發(fā)布時(shí)間：2020-10-31 23:56

　　 近年來(lái),隨著電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、薄膜及冷凍干燥行業(yè)的蓬勃發(fā)展,越來(lái)越多的行業(yè)要求有清潔的、沒(méi)有油蒸汽存在的真空環(huán)境作為其生產(chǎn)基礎(chǔ),因此市場(chǎng)對(duì)性能優(yōu)異的羅茨泵的需求也越來(lái)越迫切。在羅茨泵的設(shè)計(jì)實(shí)踐和性能計(jì)算中,尤其是在計(jì)算羅茨泵的實(shí)際抽速和極限壓強(qiáng)等性能指標(biāo)時(shí),需對(duì)間隙泄漏量進(jìn)行精確計(jì)算。目前,在間隙泄露量方面多為經(jīng)驗(yàn)公式,而且沒(méi)有考慮管道尺寸變化和轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)對(duì)流導(dǎo)的影響,因此理論計(jì)算與實(shí)際值有較大差距。 在設(shè)計(jì)與制造羅茨泵時(shí),往往先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行理論設(shè)計(jì),然后依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸生產(chǎn)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)與理論的差距導(dǎo)致我們需對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正與改進(jìn),隨后生產(chǎn)樣品進(jìn)行再驗(yàn)證,這樣無(wú)疑會(huì)消耗大量的時(shí)間與財(cái)力。本課題主要研究了羅茨泵間隙泄漏量的建模以及考慮了關(guān)于轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的變形量和泵體熱變形對(duì)間隙通道的影響等,并對(duì)這些因素進(jìn)行了改進(jìn)。 文中總結(jié)了考核羅茨泵性能所涉及的指標(biāo)及其計(jì)算方法,簡(jiǎn)單描述了間隙泄漏的幾種情況。并對(duì)前人的科技成果作出了改進(jìn),推導(dǎo)了粘滯流、過(guò)渡流及分子流三種流態(tài)下矩形復(fù)雜管道的流量計(jì)算公式,為推導(dǎo)羅茨真空泵的間隙泄漏打下了基礎(chǔ)。 在改進(jìn)的計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,本文介紹了圓弧、漸開(kāi)線和擺線這三類(lèi)常見(jiàn)的羅茨轉(zhuǎn)子的型線方程、工作時(shí)的特征尺寸和嚙合過(guò)程,推導(dǎo)了這些型線在各種流態(tài)下的泄漏量計(jì)算方法。借助高等數(shù)學(xué)的原理和多種數(shù)學(xué)軟件,編寫(xiě)了計(jì)算程序,方便、快捷地求得結(jié)果。接下來(lái),對(duì)羅茨泵樣機(jī)的泄漏量與性能指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算,并與未修正前計(jì)算值以及實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比分析。 本文對(duì)羅茨泵樣機(jī)的泄漏量進(jìn)行了計(jì)算,并通過(guò)ANSYS軟件對(duì)羅茨泵轉(zhuǎn)子和泵腔進(jìn)行進(jìn)行動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)分析,求出轉(zhuǎn)子的多場(chǎng)耦合下的軸向和徑向形變量和泵腔的熱變形及應(yīng)力分析。然后將得到的數(shù)據(jù)代入計(jì)算得到修正后的實(shí)際抽速結(jié)果。并與未修正前的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類(lèi)】：TH36
【部分圖文】：

平板顯示產(chǎn)業(yè)等IC裝備行業(yè)以及薄膜、化工、生物、制藥等領(lǐng)域都要求清潔、無(wú)油、耐腐蝕和能夠抽除顆粒物質(zhì)的干式真空系統(tǒng)，國(guó)外各種類(lèi)型的干式真空泵發(fā)展很快。圖1.2日本Anlet三葉羅茨泵 Fig.1.2Tri一 loberootsPumPfromAnlet作為IC裝備的關(guān)鍵設(shè)備之一，干式真空獲得設(shè)備由于產(chǎn)業(yè)技術(shù)門(mén)檻高，生產(chǎn)與銷(xiāo)售一直被國(guó)外幾家大公司壟斷，如日本茬原、德國(guó)普發(fā)、英國(guó)愛(ài)德華、德國(guó)萊寶、法國(guó)阿爾卡特等占據(jù)了世界上95%以上的市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家?guī)缀鯖](méi)有形成產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品l2()]。例如英國(guó)愛(ài)德華公司年產(chǎn)干泵8000套，年銷(xiāo)售額 1.5億美元。日本Anlet公司生產(chǎn)的三葉羅茨真空泵(圖1.2)，年產(chǎn)亦8000套，主要用于化工、塑料、農(nóng)藥等行業(yè)。英國(guó)愛(ài)德華公司推出了iH&iL系列羅茨泵(圖 1.3)，在半導(dǎo)體制造工藝中廣泛應(yīng)用。其獨(dú)特的懸臂軸設(shè)計(jì)避免了高真空端的軸承支撐

抽國(guó)萊寶羅茨泵Fig.1.4Rootpumpfrom加加川

國(guó)內(nèi)對(duì)于干式羅茨真空泵的專(zhuān)門(mén)研究則起步較晚。曹羽等f(wàn)26]進(jìn)行了氣冷式直排大氣羅茨真空泵及機(jī)組的熱平衡計(jì)算，指出其具有抽速大、許用壓差高、無(wú)污染、低功耗等特點(diǎn)。段永利【2刀對(duì)幾種主要羅茨泵轉(zhuǎn)子型線，就其容積利用系數(shù)、氣冷性能(即有效氣冷相位角)等方面進(jìn)行了比較分析，最終提出一種比較適合于多級(jí)干式羅茨真空泵的理論型線。王曉虎、張寶夫等[28l研究了圓弧擺線型寬頭雙葉轉(zhuǎn)子型線的組成。李德才等[29]設(shè)計(jì)了干式羅茨泵的磁流體密封，對(duì)磁流體密封進(jìn)行了有限元分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在干式羅茨泵上采用磁流體密封效果良好。1.2羅茨泵性能計(jì)算的發(fā)展1.2.1間隙泄漏量計(jì)算的發(fā)展羅茨泵的性能指標(biāo)主要有抽氣速率、極限真空、零流量壓縮比等，而這些性能的計(jì)算都要用到羅茨泵的間隙泄漏量。目前，己發(fā)展出很多間隙泄漏的計(jì)算模型。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

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本文編號(hào)：2864702