無油螺桿真空泵轉子的動平衡問題研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(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用前景和巨大市場潛力的干式真空泵，廣泛應用于半導體、醫(yī)藥、化工、糧食干燥等工業(yè)領域。伴隨著無油螺桿真空泵高速化的發(fā)展趨勢，其螺桿轉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。因而有必要在設計階段就對螺桿轉子進行動平衡優(yōu)化設計計算。
　　本課題針對廣泛應用于無油螺桿真空泵中的單頭等

2、螺距和變螺距螺桿轉子開展了動平衡設計計算方法的研究?；谫|(zhì)量去除法來實現(xiàn)螺桿轉子的動、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子和單頭變螺距螺桿轉子的動平衡通用優(yōu)化設計方法和優(yōu)化計算公式。
　　為適應工程設計的實際需求，簡化計算步驟，以推導出的通用動平衡優(yōu)化設計方法為理論基礎，對整數(shù)倍導程長度、半整數(shù)倍導程長度、任意長度等三種特定結構的單頭等螺距螺桿轉子開展了專

3、門的研究。并得到了簡單可行的結論，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，可直接應用到單頭等螺距螺桿轉子的動平衡設計中。
　　為了保持無油螺桿真空泵中螺桿轉子齒形面的完整性，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，本文對在轉子內(nèi)部去除質(zhì)量從而形成空心轉子體的結構形式的單頭等螺距螺桿轉子開展了專門的研究。提供了一種適用于整數(shù)倍導程和半整數(shù)倍導程的單頭等螺距空心分體式螺桿轉子的動平衡設

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

5、衡設計。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。本文研究結論的實際應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。
　　在公式推導過程中并沒有涉及轉子型線的構成，所以該優(yōu)化設計方法可以適用于任何結構型線的單頭等螺距和變螺距螺桿轉子。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子動平衡問題。該套優(yōu)化設計方法已成功應用于工程實踐中，并取得了良好的效果。鑒于課題中的創(chuàng)新