真空濾油機(jī)用渦旋真空泵渦旋盤優(yōu)化研究.pdf

1、潤滑油是一種由石油中提煉且具有高附加值的產(chǎn)品，因其良好的潤滑、冷卻、防銹及密封等性能，被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。一些潤滑油液在未被充分利用或因達(dá)到換油指標(biāo)而被更換的情況下被隨意排放或丟棄，造成河流、土壤等自然環(huán)境的嚴(yán)重污染，同時也造成石油資源的巨大浪費。從節(jié)約經(jīng)濟(jì)和節(jié)省資源的角度來看，迫切需要人們研究與廢油再生、廢油凈化和油液高效利用等相關(guān)的廢油資源化問題，尤其是廢油再生技術(shù)研究和濾油機(jī)凈化設(shè)備研制的問題研究，將具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會和

2、生態(tài)效益。
　　真空濾油機(jī)是一種典型的廢油凈化設(shè)備，依靠真空泵提供的真空環(huán)境完成對廢油的脫水、脫氣及除雜。渦旋盤是真空濾油機(jī)用渦旋真空泵的核心工作部件，其性能好壞直接決定真空泵的性能，間接影響真空濾油機(jī)的整機(jī)特性。為進(jìn)一步提高真空濾油機(jī)整機(jī)效率并降低能耗，提高對廢油的資源化再生，需要從根本出發(fā)，研究并改善真空泵渦旋盤的特性，優(yōu)化渦旋盤結(jié)構(gòu)，以提高渦旋真空泵工作效率，從而提高真空濾油機(jī)的性能。
　　在渦旋盤結(jié)構(gòu)特點和工作原理的

3、基礎(chǔ)上，對通用渦旋型線的優(yōu)勢和在渦旋盤設(shè)計中的重要性進(jìn)行了闡釋，并給出了通用渦旋型線及通用渦旋盤型線的表征方法，分析了渦旋型線壁厚變化的趨勢。在通用型線及其共軛型線生成原理的基礎(chǔ)上，對比了通用型線方程法和MATLAB程序法生成通用型線的優(yōu)劣，在需要快速篩選待定系數(shù)時，MATLAB程序法具有更加高效方便的優(yōu)勢。最終根據(jù)MATLAB程序法得到建模用通用型線，經(jīng)優(yōu)化得到圈數(shù)為N=3.25，節(jié)距P=17.26mm，齒厚t=4.71mm，齒高h(yuǎn)=

4、26.15mm的通用渦旋型線。在NX軟件中運用該型線完成真空泵渦旋盤的三維建模和運動仿真，裝配體的情況與實際大致相同。給定速度為90°每秒的恒定驅(qū)動下，通過步進(jìn)的方式觀察了主軸轉(zhuǎn)角在0°、90°、180°、270°時動、靜渦旋盤嚙合情況，主軸和動渦旋盤的位移-角度幅值曲線結(jié)果符合渦旋盤實際運動情況。在基于有限元原理的結(jié)構(gòu)仿真中，動、靜渦旋盤位移-節(jié)點變形的最大幅值出現(xiàn)在渦旋齒齒頂?shù)凝X頭部位，動渦旋盤變形最大幅值為8.176μm，靜渦旋盤

5、變形的最大幅值為9.701μm，無論是靜渦旋盤還是動渦旋盤，周向位移-節(jié)點值均遠(yuǎn)小于徑向和軸向的位移-節(jié)點值，材料剛度可以抵抗渦旋盤的彈性形變。動、靜渦旋盤所受應(yīng)力在渦旋齒齒頭與端板連接的部分最為集中，動渦旋盤單元節(jié)點在該處的Von Mises應(yīng)力最大值為45.25MPa，靜渦旋盤單元節(jié)點Von Mises應(yīng)力的最大值為37.22MPa，根據(jù)主應(yīng)力的分析結(jié)果，材料的強(qiáng)度可以承受動、靜渦旋盤的最大主應(yīng)力。
　　在對渦旋盤結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化