LZG30单头螺杆型干式真空泵的建模与仿真（全套完整有CAD）

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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。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头螺杆，阴螺杆为六头螺杆。上述各种型线各有优缺点，要根据设计要求加工制造能力实际需求等多方面选择。从适用性方面来讲，单头等螺距型线适用面最广。由于该型线在个导程内就可以完成吸气压缩和排气的全过程并能达到定的极限真空，这就能有效地减小泵的体积和质量，尤其适于大抽速要求的泵。单头型线由于要多级才能达到定的极限真空，不可避免要增加泵的体积，占用更大的空间，所以适用于中小型泵。多头螺杆型线的缺点是型线复杂，加工资用昂贵，需用特制的刀具在专用机床上加工而单头梯形齿型线由于各齿面在轴向剖面内的交线都是直线，所以加工时使用直刃车刀即可，只是变螺距型线要在数控车床上加工以保证精度。单头凹齿面型线的加工要比梯形齿型线稍复杂，但完全能在通用的数控车床上完成，大批量生产时可以选用铸造。另外，多头螺秆型线和单头变螺距型线由于在抽气过程中有内压缩，不适合抽除可凝吐气体，但减小了排气口的喘振和噪音，也减小了功率的消耗。综合考虑各种型线的有缺点，本文决定选择多头双边对称圆弧型线。.单头等螺距矩形螺纹转子型线转子型线要素对于螺杆泵转子型线的要求，主要是在齿间容积之间有优越的密封性能，因为这些齿间容积是实现气体压缩的工作腔。对螺杆泵性能有重大影响的转子型线要素有接触线，泄漏三角形，封闭容积和齿间面积等.接触线螺杆泵的阴阳转子啮合时，两转子齿面相互接触而形成的空间曲线称为接触线图.中。接触线侧的气体处于压力较高的压缩和排气过程，另侧的气体则处于压力较低的吸气过程。如果转子齿面间的接触线不连续，则处于高压力区的气体将通过接触线中断缺口，向低压力区泄露。泄漏三角形螺杆泵转子型线的顶点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。随着科学技术的发展，真空技术越来越广泛的应用在国民经济的各个领域之中。真空技术的应用，必须以性能优良的真空泵为前提。随着高新技术尤其是行业的飞速发展，给真空行业也拓展了更为宽阔的发展空间。同时对清洁的环保的无油的真空获得设备需求越来越大，无油真空泵的市场前景也越来越好。国外无油螺杆泵以被广泛应用，国内还处于研制阶段，因此国内无油螺杆真空泵具有广泛的发展潜力和市场。总体来说，通过本论文我们可以对螺杆型真空泵的设计发展趋势以及各种相关的基本原则做出更详细的分析和判断。.论文题包括的主要内容．确定单头螺杆转子参数，计算转子尺寸，计算转子在工作循环中各阶段的压力流量和功率使用值。．拟定整体装配图。．根据上述问题提出多种可能的设计方案，对各方案进行评价优选获得最佳设计方案。结合设计方案，进行相关分析计算，包括关键零件或结构的计算校核，确定在核工业中用于核反应堆及核工业真空获得化工上用于真空蒸馏及溶剂萃取高效回收溶剂，在脂肪酸生产中用来消除水污染，清除喷射器中的阻塞物医药工业中用于回收药液及药物中间体，为人造器官生产提供清洁无菌条件，回收气体消毒剂食品工业中用于香料香精浓缩，食品包装等。应用范围广泛。.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。工业来说，就只能采用无油污的无油泵或水环式泵类湿式泵，但这类泵的真空度不高，耗水耗能严重，而且相应的工作时带有大量的水汽，因此对于有干式要求的，又不得不采用繁琐的物理化学吸附，冷凝低温手段，从而使成本变得极其昂贵。如膜式泵，真空度不高，抽速小吸附泵，不仅抽速小，液氮的费用也很大。所以可以这样说，在当时能直接排入大气和高真空机绍相连接的泵类各有其缺憾，因此导致了干式泵不适宜大工业的应用。螺杆型干式真空泵的概述.课题背景及研究意义干式螺杆真空泵是干式泵家族中的员。所谓干式真空泵，般认为是能在大气压到的压力范围内工作在泵的抽气流道中，不能使用任何油类和液体，排气口与大气相通，能直接连续向大气中排气的泵，也称无油真空泵。干式真空泵在抽气流道内无任何液态工作介质或密封介质，从根本上解决了油封式真空泵引发的各种问题。总的来说是两种不同的需求推动开发出两种类型的干泵。类是以半导体行业为代表，要求真空泵向被抽空间内的返流为零，以保护工件免受污染。对半导体行业中应用的真空系统的要求大体分为三个等级。清洁条件下的抽气，只抽干空气或含少许水蒸汽的空气中等条件下的抽气，抽除工艺过程的反应气体，但无固体颗粒物恶劣条件下的抽气，抽除化学反应物有毒甚至致癌及固体颗粒物。另类是以石化行业为代表，要求真空泵能大量抽除可凝性气体，或腐蚀性气体，或有毒气体，或含有微尘的气体。传统油封真空泵在石化领域所面对的难题人们往往通过选用水蒸汽喷射泵水喷射泵水环泵水环罗茨机组等途径加以解决。但往往系统过于庞大，噪声也很大，同时工作过程中会产生很多的废水和其他的排放物，处理排出废物的投资也很昂贵。干螺杆,型干式,真空泵,建模,仿真,毕业设计,全套,图纸式真空泵的概述.课题背景及研究意义.螺杆真空泵在国内外的研究现状与发展方向.论文包括的主要内容.论文的组织结构螺杆干式真空泵转子型线的研究.常见转子型线比较.单头等螺距矩形螺纹转子型线转子型线要素转子型线设计原则转子螺旋齿面方程螺杆干式真空泵工作原理.吸气过程.压缩过程.排气过程螺杆干式真空泵设计计算.螺杆基本尺寸.排气量理论排气量实际排气量.进排气孔口轴向进气口轴向排气口.极限真空度功率及冷却水量.轴的强度计算.同步齿轮的设计计算齿轮尺寸计算齿轮强度校核单头螺杆干式真空泵的应用.应用范围.抽气原理与结构三维建模与运动仿真.介绍.转子三维建模.转子运动仿真结论参考文献致谢绪论年德国人沃尔夫岗.盖德发明了油封式旋片泵，从此各种以油为工作液润滑剂密封液的真空泵如雨后春笋般迅速普及，统治了真空设备市场近百年。从真空工业的视角来看，如果说世纪是有油真空泵的世纪，那么世纪将是干式真空泵的世纪。