本文關(guān)鍵詞：螺桿真空泵關(guān)鍵技術(shù)研究及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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【摘要】：干式螺桿真空泵,因其無油污染、抽氣功能部件不接觸無摩擦、能適應(yīng)惡劣工況以及可直排大氣等優(yōu)點(diǎn)而得到生產(chǎn)和應(yīng)用單位的廣泛青睞。泵內(nèi)氣體壓縮輸運(yùn)過程依靠轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)齒槽腔容積被侵占而減少得以實(shí)現(xiàn),其抽氣性能取決于作為核心技術(shù)的轉(zhuǎn)子型線。但國內(nèi)目前在這方面缺乏深入的系統(tǒng)性研究,因而缺少根據(jù)自主設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子型線制造的性能優(yōu)良的螺桿泵。本文以泵腔內(nèi)一對特定螺桿轉(zhuǎn)子及其端面型線作為研究對象,推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子接觸線方程的一般求法,同時(shí)給出利用MATLAB表現(xiàn)空間接觸線的新方法；通過對螺旋型轉(zhuǎn)子動平衡問題中質(zhì)徑積計(jì)算的分段求解、數(shù)學(xué)推導(dǎo)求解以及簡化轉(zhuǎn)子受力求解三種途徑,研究了轉(zhuǎn)子的動平衡特性,給出了能達(dá)到完全動平衡的螺旋切除方法；考慮到實(shí)際螺旋切除的加工難度,提出了兩種自平衡轉(zhuǎn)子的解決方案；通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,研究了泵腔內(nèi)氣體的狀態(tài)變化和返流泄漏特性；運(yùn)用數(shù)值模擬方法,計(jì)算了轉(zhuǎn)子熱變形所需預(yù)留間隙；根據(jù)泵腔內(nèi)一個(gè)完整氣體模型的軸向推移規(guī)律,得出完整吸、排氣過程所需最小導(dǎo)程數(shù)；最后,給出定抽速下轉(zhuǎn)子參數(shù)及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。文中對轉(zhuǎn)子幾何及熱變形特性分析、工作過程中氣體狀態(tài)分析以及泵的總體設(shè)計(jì)方法,給螺桿泵的自主研發(fā)提供了理論依據(jù)及設(shè)計(jì)參考。
【關(guān)鍵詞】：螺桿泵 轉(zhuǎn)子型線 接觸線 自平衡
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB752
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-21
• 1.1 課題研究背景16-17
• 1.2 螺桿泵關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題研究的意義及主要內(nèi)容19-20
• 1.3.1 研究的目的和意義19-20
• 1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第二章 螺桿轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)理念21-37
• 2.1 螺桿真空泵工作過程21
• 2.2 轉(zhuǎn)子型線方程理論基礎(chǔ)21-24
• 2.2.1 兩個(gè)互相嚙合螺桿坐標(biāo)系建立及坐標(biāo)變換22-23
• 2.2.2 共軛嚙合原理23-24
• 2.3 轉(zhuǎn)子端面型線組成及新型線設(shè)計(jì)24-27
• 2.3.1 單頭型線設(shè)計(jì)24-27
• 2.3.2 雙頭型線設(shè)計(jì)27
• 2.4 螺旋面方程27-29
• 2.5 嚙合線計(jì)算方法29
• 2.6 面積利用率計(jì)算方法29-32
• 2.7 幾何抽速計(jì)算方法32
• 2.8 轉(zhuǎn)子接觸線計(jì)算實(shí)例32-36
• 2.8.1 轉(zhuǎn)子模型及空間坐標(biāo)系建立32-33
• 2.8.2 接觸線方程的一般求法33-34
• 2.8.3 空間接觸線的MATLAB表現(xiàn)法34
• 2.8.4 一個(gè)密封腔內(nèi)的接觸線34-35
• 2.8.5 不同轉(zhuǎn)角位置的接觸線35-36
• 2.9 本章小結(jié)36-37
• 第三章 轉(zhuǎn)子的預(yù)留間隙及其動平衡特性分析37-51
• 3.1 轉(zhuǎn)子預(yù)留制造間隙分析37-41
• 3.1.1 熱-結(jié)構(gòu)耦合分析計(jì)算38
• 3.1.2 材料選擇38-39
• 3.1.3 模型建立與網(wǎng)格劃分39
• 3.1.4 熱載荷添加39-40
• 3.1.5 溫度場及耦合分析40
• 3.1.6 泵腔內(nèi)間隙分布40-41
• 3.2 螺桿轉(zhuǎn)子動平衡分析41-45
• 3.2.1 質(zhì)徑積積分算法41-42
• 3.2.2 左端面T'上,等效整體質(zhì)徑積42
• 3.2.3 右端面T"上,等效整體質(zhì)徑積42-43
• 3.2.4 目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建43-44
• 3.2.5 轉(zhuǎn)子型線模型44
• 3.2.6 導(dǎo)程數(shù)對目標(biāo)函數(shù)大小影響44
• 3.2.7 導(dǎo)程數(shù)對質(zhì)徑積方向影響44-45
• 3.3 理論螺旋切動平衡方案45-46
• 3.4 解決方案46-50
• 3.4.1 提高轉(zhuǎn)速的方法46
• 3.4.2 單頭變雙頭設(shè)計(jì)46
• 3.4.3 方程求解46-47
• 3.4.4 簡化轉(zhuǎn)子受力求解47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 螺桿真空泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51-62
• 4.1 軸系總體方案設(shè)計(jì)52
• 4.2 軸的設(shè)計(jì)及校核52-54
• 4.2.1 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核53
• 4.2.2 彎矩強(qiáng)度校核53-54
• 4.3 同步齒輪54-56
• 4.3.1 同步齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55
• 4.3.2 同步齒輪強(qiáng)度校核55-56
• 4.3.3 同步齒輪結(jié)構(gòu)56
• 4.4 標(biāo)準(zhǔn)件選用56-58
• 4.4.1 電機(jī)計(jì)算與選用56-57
• 4.4.2 軸承選用57
• 4.4.3 密封選用57-58
• 4.5 冷卻水路設(shè)計(jì)58-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第五章 泵腔內(nèi)氣體狀態(tài)及轉(zhuǎn)子整體分析62-73
• 5.1 泵腔內(nèi)氣體狀態(tài)變化分析62-65
• 5.1.1 泵腔內(nèi)氣體體積變化62-63
• 5.1.2 螺桿真空泵排氣口設(shè)置63-64
• 5.1.3 密封腔內(nèi)氣體熱力學(xué)變化64-65
• 5.2 極限真空和抽氣時(shí)間計(jì)算65-68
• 5.2.1 齒頂泄漏通道計(jì)算65-66
• 5.2.2 極限真空度計(jì)算66-67
• 5.2.3 抽氣時(shí)間計(jì)算67-68
• 5.3 返流及轉(zhuǎn)子優(yōu)化分析68-71
• 5.3.1 返流泄漏理論基礎(chǔ)68-69
• 5.3.2 齒頂周向返流模型69-70
• 5.3.3 轉(zhuǎn)子鍍層介紹及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：795132