【摘要】：干式真空泵的設(shè)計與研發(fā)起源于半導(dǎo)體微電子行業(yè),成熟于醫(yī)療、機械、煤炭設(shè)備、工業(yè)除塵除銹等行業(yè)。近年來我國在真空泵行業(yè)雖然取得了進步,但仍處于向國外學(xué)習(xí)階段。未來真空泵行業(yè)的發(fā)展趨勢必然是傾向于無油清潔型,且具有廣闊的市場與需求。但我國生產(chǎn)的無油清潔型真空泵質(zhì)量一般,可靠性低,一定程度上限制了國內(nèi)真空泵行業(yè)的發(fā)展。本著提高干式真空泵的可靠性的目標(biāo),本文進行了爪型干式真空泵結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及流場動態(tài)特性的研究。首先,基于爪式真空泵的整體結(jié)構(gòu)和工作原理,分析了極限真空度及其影響因素。從密封和真空度角度出發(fā),設(shè)計了一種電機軸直聯(lián)轉(zhuǎn)子的爪式真空泵,徹底消除了泵與外界大氣之間的動密封結(jié)構(gòu),實現(xiàn)爪式真空泵真空度、可靠性、穩(wěn)定性的提高。從轉(zhuǎn)子的理論型線入手,通過分析爪頂形狀系數(shù)、圓心角和嚙合間隙等參數(shù)對轉(zhuǎn)子和泵性能的影響,優(yōu)化各項參數(shù),最終構(gòu)建出新型螺旋直爪轉(zhuǎn)子。其次,推導(dǎo)爪式真空泵壓縮比的計算公式,探究螺旋型轉(zhuǎn)子對爪式真空泵壓縮比的影響;結(jié)合泵流體力學(xué)和回轉(zhuǎn)式容積泵理論基礎(chǔ),分析爪式真空泵理論極限壓強和實際極限壓強的影響因素,比較了兩種轉(zhuǎn)子極限壓強的大小;基于流體力學(xué)理論知識,分析了螺旋型直爪轉(zhuǎn)子對流場的影響,探究其優(yōu)異性。再次,基于流場數(shù)值計算的理論基礎(chǔ),選定爪式真空泵內(nèi)部流動的控制方程,并為爪式真空泵流場的數(shù)值模擬選擇合適的湍流模型;利用UG建立兩種爪泵流場的三維分析模型,運用CFX分析模塊,求解真空腔的流場,分別詳細(xì)比較了兩種流場的壓力場特性、流場流線特性、流場渦流特性,探究了螺旋轉(zhuǎn)子對爪式真空泵流動場的有益影響。通過以上三方面的工作,對爪型干式真空泵進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高了密封性,優(yōu)選了幾何參數(shù)、系統(tǒng)的分析了流場的動態(tài)特性,提高了泵工作的可靠性。
【圖文】：

爪式真空泵剖面圖

圖 1.2 半導(dǎo)體市場銷售金額統(tǒng)計圖[26]最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2017 年中國大陸的半導(dǎo)體消費額已達(dá)到 1315 億美元[27]，，成為全球最大市場。另一方面國內(nèi)的半導(dǎo)體集成電路自給比例僅年進口額度達(dá)到了 2000 億。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB752

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