無油螺桿真空泵變螺距螺桿轉(zhuǎn)子型線的研究.pdf

1、無油螺桿泵具有抽速范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、抽氣腔元件無摩擦、壽命長(zhǎng)、能耗低、無油污染等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、醫(yī)藥、食品、化工等眾多工業(yè)領(lǐng)域。螺桿轉(zhuǎn)子是螺桿真空泵中最關(guān)鍵的抽氣部件，直接決定著泵的工作性能和使用壽命，其加工制造成本約占整個(gè)螺桿泵總成本近一半。螺桿轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計(jì)則是整個(gè)螺桿泵設(shè)計(jì)中的最關(guān)鍵技術(shù)。其中單頭變螺距的螺桿轉(zhuǎn)子，因其具有內(nèi)部預(yù)壓縮的排氣方式，與等螺距螺桿轉(zhuǎn)子相比，具有突出的節(jié)能降噪優(yōu)點(diǎn)，因此近年來備受無油螺桿真空

2、泵的設(shè)計(jì)者和使用者的青睞
　　本課題針對(duì)廣泛應(yīng)用于無油螺桿真空泵中的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子型線展開了詳細(xì)的研究分析。首先，對(duì)無油螺桿真空泵螺桿轉(zhuǎn)子端面型線進(jìn)行了分類:梯形齒和矩形齒兩種，并且給出了每種轉(zhuǎn)子具體的端面型線方程，并且論述了此種型線的優(yōu)勢(shì)。其次，對(duì)無油螺桿真空泵變螺距軸面型線（2次方型線、3次方型線、n次方型線以及導(dǎo)程正比于軸向坐標(biāo)的型線）進(jìn)行的研究。一、變螺距軸向方程表示形式。分別以變螺距系數(shù)和初、終導(dǎo)程表示;二、抽氣容積

3、的表示形式。抽氣容積以轉(zhuǎn)角表示和以坐標(biāo)表示;三、幾何抽速。對(duì)泵的理論抽速進(jìn)行的分析;四、泵內(nèi)氣體輸運(yùn)（壓縮）過程的熱力學(xué)分析。分別從氣體體積計(jì)算、熱力過程方程、氣體壓縮計(jì)算、氣體溫變、內(nèi)能變化、焓、熵變等分析。
　　以往的變螺距螺桿轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，隨著螺桿轉(zhuǎn)子的導(dǎo)程（節(jié)距）由吸氣端向排氣端逐漸變小的過程中，轉(zhuǎn)子齒型中的齒頂寬（以及對(duì)應(yīng)的齒根寬）也隨之等比例地逐漸變窄，這一結(jié)構(gòu)特征會(huì)直接導(dǎo)致如下不合理狀況:在轉(zhuǎn)子吸氣端，齒型齒頂寬不

4、必要地增大，從而降低了泵的容積利用系數(shù);而在轉(zhuǎn)子排氣端，級(jí)間氣體壓力差很大，齒型齒項(xiàng)寬反倒變小，致使氣體返流量增大。這會(huì)直接造成螺桿真空泵的極限真空度降低和抽氣速率下降的后果。
　　針對(duì)以上存在的問題，本文介紹兩種解決方案.1、介紹一種能夠保持齒型齒頂寬恒定（當(dāng)然，對(duì)應(yīng)地，齒根寬也會(huì)保持恒定）的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子型線。一個(gè)單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，當(dāng)螺旋導(dǎo)程由排氣端向吸氣端逐漸增大時(shí)，而齒頂寬卻始終保持不變;僅是斜齒面所占據(jù)的軸向長(zhǎng)度不