S-400螺桿真空泵設(shè)計(jì)--論文解析

1、目錄中文摘要1英文摘要21 緒論31.1 .課題背景及研究意義31.2 課題研究方向32螺桿干式真空泵的設(shè)計(jì)52.1 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)52.2 轉(zhuǎn)子尺寸計(jì)算72.3 腔體的設(shè)計(jì)82.4 齒輪的設(shè)計(jì)82.5 氣道的設(shè)計(jì)92.6 軸承的設(shè)計(jì)102.7 密封件的設(shè)計(jì)112.8 電機(jī)的選擇113參數(shù)計(jì)算133.1 排氣量13理論排氣量133.1.1 實(shí)際排氣量133.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算143.3 極限真空度、功率及冷卻水量144轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)有限元分析164.1 ANSYS中有限元的計(jì)算方法164.2 轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)的有限元計(jì)算16建立數(shù)學(xué)模型164.2.1 實(shí)體幾何模型18網(wǎng)格劃分18總結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)23S

2、-400螺桿真空泵設(shè)計(jì)摘要：近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，干泵的需求越來(lái)越大。本文介紹的螺桿干式真空泵具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。1,抽氣腔內(nèi)無(wú)任何工作液，可輸送高粘度的物質(zhì)；2,無(wú)油蒸汽排放，保證了外部環(huán)境的清潔；3,由于轉(zhuǎn)子之間留有間隙，所以能用于煙塵，侵蝕性，有害的氣體本次干式螺桿泵設(shè)計(jì)要點(diǎn)是轉(zhuǎn)子，氣道結(jié)構(gòu)和密封系統(tǒng)口。關(guān)鍵詞：干式真空泵；螺桿；吸氣；排氣Abstract：Recently,thegrowingdemandfordrypumpwiththedevelopmentofscienceandtechnologyThisarticledescribesthescrewdryvacuumpumpw

3、ithaseriesofadvantages1,Thereisnooperatingfluidintheextractingchamber,itcandeliverhigh-viscositymaterial.2,Thereisnooilvapouroutlet,itcanguaranteeoutsideclean.3,Itcanextractgascontainingdust,corrosivity,andpoison,becauseithassmallgapbetweentoothfaceofmaleandfemalerotors.Themainfactorsforthisdryscrew

4、vacuumpumpdesignarerotors,airwaystuctureandsealingsystem.Keywords:dry(oil-free)vacuumpump；screw；inlet；outlet1緒論泵的發(fā)展有接近110年的歷史了，隨著科技的發(fā)展，泵的種類也在飛速多元化，從最初的旋片泵到具有抽高真空能力的羅茨泵，螺桿泵，仿佛一切都是來(lái)的那么突然又有條不紊。21世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)對(duì)真空泵的要求一步步的提高。比如抽真空能力的提高，對(duì)抽真空清潔度的要求更加苛刻，對(duì)抽氣速率要求逐漸提高。在科研領(lǐng)域，比如食品工業(yè)、醫(yī)療、化學(xué)等行業(yè)，傳統(tǒng)的有油泵很難滿足要求，因?yàn)橛杏驼婵毡脮?huì)帶來(lái)污

5、染，很可能危害人體健康，而干泵具有可以實(shí)現(xiàn)零污染的優(yōu)點(diǎn)，因而干泵將占據(jù)著越來(lái)越重要的市場(chǎng)地位101.1課題背景及研究意義-2干式真空泵，一般認(rèn)為是能在大氣壓到10Pa的壓力范圍內(nèi)工作。干泵的排氣端直接與大氣接觸，工作時(shí)連續(xù)向外部排氣。對(duì)于被抽真空的對(duì)象不能含有任何液體環(huán)境。干泵的種類已經(jīng)發(fā)展的比較繁多，本文是只對(duì)于螺桿式真空泵進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。據(jù)我查閱資料，整理總結(jié)出螺桿式泵特點(diǎn)如下：抽速高，在抽真空壓力范圍內(nèi)保持較高的抽速。 零部件較少，而且?guī)缀鯖](méi)有易損壞零件，因而可靠性較高。 適應(yīng)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)子留在兩齒表面之間的間隙小，從而可以抽腐蝕性，有毒，含有灰塵，冷凝的蒸汽和其他氣體。操作維護(hù)方便1.2課題

6、研究方向螺桿泵在國(guó)內(nèi)依然停留在發(fā)展時(shí)期，主要原因有是國(guó)內(nèi)很少有自主的大型螺桿泵企業(yè)，前景不甚明朗。而且國(guó)內(nèi)企業(yè)的普遍特點(diǎn)是加工精度太低，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，依靠進(jìn)口才是一條好路子。但是在十二五建設(shè)的大洪流中，不少企業(yè)都在走科技創(chuàng)新的新路子，企業(yè)攻堅(jiān)克難，做出國(guó)字號(hào)的轉(zhuǎn)子型線，應(yīng)該很快會(huì)有自主研發(fā)的轉(zhuǎn)子投產(chǎn)。但是前進(jìn)的道路上還存在不少技術(shù)難題，以冷卻最為棘手。大多數(shù)企業(yè)采用的辦法是在腔體高壓端開(kāi)環(huán)形冷卻水槽，但是收效甚微，高溫影響依然不容忽視。另外，愛(ài)德華公司選擇采用在軸上開(kāi)設(shè)冷卻水通道，弊病在于工藝復(fù)雜難以加工。通過(guò)查閱資料我了解到，等螺距螺桿泵功耗大，原因在于只排氣不進(jìn)行壓縮；變螺距螺桿泵邊功耗大

7、大縮小，設(shè)計(jì)的成功之處在于可以邊壓縮邊排氣，排氣口溫度順理成章的變低了不少。所以氣冷極有可能發(fā)展為未來(lái)的主流。依照目前的科技發(fā)展實(shí)力，依然存在不少問(wèn)題亟待解決。1,抽取腐蝕性氣體時(shí)涂層的防腐蝕技術(shù)。2,排氣溫度高，轉(zhuǎn)子利用率低的通病。3,抽取活潑氣體時(shí)，安全問(wèn)題令人堪憂。2螺桿干式真空泵的設(shè)計(jì)2.1 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)目前干式螺桿真空泵的主要生產(chǎn)廠家多采用單頭等螺距型線，其他還有多頭雙邊對(duì)稱圓弧型線、單頭變螺距梯形螺紋型線、單頭等螺距梯形螺紋型線和等螺距凹齒型線。（a）單頭等螺距矩形螺紋轉(zhuǎn)子（b）單頭等螺距梯形螺紋轉(zhuǎn)子（c）單頭變螺距梯形螺紋轉(zhuǎn)子（d）單頭等螺距凹面轉(zhuǎn)子（e）雙邊對(duì)稱圓弧型線轉(zhuǎn)子圖2.

8、1螺距型線種類綜合考慮各種型線優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用的是單頭對(duì)稱圓弧型線圖2.2單頭對(duì)稱圓弧型線轉(zhuǎn)子2.1.2螺桿泵工作原理螺桿式干式真空泵的工作過(guò)程可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過(guò)程5L1 .吸氣過(guò)程以齒間容積最小開(kāi)始，兩螺桿反向旋轉(zhuǎn)，嚙合的兩齒逐漸脫離嚙合從而在其間形成了一定的真空空間，我們稱之為齒間容積。隨著螺桿的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，齒間容積步步增大。這部分空間只與吸氣口相連，進(jìn)氣口的氣體在齒間容積的負(fù)壓下被倒吸入泵中。吸氣過(guò)程結(jié)束時(shí)，齒間容積達(dá)到最大值。2 .壓縮過(guò)程氣體被轉(zhuǎn)子齒和泵強(qiáng)密封在一個(gè)封閉的空間中，螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，兩齒開(kāi)始再次嚙合，齒間容積不斷減小。被上一過(guò)程吸進(jìn)來(lái)的氣體一直停留在齒間容積中也

9、同時(shí)被壓縮，壓強(qiáng)同時(shí)升高。3,排氣過(guò)程由于螺桿的旋轉(zhuǎn)，齒間容積會(huì)在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中逐漸往排氣口平移，當(dāng)齒間容積與排氣口相連時(shí)氣體與排氣口外部大氣連通，螺桿泵開(kāi)始排氣。齒間容積進(jìn)一步減小，氣體在泵腔里被螺桿擠出排氣口，同時(shí)齒間容積再次歸零，循環(huán)往復(fù)開(kāi)始下一次吸氣過(guò)程。由以上三個(gè)過(guò)程可以看出螺桿式干式真空泵是容積式機(jī)械真空泵。轉(zhuǎn)子在泵腔內(nèi)回轉(zhuǎn)導(dǎo)致齒間容積不斷變化，同時(shí)齒間容積的變化實(shí)現(xiàn)吸氣-壓縮-排氣的過(guò)程。這個(gè)個(gè)流程循環(huán)往復(fù)，具有周期性。2.2 轉(zhuǎn)子尺寸計(jì)算螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的推薦公稱直徑：800mm630mm500mm400mm315mm250mm200mm160mm125mm100mm80mm63m

10、m初選螺桿的公稱直徑D0=125mm型線選擇單頭對(duì)稱圓弧型線，陰轉(zhuǎn)子與陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒數(shù)比選6:4。表21同導(dǎo)程、長(zhǎng)徑比及及扭角Z的關(guān)系長(zhǎng)徑比工扭角指常用的齒數(shù)比為密6時(shí).*'五符號(hào)短導(dǎo)程長(zhǎng)導(dǎo)程導(dǎo)程h4瓦=hy2.7Dq長(zhǎng)徑比人L01.121.131.321.50陽(yáng)轉(zhuǎn)子扭角%243270302.4236264300陰轉(zhuǎn)子扭角小-A.162180201.6157.3176200按表2.1選擇長(zhǎng)導(dǎo)程長(zhǎng)徑比匕二1.50陽(yáng)轉(zhuǎn)子扭角4廣300；陰轉(zhuǎn)子扭角5二中心距A=0.8DO=0.8Xl25=100mm陽(yáng)轉(zhuǎn)子工作長(zhǎng)度l=xD0=1.5Xl25=187.5mm陽(yáng)轉(zhuǎn)子節(jié)圓D1t=0.64D0=0.64Xl

11、25=80mm陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓D2t=0.96D0=0.96X125=120mm齒高半徑r=0.205D0=0.205義125=25.6mm陽(yáng)轉(zhuǎn)子實(shí)際外徑D1=1.05D0=1.05X125=131.25mm陰轉(zhuǎn)子實(shí)際外徑D2=D2t=120mm腔體的設(shè)計(jì)圖2.3腔體腔體高壓端有環(huán)形冷卻液通道，上面的凹槽里安裝冷卻水管（含散熱板），通冷卻水以冷卻冷卻液，達(dá)到更好的冷卻效果。腔體端面采用O型圈密封2.3 齒輪的設(shè)計(jì)i齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算中心距a=100mm模數(shù)m初步選為3齒數(shù)初定為z1=42,z2=63o螺旋角P=arccosmn(Z|")=10.14°2aPe8150滿足要求故模數(shù)確定為

12、m=3,齒數(shù)確定為4=42,Z2=63ii齒輪強(qiáng)度校核材料選用20Cr,熱處理是滲碳淬火，處理之后齒輪齒面硬度為59HRC查得仃Hlim1=%lim2=1500Mpa取安全系數(shù)Sh=1.2,貝U|._h=r-HJimL=1500/1.2=1250MPaSH齒輪按六級(jí)精度制造，載荷系數(shù)儂取為1.2,齒寬系數(shù)*選為0.2小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P=9.55且5=2.47104N.mmn2900驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度5(1.51)31.22.471041.50.21003二H二H=30=379.0MPaaH，安全圖2.4齒輪2.5 氣道的設(shè)計(jì)進(jìn)氣口開(kāi)在腔體上，通過(guò)一斜面打通到吸氣端面。排氣口開(kāi)在

13、高壓段蓋板上，在排氣側(cè)裝消聲器。排氣壓力為大氣壓，極限壓力大約為1Pa,最大壓縮比為105圖2.5氣道結(jié)構(gòu)圖2.6 軸承的設(shè)計(jì)2.6.1 軸承的選擇齒輪端（高壓端）由于要承受較大徑向力與軸向力，選用兩個(gè)深溝球軸承并排安裝。低壓端由于主要承受徑向力，選用圓柱滾子軸承。圖2.6深溝球軸承（左）和圓柱滾子軸承（右）2.6.2 軸承壽命計(jì)算：Lh=/電）n表示軸承轉(zhuǎn)速2900r/minC表示軸承基本額定動(dòng)載荷，圓柱滾子軸承,C=80.2KN深溝球軸承，C=43.2KNP表小軸承載荷*為指數(shù)，對(duì)于球軸承，&=3對(duì)于滾子軸承，；=3.333計(jì)算得，深溝球軸承，Lh1=3707h（取載荷P=10KN

14、）圓柱滾子軸承，Lh1=5934h（取載荷P=10KN）經(jīng)計(jì)算符合要求。2.7 密封件的設(shè)計(jì)采用骨架密封圈和卡環(huán)配合進(jìn)行密封，然后連接擋油環(huán)。蓋板與腔體連接處使用O型圈進(jìn)行密封。圖2.8骨架密封環(huán)（左）與擋油環(huán)（右）2.8 電機(jī)的選擇采用帶法蘭盤(pán)的電機(jī)，選用東元電機(jī)，AEVFX解歹I防爆電動(dòng)機(jī),額定功率7.5KW；轉(zhuǎn)速2900r/min。電壓（V）380頻率（Hz）50,60防護(hù)等級(jí)IP54冷卻方式IC411周溫-15C40C表2.9電機(jī)尺寸圖2.10BuschAC0400型干式螺桿真空泵表2.2參數(shù)表v婪AC2KKLLALBMNPSTMMA4P涯口EEQFGGA11ao11na+v&

15、l和11?QI165ISO#0©TS35iQ40ase1&.5?151>電gXJ4白小l««130aocia34型0aoi73ICKlLABW1斗耳.vraIB34021BBO±»i-*皂.2ttSO3A24I311才Mtf48，Q”。hlFi1ACa；!bcUw2flW*Qia鼻A事7卜門八T&BBB12-7£>IhFI嘈-<£1?0的1士CSB三3c33由10.34jBOSOto33*13Iff7Vfc七”“1百««4*二”-b-if：MC1*fi4flOa口aa&l

16、t;b1&20le>ICiGOtri43aq爭(zhēng)”N-111010bauaOnbSMO空g3boIB6bnoK>l*4>20151GOL334311N-T1VI*Q&H,B20344.&idQ2&Cie-b«4aIIOBO12：a/恤一h52016OMC33CHOTI1手ST13.5SO563.S3503DOwo185548HQSO1442.SEl.SX160IMA362第KE0mF3.B2Q5"百3503OCia.65的11。14151.51第三章參數(shù)計(jì)算排氣量3.1.1 理論排氣量(3.1)(3.1)23,Vth=CCng

17、Dom/min式中n1陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2900r/minDo陽(yáng)轉(zhuǎn)子公稱直徑0.125ml陽(yáng)轉(zhuǎn)子工作長(zhǎng)度0.1875mCn面積利用率選取為0.521C中一一扭角系數(shù)。按表3.1選取C中=0.971表3.1扭角系數(shù)參考值3240fl270300C(p1.000.9890.971根據(jù)公式(3.1)計(jì)算理論排氣量2Vth=CCnn1lD0=0.971義0.521義2900X0.1875義0.125義0.125=4.30m3/min3.1.2實(shí)際排氣量V=Vth'm3/min(3.2)九的值與轉(zhuǎn)子型線、間隙值、轉(zhuǎn)子尺寸、轉(zhuǎn)速有無(wú)噴液等因素有關(guān)，氣值見(jiàn)表3.2表32不同城子型線的排氣系數(shù)上轉(zhuǎn)子型線無(wú)油螺

18、桿噴油螺桿對(duì)稱型線0,650.900H90不對(duì)稱型線0,700,950.80-0.95選取九二0.80則按式(3.2)實(shí)際排氣量V=Vth'=4.45X0.75=3.23m3/min3.2軸的強(qiáng)度計(jì)算螺桿式干式真空泵的陰陽(yáng)螺桿所受彎矩不大，故可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。根據(jù)材料的成本問(wèn)題和工藝規(guī)程，軸材料選取45鋼，熱處理方式是調(diào)制處理由表4.5查得其許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力【Tt】=40MPa按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算最小直徑(4.7),9.55106Pd-30.2l.tIn9.551067.50.24029009.551067.50.2402900=14.6mm為了給軸留有足夠的安全系數(shù)，計(jì)算之后對(duì)軸進(jìn)行10

19、%15的加強(qiáng)，選取直徑為35mm=14.6mm為了給軸留有足夠的安全系數(shù)，計(jì)算之后對(duì)軸進(jìn)行10%15的加強(qiáng)，選取直徑為35mm3.3極限真空度、功率及冷卻水量（表3.3是臺(tái)灣漢鐘PSL型技術(shù)參數(shù)表）機(jī)型DVS-23DVS-37DVS-42DVS-150單位抽氣速率223642146L/S80130150500nf/hr1333216725008750L/min表3.3臺(tái)灣漢鐘PSM型技術(shù)參數(shù)表極限壓力-3<7.5X10一一-4<7.5X10Torr_-2<1X10-3w1X10mbar<1<0.1Pa馬達(dá)功率4668HP2.984.474.475.96KW頻率50

20、/60HZ電壓220440V口徑冷卻水進(jìn)氣口NW50ISO100排氣口流里NW4037NW4cL/min壓力24Kg/m2溫度接頭1830RC3/8°C氮?dú)鈮毫?.51Kg/m2稀釋流量060L/min密封流量連接020Swagelok1/4L/min尺寸LXWH814X380X663895X405X678920X425X650814X380X9083mm重量280300320450Kg噪音<70dB控制界面SEMIE73-0299真空泵最大漏率-51X10Mbar.l/s室溫操作范圍540°C最大操作濕度90%RH4轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)有限元分析4.1 ANSY。有限元的計(jì)算

21、方法有限元分析是利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真是真實(shí)物理系統(tǒng)(幾何和載荷工況)進(jìn)行模擬，利用簡(jiǎn)單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無(wú)限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。目前，工程領(lǐng)域內(nèi)常用數(shù)值模擬方法有：有限單元法、邊界元法、離散單元法和有限分法，就其廣泛性而言，主要還是有限單元法。4.2 轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)的有限元計(jì)算螺桿于泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子封在泵腔內(nèi)做告訴旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，無(wú)法直接測(cè)量得到轉(zhuǎn)子表面的溫度，而轉(zhuǎn)子的熱膨脹是影響泵腔內(nèi)各密封間隙的重要因素，在各種因素中占到80%Z上，故將其作為本次分析主要分析對(duì)象61由于在螺桿泵正常運(yùn)作時(shí)，其排氣口溫度可達(dá)到145C,以等溫邊界來(lái)處理顯然不合理。這次分析，

22、本人通過(guò)前期建立的轉(zhuǎn)子三維模型，對(duì)轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)進(jìn)行研究。4.2.1 建立數(shù)學(xué)模型4.2.1.1 熱傳導(dǎo)計(jì)算數(shù)學(xué)模型固定熱傳導(dǎo)遵循傅里葉定律(4.1)(4.1)q=_，|_gradT式中，qW/m2：熱流密度士.gradTC/m：溫度梯度?-W/(mL.C):材料導(dǎo)熱系數(shù)將傅里葉定律和能量守恒定律應(yīng)用于笛卡爾坐標(biāo)系下的溫度場(chǎng)的計(jì)算，就可得到導(dǎo)熱微分方程FTft九02T上力T上十丁L*<'rr門。2個(gè)2個(gè)2PCp<cxcyczJpcp(4.2)式中，T憶：物體的瞬態(tài)溫度tIs：過(guò)程進(jìn)行的時(shí)間Pkg/m3：材料的密度cpJ/(kgUC):材料的定壓比熱dW/m3:材料的內(nèi)熱源強(qiáng)度

23、無(wú)內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)下的導(dǎo)熱方程，式(3.2)化簡(jiǎn)為(4.3)(4.3).：2t；：2t?t十十二.2-2.2一x二y二z4.2.1.2 預(yù)處理ANSYS分析本質(zhì)還是能量守恒原理，也就是：在封閉系統(tǒng)中：Q-W二,；.UKEPE式中：qJ：熱量wJ】：做功 u【j：封閉系統(tǒng)內(nèi)能增量keJ：封閉系統(tǒng)動(dòng)能增量 peJ：封閉系統(tǒng)勢(shì)能變化增量傳熱時(shí)：AKE=APE=0,若W=0,貝U：Q=AU；穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q=ZkU=0,即系統(tǒng)的流入流出熱量相等；瞬態(tài)時(shí)，q=dU,內(nèi)能變化和流入流出熱傳遞的dt速率相等。螺桿泵運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)時(shí)，由下表可以知道泵不同部位的溫度。大致來(lái)看，下表列出的泵體各部位溫度變化不大，因而可得出結(jié)論

24、：對(duì)于轉(zhuǎn)子的熱分析只要分析穩(wěn)定狀態(tài)即可。若系統(tǒng)處在熱平衡狀態(tài)，則有：Q充入+Q生成-Q流出=0系統(tǒng)中任意一節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化量忽略不計(jì)。表4.1螺桿干泵溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)（C）間進(jìn)氣口自由端蓋自由端木套進(jìn)氣口螺桿外套艇體水套齒愴油箱環(huán)境溫度排氣口陽(yáng)轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子8:5。3N83943.44143755比831147.69303L838.437.442.S44,S36858.8311412103033.239.637.843.845.436.2583L6149.811:3033439.6效.246.647.436.259.812.415L-412:3034.438.83843.64123660.632.6

25、147.613:3035.642,64L444.646,2M657*633.6146-614:3034.542.84E644.446.440257.634150.415:3034442.841.644.646.239.657.832.6150.616:3035443.fi42.245.646.S4QA57.833.61475矩陣表示的系統(tǒng)能量守恒公式：I.KHt）=0式中：k】：傳導(dǎo)矩陣；含有導(dǎo)熱，對(duì)流和時(shí)間等系數(shù)；仃：節(jié)點(diǎn)溫度向量；q：節(jié)點(diǎn)熱流率向量；利用模型幾何參數(shù)、材料熱性能參數(shù)，在ANSYS下可以生成Ik、仃以及Q,以便下一步計(jì)算。4.2.2 實(shí)體幾何模型由上面所述，本次所用模型為PR

26、OE制作的,g型，PROEI成的模型通過(guò)ANSYS導(dǎo)入進(jìn)行處理，根據(jù)表面實(shí)際情況進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。ANSYS單元庫(kù)有100多種單元類型，其中許多單元具有好幾種可選擇特性來(lái)勝任不同的功能。單元選擇十分重要。對(duì)于本設(shè)計(jì)采用三維實(shí)體單元。4.2.3 網(wǎng)格劃分選定單元類型并確定型函數(shù)之后，要確保單元格數(shù)量才能描述精度。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)數(shù)量與最后結(jié)果保持正相關(guān)。但是，如果網(wǎng)格劃分太過(guò)稠密，這會(huì)導(dǎo)致ANSYS算結(jié)果時(shí)時(shí)間太過(guò)冗長(zhǎng)，而且不容易保持計(jì)算準(zhǔn)確度。以下兩張是分別對(duì)陽(yáng)，陰轉(zhuǎn)子進(jìn)行網(wǎng)格劃分的結(jié)果。1圖4.1陽(yáng)轉(zhuǎn)子網(wǎng)格圖圖4.2陰轉(zhuǎn)子網(wǎng)格圖4.2.4計(jì)算結(jié)果圖4.3陽(yáng)轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)有限元分析TIM

27、3;-1TEMPB5Y5-D=T165MX=仃3目日gFile:DeflktQpWylnANSYSIJUN32013Hl：01圖4.4陰轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)有限元分析圖4.3、圖4.4分別為陽(yáng)轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子關(guān)于熱力學(xué)溫度的非線性分布圖，圖中顏色的深淺表示溫度的高低。宏觀來(lái)看，從左到右（進(jìn)氣口到排氣口）溫度逐漸升高，變化近似為線性的。分開(kāi)來(lái)說(shuō)，把轉(zhuǎn)子按照導(dǎo)程可以分為幾個(gè)部分：1,進(jìn)氣端第一個(gè)導(dǎo)程轉(zhuǎn)子溫度由表面的43c遞增66C。原因是，在這個(gè)導(dǎo)程內(nèi)處于吸氣狀態(tài)氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入螺旋抽氣槽，轉(zhuǎn)子齒頂面與被抽氣體接觸，但在這一導(dǎo)程內(nèi)只是近似等壓的吸氣過(guò)程，沒(méi)有做功，齒頂面與氣體溫度相同。此處轉(zhuǎn)子內(nèi)部受排氣端高溫?zé)?/p>

28、傳導(dǎo)影響溫度升高；其后的兩個(gè)導(dǎo)程轉(zhuǎn)子溫度比較均勻，大約為105C,這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子處于泵壁冷水套提供的均勻溫度場(chǎng)內(nèi)，溫度變化不打；而最末一個(gè)導(dǎo)程內(nèi)轉(zhuǎn)子溫度變化顯著，由105c變化到排氣口的150C,其原因是：氣體傳輸?shù)睫D(zhuǎn)子末一導(dǎo)程時(shí)被壓縮排出，由于壓縮氣體做功導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫度急劇上升。隨著太陽(yáng)能，半導(dǎo)體，液晶顯示器等行業(yè)的發(fā)展，干式真空泵將迅猛發(fā)展，占據(jù)也來(lái)越重要的市場(chǎng)份額。螺桿泵將在以后有很大的發(fā)展?jié)摿?，本文闡述了螺桿式干式真空泵的基本原理，對(duì)常見(jiàn)的型線進(jìn)行了分析研究，并對(duì)螺桿式干式真空泵的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。得到以下結(jié)論：?jiǎn)晤^對(duì)稱圓弧型線加工復(fù)雜，國(guó)內(nèi)這類的機(jī)床較少，但該型線作出的轉(zhuǎn)子可以在一

29、個(gè)導(dǎo)程內(nèi)完成吸氣、壓縮和排氣的過(guò)程，同時(shí)真空度也能滿足要求。這樣相較于其他類型的真空泵和其他型線來(lái)講可以減小泵的體積，這是一大優(yōu)勢(shì)。另外。溫度對(duì)于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的影響是明顯的，為防止螺桿真空泵的損壞、增加使用壽命，建議真空泵在使用至多8小時(shí)后暫停使用，等冷卻后再進(jìn)行使用。致謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在朱仁勝老師的指導(dǎo)下完成的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我考取了中國(guó)科大的研究生，朱老師對(duì)我的復(fù)試幫助非常大，在我的前進(jìn)道路上影響深遠(yuǎn)。朱老師每周開(kāi)12次組會(huì)，態(tài)度非常認(rèn)真，一直關(guān)心著我的進(jìn)展。我有不懂得問(wèn)題朱老師總是會(huì)耐心的給予解答，并幫我指出設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不足。所以在朱老師的指導(dǎo)下，我個(gè)人感覺(jué)的我科研能力有了一定的提升，并對(duì)