双头螺杆型干式无油真空泵设计摘要吸气封闭容积存在于非对称型线中，而本文所论述的双边对称圆弧型线没有吸气封闭容积。.齿间面积齿间面积是齿间容积在转子端面上的投影。转子型线的齿间面积越大，转子的齿间容积就越大。转子设计原则.转子型线应满足啮合要求。螺杆泵中的阴阳转子型线必须是满足啮合定律的共扼型线，即不论在任何位置经过型线接触点的公法线必须通过节点。.转子型线应形成长度较短的连续接触线。在实际机器中，为保证转子间的相对运动，齿面间总保持有定间隙。因此，理论上的接触线就转化成实际中的间隙带。为了尽可能减少气体通过间隙带的泄漏，要求设法缩短转子间的接触线长度。.转子型线应形成较小面积的泄漏三角形。为减少气体通过泄漏三角形的泄漏，型线设计应使转子的泄漏三角形面积尽量小。.转子型线应使封闭容积较小.大多数非对称转子型线会形成啮合时的吸气封闭容积，导致泵耗功增加，功率降低，噪音增大。所以，转子型线应使吸气封闭容积尽可能地小。对称型线并不存在这问题。.转子型线应使齿间面积尽可能大。较大的齿间面积使泄漏量占的份额相对减少，效率得到提高。另外，从制造运转角度考虑，还要求转子型线便于加工制造，具有良好的啮合特性，较小的气体动力损失，以及在高温和受力的情况下，具有小的热变形和弯曲变形等。值得指出的是，以上有些因素是相互制约的.例如，为了减小泄漏三角形，就不可避免地会使型线具有封闭容积和较长的接触线为了减少流动气体损失，使型线流线型化，又会增大泄漏三角形等。所以要根据实际要求，综合考虑各个设计要素，确定最佳的设计方案。通常满足上述要求的转子型线由多段曲线首尾相接组成，这些曲线称为组成齿曲线。常用的组成齿曲线主要有点直线摆线圆弧椭圆及抛物线等。多头双边对称圆弧型线.转子端面型线方程双边对称圈弧型线的组成齿曲线双边对称圆弧型线的端面各段组成曲线性质如表.所示.端面型线如图.所示。应该指出，所谓对称圆弧型线并非全由圆弧组成。圆弧齿曲线被限制在阴转子节圆之内，而阴转子节圆之外的齿曲线和却是摆线。这是因为若和仍为圆弧，将引起阴阳转子接触线中断，使螺杆泵的泄漏增大。所谓双边即在阴阳转子节圆外内增添了齿曲线和齿曲线，其中,都是中心在节圆，半径为的圆弧段.显然，这种双边对称圆弧型线啮合线的顶点距两转子齿顶圆的交点较远，从而使通过泄漏三角形的泄漏严重。为了减少这种不利影响，通常把的取值限制在定范围之内。这种双边对称圆弧型线去除了原始对称圆弧型线上的尖点，使齿曲线间光滑过渡，便于加工储运，也免除了应力集中，使转子能承受更大的载荷。更为重要的是，保护了摆线和的形成点和，有助于减少通过接触线的泄漏。相对于非对称型线来说，其设计制造更为方便。表.双边对称圆弧型线的组成齿曲线性质阴转子阳转子齿曲线曲线性质齿曲线曲线性质圆弧圆弧摆线点点摆线圆弧圆弧点摆线摆线点圆弧圆弧圆弧圆弧图.双边对称圆弧型线的组成齿曲线图.转子螺旋齿面方程图.转子螺旋曲面及其坐标系般曲面的直角坐标参数方程用下式表达，或以矢量式来表达。曲面的参数方程含有两个参数要确定该曲面的边界，就必须知道这两个参数,的变化范围。螺杆式双头干式真空泵的转子齿面是转子端面型线作螺旋运动时形成的螺旋曲面。如图.所示，转子型线的组成齿曲线的参数方程为平面曲线绕转子轴线作螺旋运动，就形成与此组成齿曲线对应的转子螺旋齿面。曲线绕轴作螺旋运动到位置时，轴向前进距离是，并相对原始位置转过角。在坐标系的位置，即等于在坐标系位置，相应的右旋螺旋面阳转子齿面方程为.式中，是表征螺旋面的陡峭程度，称为螺旋特性双头螺杆型干式无油真空泵设计摘要杆数目通常分为单双三三和五螺杆泵，各有优缺点，在应用时必须根据所需要求进行合理的选择才能充分利用其各白特点，更好的实现能节材增效益或满足种特殊应用要求。而通常所说的干式螺杆泵都是指双螺杆泵，也有部分干式螺杆泵产品为单螺杆泵。.螺杆真空泵在国内外的研究现状与发展方向自从第台工业上可运行的双头干式泵年在日本运行以来，许多无油真空泵如雨后养笋般迅速发展起来，其中以日本美国法国德国最为先进。美国瓦里奥公司生产的系列产品，其真空度可以达到，这是目前报道的单级双头干式真空泵中真空度最高的产品之。而德国公司在年研制成功的是世界上第台直正意义上的双头干式真空泵，它能满足流程工业中最苛刻的要求，该产品荣获德国“年年度技术革新奖”。以上两种真空泵均于沿转子长度上填充聚四氟乙烯用作泵的密封以保持良好的密封性能，它们同时也是无油真空泵的典型产品。虽然双头干式真空泵的种类越来越多，但是通常的机械真空泵如爪式泵，其抽速难以做大，而且制造难度也大，成本高另外还有利用多叶级数进行串连的罗茨泵，其缺点与爪式泵相仿。在此种背景下诞生的双头干式螺杆真空泵则具有了其前辈真空泵类所不具各的很多优点，而这些优点则保证了双头干式螺杆真空泵的先进性及在应用中的优势。国外关于螺杆真空泵性能的研究有许多内容英国有限公司根据螺杆式压缩机原理设计出种双螺杆双头干式真空泵，采用了许多新技术，并已形成批量生产,该公司已成为世界低压与真空技术中的领军人物之。美国真空设备有限公司手年推出款用于气体处理的新型双头干式螺杆真空泵，该型螺杆泵采用可变啮合设计，比其他类的真空泵耗能减少约。普旭是全球最有影响力的真空设备制造商之，为客户提供了数量众多的真空泵及真空系统。普旭的无油螺杆真空泵系列于年通过了应用材料公司美国实验室测试。应用材料公司在美国实验室将普旭的无油螺杆真空泵系列与其设备安装在起进行测试，经过年检测，结果证明普旭真空泵系列与其设备结合测试的效果最好。之后普旭又于年推出了表面经特别强化的螺杆真空泵系列，可以抵抗日前己知的绝人多数活泼气休的腐蚀。另外还有其他些文献对螺杆真空泵的性能等方面进行了较多的研究。在国内，有关双头干式螺杆真空泵的研究文献很少。只有上海博汇真空设备有限公司的周宝洪研制了种双头干式真空泵，并申请了专利，但是并未见有成品报道。目前国内外关于双螺杆双头干式真空泵转子型线设计方面的报道很少，主要内容集中于对螺杆真空泵性能的预测与配套装置材料加工方法和设备螺杆泵的配件密封条件等等内容的改进。目前由于各国多对自己的螺杆泵技术进行保密和竞争，而我国在螺杆泵的设计方面仍然有很多具体的细节和技术难题还没有解决，在螺杆泵的设计方面没有达到世界流水平。在具体的螺杆泵的加工制造上，局限于我国的生产设备和加工条件，我国生产的螺杆泵自动化程度不高，精度也不高，在些高档的螺杆泵上仍不能独立制造。因此中高档的真空泵仍然主要依赖于进口。对于所有类型的真空泵，人们都希望能够将现有的真空泵的物理尺寸尽量减小。但是这点与真空泵的抽气速率相矛盾。因为真空泵的抽气速率与真空泵的容积成正比，物理尺寸小意味着容积也小。当然还有个影响真空泵抽气速率的因素，那就是转速。为了使小尺寸的真空泵与大尺寸的真空泵的抽气速率相匹配，就需要提高其转速。而想要提高真空泵的转速可以采用变频器来改变电源的频率或者改变齿轮箱的传动比。前者可以提供个闭环控制，但是在大负载的情况下容易引起扭矩的损失。而改变齿轮箱的传动比是比较经济的种方法，但是它只能提供不可控的单转速。国外目前开发较多的是高转速的真空泵系列。螺杆双头干式真空泵转子型线的研究.常见