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133.1.1 理論排氣量133.1.2 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164.2.1 建立數(shù)學(xué)模型164.2.2 實(shí)體幾何模型184.2.3 網(wǎng)格劃

2、分18總結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)23S-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)1。關(guān)鍵詞：干式真空泵；螺桿；吸氣；排氣Abstract :Recently,the growing demand for dry pump with the development of science and technologyThis arti

3、cle describes the screw dry vacuum pump with a series of advantages1,There is no operating fluid in the extracting chamber,it can deliver high-viscosity material.2,There is no oil vapour outlet, it can guarantee out side clean.3,It can extract gas containing dust ,corrosivity ,and poison ,because it

4、 has small gap between tooth face of male and female rotors.The main factors for this dry screw vacuum pump design are rotors,airway stucture and sealing system.Keyw0rds:dry(oil-free)vacuum pump ； 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

5、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)地位限1.1 課題背景及研究意義干式真空泵，一般認(rèn)為是能在大氣壓到10-2Pa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

6、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

7、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

8、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 1）雙邊對(duì)稱圓弧型線轉(zhuǎn)子圖2.1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。1 .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

9、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 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

10、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：800mm、630mm、500mm、400mm、315mm、250mm、200mm、160mm、125mm、100mm、80mm、63mm。初選螺桿的公稱直徑 D °=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2.1笆導(dǎo)程、長(zhǎng)徑比及及招角的關(guān)系符號(hào)短導(dǎo)程長(zhǎng)導(dǎo)程導(dǎo)程藪4. _瓦=1.87?；. Aq = 2.7 L)2'長(zhǎng)徑比.0/9' 1. 01.12L ISL羽1

11、.50陽(yáng)轉(zhuǎn)子扭角.甯.243.270.302. 4:,女：2胸,300陰轉(zhuǎn)子扭角316Z180.201.157. 317后200長(zhǎng)徑比九=-扭角二=360/指常用的齒數(shù)比為 6時(shí)按表工1選擇長(zhǎng)導(dǎo)程長(zhǎng)徑比4二L 5口陽(yáng)轉(zhuǎn)子扭角孫二3婚 陰轉(zhuǎn)子扭角=200中心距陽(yáng)轉(zhuǎn)子工作長(zhǎng)度 陽(yáng)轉(zhuǎn)子節(jié)圓陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓 齒高半徑陽(yáng)轉(zhuǎn)子實(shí)際外徑 陰轉(zhuǎn)子實(shí)際外徑圖2.3腔體A = 0.8 D0 =0.8X125=100mml =九l X D0=1.5X 125=187.5mmDt = 0.64 D0 =0.64 X 125=80mmD 2 = 0.96 D0 =0.96X 125=120mm r=0.205 D0 =0.2

12、05 X 125=25.6mmDt =1.05 D =1.05X 125=131.25mmD =D =120mm2.3 腔體的設(shè)計(jì)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。2.4 齒輪的設(shè)計(jì)i齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算中心是巨a=100mm模數(shù)mt初步選為3齒數(shù)初定為q=42, z2 =63 o螺旋角 P = arccosmAzi + z2)=10.14°2 ap c 8°15°滿足要求故模數(shù)確定為m=3,齒數(shù)確定為z1=42, zj63。ii齒輪強(qiáng)度校核材料選用20Cr,熱處理是滲碳淬

13、火，處理之后齒輪齒面硬度為59HRC,查得。Hl.。Hl. j1500Mpa，取安全系數(shù)SJ1.2，則o = 2 =1500/1.2=1250 MPah SH齒輪按六級(jí)精度制造，載荷系數(shù)K選取為1.2,齒寬系數(shù)平選為0.2。P75a小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T = 9.55義106 = 9.55義=2.47義104 N. mm1n 2900驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度；(i +1)3KT 0” “1.5+1)31.2X 2.47 x104o = 305 -1 = 305, =379.0MPa<lo，安全h ¥ 即 a311.5 x 0.2 X1003Ha圖2.4齒輪2.5 氣道的設(shè)計(jì)進(jìn)氣口開(kāi)在腔體上，

14、通過(guò)一斜面打通到吸氣端面。排氣口開(kāi)在高壓段蓋板上， 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：L = 106 （ C ）eh 60 n Pn表示軸承轉(zhuǎn)速 2900 r/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=43.2KN譬示軸承載荷£為指數(shù)，對(duì)于球軸承，e=3對(duì)于滾子軸

15、承，£ 二1333計(jì)算得，深溝球軸承，Lh1=3707h（取載荷P=10KN）圓柱滾子軸承，Lh1=5934 h（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的電機(jī)，選用東元電機(jī)，AEVFXA系列防爆電動(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-1540c表2-9電機(jī)尺寸圖2.10 Busch AC0400型干式螺桿真空泵表2.2參數(shù)

16、表帆出森為田戶依盥Bi睢AC鼻口KKLLALBMNp；T軸跳3P4pBPDEEDFGGA11A60u134建9112后1i&5tso?OC1123.51040as615,5S1 5芝3*t勺仇SOI加上N=T4*3屯白1Sdia14SIMaoo3.bg口SO含T3z100L22B坤*wSTQ16310S1S1 £Caao14與*ED-36:MWT3s1 1 2 Mi2WS皿西-azSQ143F4>之1百I ftO5014.S.9白040A3E1C八一Isa'S加ES73HPT 1*461EdMl也田5-ac浮口口1，E43ew5Glt>21Q71 ：4!?

17、Mi?F 口M-l %一4y§jHD419SHS2皿皿J14 Sq3JJEJQkIDIK34 li1 0>2015TO160M.33-4311卯 T1 1月"fli O. t>20SOOb300260sso16.5S42no60133?25201后ItS&L笛,31 1M"T1CJa4I.B±a544. DNg4035-Cie.B鼻13“口BQ12印日必E530301 SOMC3S3BiMjme *盲.&T3.5NO563.a3503001OD1S.B54a9 IQSO1電415.551.5laawA3B2Me汽"1

18、ora.D205.63.5350004 DOlfi.55本B11Oso1.4望51.5第三章參數(shù)計(jì)算3.1排氣量3.1.1理論排氣量V =C C n ID2m3/min(3.1)th 9 n 10式中n陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 2900r/minD0 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0.521C9 扭角系數(shù)。按表3.1選取C =0.971表3.1扭角系數(shù)參考值T 1 z240270300C91.000.9890.971根據(jù)公式(3.1)計(jì)算理論排氣量Vh=C C niID2=0.971X0.521X2900X0.1875X0.125X0.125=4.30 m3

19、/min3.1.2實(shí)際排氣量(3.2)入的值與轉(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3. 2不同轉(zhuǎn)子型線的排氣系數(shù)z轉(zhuǎn)子型線無(wú)油螺桿噴油螺桿對(duì)稱型線0. 65-0. 900. 750, 90不對(duì)稱型線0. 700, 95S 80-0. 95選取九=0.80則按式(3.2)實(shí)際排氣量V = Vth =4.45X0.75=3.23 m3/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It t=40MPao按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算最小直

20、徑(4.7)9552106 P0.2 t n=(9.55 x 106 x 7.5一§ 0.2 x 40 x 2900=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35mm。3.3 極限真空度、功率及冷卻水量(表3.3是臺(tái)灣漢鐘PS機(jī)型技術(shù)參數(shù)表)表3.3臺(tái)灣漢鐘PS機(jī)型技術(shù)參數(shù)表機(jī)型DVS-23DVS-37DVS-42DVS-150單位抽氣速率223642146L/S80130150500m#hr1333216725008750L/min極限壓力<7.5X10-3<7.5X10-4Torr<1X10-2<1X10-3

21、mbar<1<0.1Pa馬達(dá)功率4668HP2.984.474.475.96KW頻率50/60HZ電壓220440V口徑冷卻水進(jìn)氣口NW50ISO100排氣口流量NW4037NW40L/min壓力24Kg/m2溫度接頭18 30RC 3/8° C氮?dú)鈮毫?.51Kg/m2稀釋流 量060L/min密封流 量 連接020Swagelok 1/4L/min尺寸LXWXH814X380X663895X405X678920X425X650814X380X908mm3重量280300320450Kg噪音<70dB控制界面SEMI E73-0299真空泵最大漏率1X10-5Mb

22、ar.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 ANSYS中有限元的計(jì)算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

23、%以上，故將其作為本次分析主要分析對(duì)象。由于在螺桿泵正常運(yùn)作時(shí)，其排氣口溫度可達(dá)到145，以等溫邊界來(lái)處理 顯然不合理。這次分析，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）q 二一九 gradT式中，qW；m2：熱流密度gradT .m：溫度梯度一X W（m。）：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dTX ( 52T 5 2T 52T )+dt p c ( d,x 2 5y 2 d.z 2 , 式中，Tr：物體的瞬態(tài)溫度+ 九p

24、cp（4.2）t：過(guò)程進(jìn)行的時(shí)間P kg/m3 :材料的密度cjJ/(kgJC)：材料的定壓比熱此W/m3：材料的內(nèi)熱源強(qiáng)度無(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)d 2 T d 2 T d 2T+dx 2dy 2dz 24.2.1.2 預(yù)處理ANSYS熱分析本質(zhì)還是能量守恒原理，也就是： 在封閉系統(tǒng)中：Q W =A U + A KE + A PE 式中：QJ：熱量W J ：做功A U J ：封閉系統(tǒng)內(nèi)能增量A KE J ：封閉系統(tǒng)動(dòng)能增量A PE J ：封閉系統(tǒng)勢(shì)能變化增量傳熱時(shí)：A KE = A PE = 0，若 W = 0，貝U： Q = A U ；穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q = A U

25、= 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：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流入+Q生成一。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)（）測(cè)量時(shí)間進(jìn)氣門自由端 蓋自由埔 水套進(jìn)氣口螺桿外套泵體水 套齒輪油 箱環(huán)境溫 度排氣口陽(yáng)轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子S:5032.S3g一3843.445.437.6S8.S31M147.69 二 303L833.437.442.34

26、4力犯85S.33!141.210:3033.239.637 s43.845.436.2583L6149.811:3033.439.639.246447.436.259.832.415L412:3034.438,8朋43石45.236(50.632 6147413:3035.642.641.444,646.239.657.633山146.614:3042.841后4446.440.257.634150.415:3034.442.84L644.646.2狗357.33N615D.61GJ035443.642J245.6415 £40.457.833.6147.8矩陣表示的系統(tǒng)能量守恒公

27、式：K匕二q式中：K ：傳導(dǎo)矩陣；含有導(dǎo)熱，對(duì)流和時(shí)間等系數(shù)；T ：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K卜T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PROE制作的模型，PROE完成的模型通過(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

28、關(guān)。但是，如果網(wǎng)格劃分太過(guò)稠密，這 會(huì)導(dǎo)致ANSYS計(jì)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。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43遞增66。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

29、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)醾鲗?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105，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105變化到排氣口的150，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?？偨Y(jié)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)

30、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