觸點(diǎn)最小相對滑動速度就有利于延長單螺桿泵的使用壽命的結(jié)論,并給出了型線優(yōu)化的依據(jù).

針對雙頭單螺桿泵襯套在實(shí)際使用中受到流體壓力、襯套外殼以及螺桿的作用,容易發(fā)生磨損和變形,影響螺桿泵的壽命和效率的問題,采用ansys軟件對雙頭單螺桿泵襯套進(jìn)行有限元仿真模擬。將襯套的有限元模型簡化為平面應(yīng)變模型求解,分析了3種常用型線雙頭單螺桿泵襯套在受到均勻壓力與非均勻壓力下,襯套內(nèi)各點(diǎn)的變形、應(yīng)力與應(yīng)變的分布情況。模擬分析結(jié)果表明,在均勻壓力作用下,普通內(nèi)擺等距型線襯套的法向位移曲線呈正弦規(guī)律變化,其余2種呈v形變化,在1個周期內(nèi)剛好有3個波峰、波谷,與襯套形狀特征相對應(yīng);短幅內(nèi)擺等距型線應(yīng)力變化相對均勻,沿自然路徑變化曲線呈u形。

針對螺桿泵性能和特性的理解、認(rèn)識及合理應(yīng)用,首先應(yīng)從掌握螺桿泵的基本原理入手。根據(jù)單螺桿單頭螺桿泵定、轉(zhuǎn)子嚙合過程,推導(dǎo)了單螺桿單頭螺桿泵轉(zhuǎn)子曲線方程、定子曲線方程。而轉(zhuǎn)子螺旋型面是橫截面均為半徑為r的圓,定子內(nèi)腔型線由多段型線構(gòu)成封閉連續(xù)接觸線并與轉(zhuǎn)子型線形成密封單元。

. ;. comparison1–效率 能耗低20%-30% 轉(zhuǎn)子泵 很高的效率，0.6-0.85 較低的電機(jī)功率 較低的能源消耗 單螺桿泵 效率取決于泵的級數(shù)（壓力） comparison1–效率(continues?) 單螺桿泵的效率計(jì)算: 單級兩級效率 (max.6.0bar)(max.12.0bar) pressure(bar)pressure(bar) 2.04.00.4 4.08.00.5 6.012.00.6 需要較高的功率來克服定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦，這樣導(dǎo)致泵的效率降低. comparison2–自吸能力 轉(zhuǎn)子泵 在轉(zhuǎn)速大于200rpm的時候可以產(chǎn)生很好的自吸能力 允許短時間的干轉(zhuǎn) 單螺桿泵 很好的自吸能力 dryrunning,avoid!max.<30secondss

基于cad/cam軟件mastercam,采用插值三次樣條函數(shù)和利用螺旋曲面的特性進(jìn)行單螺桿泵的復(fù)雜螺桿轉(zhuǎn)子螺旋曲面三維幾何造型,并基于仿真加工軟件vericut,對螺旋曲面數(shù)控加工nc程序進(jìn)行三維仿真。