無油螺桿真空泵轉(zhuǎn)子的動平衡問題研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，許多行業(yè)對真空環(huán)境的要求也越來越嚴格，因而對真空獲得設(shè)備也提出了更高的要求。無油螺桿真空泵是一種具有廣闊應(yīng)用前景和巨大市場潛力的干式真空泵，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、醫(yī)藥、化工、糧食干燥等工業(yè)領(lǐng)域。伴隨著無油螺桿真空泵高速化的發(fā)展趨勢，其螺桿轉(zhuǎn)子動平衡問題也越來越突出，嚴重影響到了螺桿泵整體工作性能的提高。因而有必要在設(shè)計階段就對螺桿轉(zhuǎn)子進行動平衡優(yōu)化設(shè)計計算。
　　本課題針對廣泛應(yīng)用于無油螺桿真空泵中的單頭等

2、螺距和變螺距螺桿轉(zhuǎn)子開展了動平衡設(shè)計計算方法的研究?；谫|(zhì)量去除法來實現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)子的動、靜平衡補償，依據(jù)質(zhì)徑積平衡原理采用雙面平衡法以質(zhì)心位置和質(zhì)徑積歸零為目標，分別得到了完整可行的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子和單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡通用優(yōu)化設(shè)計方法和優(yōu)化計算公式。
　　為適應(yīng)工程設(shè)計的實際需求，簡化計算步驟，以推導(dǎo)出的通用動平衡優(yōu)化設(shè)計方法為理論基礎(chǔ)，對整數(shù)倍導(dǎo)程長度、半整數(shù)倍導(dǎo)程長度、任意長度等三種特定結(jié)構(gòu)的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子開展了專

3、門的研究。并得到了簡單可行的結(jié)論，直接給出包括去除質(zhì)量體的截面面積、質(zhì)心位置和挖空深度的計算公式，可直接應(yīng)用到單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)計中。
　　為了保持無油螺桿真空泵中螺桿轉(zhuǎn)子齒形面的完整性，減小排氣時殘余有害空間使所有表面都完整光滑，以滿足更高的工作要求，本文對在轉(zhuǎn)子內(nèi)部去除質(zhì)量從而形成空心轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)形式的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子開展了專門的研究。提供了一種適用于整數(shù)倍導(dǎo)程和半整數(shù)倍導(dǎo)程的單頭等螺距空心分體式螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)

4、計方法。所述分體式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸可采用不同于轉(zhuǎn)子體的高強度材料制成，具有比普通整體式轉(zhuǎn)子更高的剛度和強度，能夠在更高的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行。
　　針對前述的螺桿轉(zhuǎn)子開展動平衡優(yōu)化計算時應(yīng)用數(shù)值計算軟件繁雜，不容易控制邊界條件等問題，本文提出了應(yīng)用Pro/ENGINEER行為建模技術(shù)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的動平衡優(yōu)化設(shè)計計算，為在設(shè)計階段實現(xiàn)螺桿泵轉(zhuǎn)子動平衡提供了一種快速有效的方法。同時，前述研究所得的結(jié)論，也可以利用本方法非常方便地快速實現(xiàn)動平

5、衡設(shè)計。為便于機械加工，基于此方法，提出了端面去質(zhì)量，輔助齒頂面找正的動平衡方式。本文研究結(jié)論的實際應(yīng)用的可行性和價值已經(jīng)在具體生產(chǎn)工藝實踐中進行了驗證，取得了良好的平衡性能。
　　在公式推導(dǎo)過程中并沒有涉及轉(zhuǎn)子型線的構(gòu)成，所以該優(yōu)化設(shè)計方法可以適用于任何結(jié)構(gòu)型線的單頭等螺距和變螺距螺桿轉(zhuǎn)子。本文給出的方法徹底地解決了無油螺桿真空泵中的螺桿轉(zhuǎn)子動平衡問題。該套優(yōu)化設(shè)計方法已成功應(yīng)用于工程實踐中，并取得了良好的效果。鑒于課題中的創(chuàng)新