應用于硅片傳輸機器人的磁流體密封研究.pdf

1、集成電路(IC)產業(yè)的快速發(fā)展對硅片傳輸機器人工作環(huán)境的潔凈度及真空度提出了更高的要求。與傳統(tǒng)機械密封相比，磁流體密封具有氣密性高、低功耗、無污染、壽命長等特點，能夠滿足真空硅片加工環(huán)境的密封要求。因此，研究應用于真空硅片傳輸機器人的磁流體密封技術及設計方法具有重要意義。
　　 本文分析了國內外硅片傳輸機器人和磁流體密封技術的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。根據(jù)磁流體力學理論推導出了磁流體密封的耐壓公式，得出合理設計磁流體密封結構參數(shù)以提高密封

2、間隙內的磁場梯度是增強磁流體密封耐壓能力的關鍵。建立了雙軸磁流體密封結構的磁場分析模型，利用ANSYS有限元分析軟件求解了密封結構的非線性磁場分布情況，得到了內、外軸密封間隙內磁感應強度分析結果。以此為基礎，分析了密封結構參數(shù)對密封壓差的影響情況，指出了雙軸磁流體密封結構中影響密封壓差的重要結構參數(shù)的最優(yōu)取值區(qū)間。根據(jù)雙軸磁流體密封結構參數(shù)設計的已有結論，結合硅片傳輸機器人的結構特點，設計了一種具有雙軸磁流體密封結構的硅片傳輸機器人；依

3、據(jù)三軸磁流體密封相對于雙軸磁流體密封的徑向擴展性及結構相似性，設計了一種具有三軸磁流體密封結構的硅片傳輸機器人。以上兩種機器人均具備R、θ及Z等三個自由度，能在保證硅片制造環(huán)境真空度及潔凈度的同時滿足硅片傳輸?shù)膭幼饕蟆ＴO計并搭建了三軸磁流體密封實驗臺，經實驗測試得出本文所研究設計的應用于硅片傳輸機器人三軸磁流體密封裝置的靜密封耐壓能力約為2.3個大氣壓，動密封耐壓能力在轉軸速度為200-300r/min時接近靜密封耐壓值，從而驗證了三