基于TRIZ理论的一种提升罗茨真空泵基础压力的设计方法

以TRIZ理论为研究工具,采用因果分析方法得到了影响罗茨真空泵基础压力的根本原因和薄弱点,通过技术矛盾和技术系统进化法则解决方案模型的启示,进一步改进了罗茨真空泵的密封结构和转子型线,然后基于改进方案,对ZJP70型罗茨真空泵进行了优化。测试结果表明:在同等条件下,优化后的新型罗茨真空泵基础压力提升明显,同时最大零流量压缩比、整机漏率和噪声等核心指标也得到了显著改善。

基于ANSYS水环真空泵转子静力学和模态分析

水环真空泵具有构造简单、等温压缩、方便使用维修等特点,特别适合抽吸和压缩易燃易爆气体。转子部件在水环真空泵的稳定运行中发挥关键作用,其设计强度直接影响着产品的质量和寿命。通过ANSYS有限元分析软件对转子部件进行了静力学分析和模态分析。结果表明:水环真空泵泵轴和叶轮最大变形量均未超过材料允许的变形量。通过模态分析可知水环真空泵工作转速远低于转子系统的一阶临界转速,系统不会发生共振。研究验证了水环真空泵的工作可靠性,为转子部件以及产品整体结构优化设计提供了理论依据。

一种新型罗茨真空泵转子型线研究与应用

提出了一种罗茨真空泵三叶直线圆弧型转子型线设计方法,给出了型线方程和针对ZJ-5000型罗茨真空泵转子型线的主要结构参数;对新型罗茨真空泵进行有限元分析,研究了其在不同进气压力下的抽气速率;基于该转子型线进行了实际产品生产,并与双叶转子罗茨泵的抽速和其他性能指标进行了对比。结果表明:新设计的三叶直线圆弧型转子型线具有容积效率高、曲线光滑过度、加工方便、定位准确、工作噪声低的特点,相对于两叶转子,其强度增强,能够承受更大的压差载荷,与传统三叶转子相比抽气效率得到了提高。

真空泵用反凸极永磁同步电机设计与性能分析

针对真空泵用驱动电机运行过程中存在转子温度高、散热难的问题,根据真空泵驱动工况的实际要求,设计了一台反凸极永磁同步电机和一台常规永磁同步电机。首先,利用有限元软件,分析了转子磁障尺寸对电机转矩的影响以及磁障层数对电感的影响,从而得出了转子磁障尺寸和磁障层数的合适值;其次,对两台电机的气隙磁密波形、空载反电动势和损耗等电磁性能进行了对比分析;最后,通过仿真对比分析了两台电机的温度场以及两者转子和转轴处的温升。结果表明,相比于常规永磁同步电机,反凸极永磁同步电机的转矩性能更好、转子损耗和转子温升更小,为新产品研发提供了科学的参考依据。

干式螺杆真空泵的理论研究进展

由于干式双螺杆真空泵具有工作压强范围宽、抽速大、可抽除水蒸气和固体粉尘、性能稳定等独特优势,目前已广泛应用于半导体、石油化工、光伏新能源等热门行业,具有广阔的市场前景,引起了国内外的广泛关注。本文基于国内外研究论文和专利资料,从螺杆转子端面型线设计、变螺距和变截面的内压缩设计、动平衡设计、计算流体力学和热力学工作性能分析等研究角度,全面综述了干式双螺杆真空泵的理论研究进展,为螺杆真空泵领域的研究工作提供参考。

三轴罗茨真空泵的抽气理论和结构设计

新兴行业的不断兴起给真空泵带来了快速发展的机遇,同时也对真空泵的集成化、高效率、节约空间、高技术含量提出了更高的要求。本文提出了一种三轴式的罗茨真空泵,对其抽气过程进行了介绍,并基于啮合原理,给出了一种典型的四叶圆弧型转子的型线方程。通过对抽气过程的建模分析,在抽气效率、压缩比、旋转应力和热变形等方面,与常规的双轴式罗茨真空泵进行了对比。计算和模拟结果表明,在空间尺寸增加不多的情况下,三轴式罗茨真空泵具有接近两倍的抽速、良好的压缩比和更好的动平衡特性的特点,具有较好的技术优势和发展前景。

螺杆真空泵双头对称等螺距转子型线研究

结合现有特殊爪型转子型线与单头螺杆转子型线特征,提出了一种双头对称爪型等螺距螺杆真空泵转子型线。通过理论推导得到了该型线完整的端面方程,导出了该型线的面积利用系数和抽速的公式,列出了这种型线的特点。使用Solidworks三维软件绘制出了这种转子的三维实体模型,模拟拟合验证了端面型线的正确性。分析得到螺杆转子端面型线关于中心对称且两转子完全相同,与特殊爪型转子型线相比易加工、节省工时,与单头螺杆转子相比具有较好的动平衡性,可为国内外从事真空泵设计和研发人员提供参考。

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。

罗茨真空泵转子系统动力学建模

由于内部激励和外部扰动的存在,罗茨真空泵在工作过程中会产生很大的振动问题。为了更好地对罗茨真空泵转子系统进行动力学分析,采用集中质量法,考虑电机、齿轮、罗茨转子等结构的基础上对系统进行动力学建模。采用牛顿欧拉法分别建立了转子系统的纯扭转模型以及偏心弯扭耦合模型的振动微分方程并考虑了重力的影响。研究发现由于齿轮啮合时变刚度的存在,转子系统存在稳定性问题。同时由于偏心的存在,转子的弯曲振动和扭转振动存在相互耦合。研究内容为之后对系统的稳定性分析以及弯扭耦合振动分析奠定了基础。

两叶与多叶转子气冷式罗茨真空泵型线分析

推导出了气冷式罗茨真空泵转子的两叶宽头圆弧摆线型线、三叶和四叶圆弧摆线型线的参数方程;确定了c(Rm/R)与容积利用系数的关系,绘制出型线的c与容积利用系数的曲线图。分析了两叶、三叶和四叶圆弧摆线转子对泵的容积利用系数、噪声、极限真空和加工成本的影响,确定三叶圆弧摆线型线为气冷式罗茨真空泵的较优型线。

罗茨真空泵螺旋转子的CAD/CAM技术研究

提出一种在四轴数控加工中心上用展成法加工罗茨真空泵螺旋转子的方法。着重阐述某新型圆弧摆线型罗茨真空泵三叶螺旋转子型线曲线数学参数化模型的建立、三维实体参数化造型、数控铣削自动编程与加工的技术方法。考虑转子型面的型线特点,借用CAM软件,利用流线型加工方式,用平刀和球头刀进行加工,通过控制表面残留高度降低表面粗糙度,从而达到表面加工精度的要求。可以高效加工螺旋转子,在实际加工中,取得了较好的经济和社会效益。

无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望

基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,进行了详细的综述;选择介绍在国内有产品销售的六款采用特殊结构螺杆转子的外国螺杆泵产品,对其转子特点进行了分析。针对干式泵在应用领域所面临的新挑战,本文还提出了基于气体热力过程分析的螺杆泵专属设计新理念和采用通用泵体和专属转子的螺杆泵生产新方法,并展望由此可能带来的新变化。

螺杆真空泵单头等螺距螺杆转子的一种动平衡简便算法

针对无油螺杆真空泵单头等螺距转子的动平衡计算问题,本文基于前期研究方法,在研究原理和计算模型不变的条件下,给出了一种既满足转子动平衡条件又简单易行的设计计算方法。在铸造转子毛坯时,直接在转子毛坯两端端面上,向内预留出螺旋体形状的去除质量平衡孔;两侧平衡孔的几何形状完全相同,其螺旋导程与螺杆转子的导程相同,其截面面积和形心位置则与螺杆转子端面型线的截面面积和形心位置具有简单的定量关系,文章给出了这一定量关系的计算式和数据图表,可供直接查阅。由于计算中没有涉及转子端面型线的具体形状和尺寸,因此适合于任意形状端面型线和导程的螺杆转子。

气冷式罗茨真空泵转子的型线分析

从圆弧摆线型线的啮合理论出发,利用高等数学求出适合于气冷式罗茨真空泵转子的2叶宽头圆弧摆线型线、3叶和4叶圆弧摆线型线的参数方程。推导并计算出上述转子型线的容积利用系数λ;确定c(Rm/R)与容积利用系数λ的关系,绘制出上述型线的c(Rm/R)与容积利用系数λ的曲线图。根据曲线图和现代加工条件及成本综合考虑,确定3叶圆弧摆线型线为较优的型线。

滑阀真空泵转子惯性力和惯性力矩完全动平衡的探讨

降低滑阀式真空泵的振动对提高泵的质量、延长泵的寿命有着重要的意义。根据质量矩定理和动量矩定理对单缸滑阀真空泵的转子运动状况进行了分析,分别提出了转子惯性力和惯性力矩完全动平衡的条件。按照惯性力平衡条件进行的实验表明,转子等运动部件在按此平衡条件作了部分改动后,泵的振动明显降低。

三叶转子气冷式罗茨真空泵的流场数值分析

本文利用数值模拟软件FLUENT建立三叶转子气冷式罗茨真空泵的二维计算模型,采用动网格技术对气冷式罗茨真空泵内部流动进行动态模拟。分析了转子在转动情况下泵内部流场的变化、内部流场的压强分布以及进排气腔的速度分布,得出泵内部流场的流动规律,为气冷式罗茨真空泵的设计和分析提供理论依据,同时可以用于气冷式罗茨真空泵的性能预测及优化设计。

真空泵转子加工工艺及工装改进设计

针对真空泵转子加工中的精度超差、叶片槽底有振纹等问题,重排了机加工工艺规程,设计了铣叶片槽专用平口钳工装。通过对专用平口钳工装的定位误差分析,验证了其方案可行性。新工艺规程的执行和新工装的应用,保证了产品质量,降低了工人劳动强度。

一种实用的无油螺杆真空泵单头等螺距转子型线

介绍了一种适合于双螺杆式无油真空泵的单头等螺距梯形级齿凹齿面的螺杆转子型线,给出了完整的型线方程和型线特征参数的确定方法,介绍了该型线的结构特点。

爪式真空泵爪式转子型线的构建理论研究

研究了爪式真空泵曲爪型爪式转子型线的构建过程;得出半径比和爪顶圆弧角是影响转子几何结构的重要参数,进而分析了这两个参数的变化对爪式转子几何结构和爪式真空泵工作性能的影响。针对现有爪式转子型线的缺点,提出一种新型圆弧爪式转子型线;并将新型圆弧爪式转子与现有曲爪型爪式转子在气体流动和受力变形方面进行比较,研究结果表明新型圆弧爪式转子有效地提高了爪式转子的工作性能,改善其应力分布且减小其最大变形。

一种新型无油螺杆真空泵单头变螺距转子型线的研究

本文推出了一种适合于双螺杆式无油真空泵的单头变螺距梯形级齿凹齿面的螺杆转子型线,介绍了基本型线的生成原理和齿型的构造方法,给出了完整的型线方程和型线的一些特征参数。