螺杆真空泵转子热形变分析及转子优化

建立180L/s螺杆真空泵转子温度场有限元模型,得到其温度场和热形变分布情况,结合热形变结果推导出泵腔内各点冷配合间隙。利用分析结果对螺杆真空泵转子形状进行优化设计。分析结果显示:180L/s螺杆真空泵两转子之间间隙应大于0.28mm,泵腔和转子之间间隙应大于0.20mm。结合所述分析结果对转子形状进行优化,优化后的转子可以减少原有22%冷配合间隙,一定程度上降低泵工作过程中返流量。     

变螺距螺杆真空泵转子温度场和热变形的有限元分析

以变螺距螺杆真空泵转子为研究对象,建立主动转子的三维有限元分析模型,对转子在热载荷作用下的温度场和热变形进行有限元分析。计算得到每一级的当量温度和对流换热系数,确定变螺距转子热边界条件,对螺杆转子的温度场分布进行模拟分析,得出转子的温度分布规律,并进一步对转子的热变形进行研究。研究结果表明:变螺距转子温度场和热变形分布均匀,最高温度为146.97℃,最低温度为68.30℃,轴向形变量最大值为0.41168 mm,径向形变量最大值为0.17245mm,为变螺距螺杆真空泵的设计提供了理论依据。     

螺杆真空泵自平衡螺杆转子优化设计

为了开发能适应恶劣工况、高效节能和安全运行的螺杆真空泵,设计了一种自平衡的内部压缩螺杆转子模型。使用借助Hermite插值理论导出圆柱变螺距螺旋线的参数方程,构建了变螺距设计参数、尾部压缩级数与螺旋角度的变量关系式,建立了自平衡螺杆转子优化设计模型。通过计算,优化转子质量轴向分布,无需在螺杆转子两端和齿顶减重而达到良好的自身动平衡,动平衡试验证明了设计模型的可靠性,为螺杆真空泵的动平衡研究提供了参考依据。     

干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析

利用有限元建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的数值方法，考虑了热传导及转子表面与工作介质的对流换热因素对温度场的影响，采用相似准则方程一迪特斯一玻尔特（Dittus-Boelter）公式计算了对流换热系数。计算结果表明：转子温度场由进气端至排气端近似为线性增长，排气端温度约为120℃。随着转子转速降低，排气端温度迅速降低，当转速在2000r／min以下时，转子由进气端至排气端的温度变化在30℃以下。实验结果验证了上述结论，误差在15％以内。本文的研究工作不仅提供了干式螺杆真空泵转子的温度分布，也为进一步研究转子的热变形，合理确定泵腔内各密封间隙提供了理论与实验依据。     

不同冷却结构对螺杆真空泵转子热载荷的影响

建立180L/s螺杆真空泵三种不同冷却结构转子的温度场有限元模型,得到这三种冷却结构转子的温度场和热形变分布情况,分析了冷却结构对转子热形变量的影响。结果表明:第一种冷却结构最大热形变量为0.754mm;轴心通水冷却结构最大热形变量为0.325mm;第三种冷却结构最大热形变量为0.291mm。本文为螺杆真空泵冷却结构的设计提供了理论依据。     

螺杆真空泵转子实际型线研究

螺杆转子型线作为螺杆真空泵的关键技术之一,始终是学者们的研究重点。纵观目前国内外型线研究现状,螺杆真空泵型线的理论研究颇多,但关于实际型线方面的研究`尚且不足。本文以实际型线作为研究对象,依据装配间隙、螺杆真空泵理论型线设计、理论型线的修正等因素,提出螺杆真空泵转子实际型线的推导方法,并列举一种螺杆真空泵转子实际型线方程,为单头螺杆真空泵实际型线的设计提供了理论依据。     

复合分子泵转子离心变形与热变形的有限元分析

本文利用有限元分析软件ANSYS12.0对复合分子泵转子的离心变形与热变形进行了分析。通过施加惯性载荷和温度载荷,得到转子的离心变形与热变形。对不同载荷下分析结果的比较,了解了惯性载荷与温度载荷对分子泵转子变形影响大小。通过分析结果可直观了解分子泵在高速运转过程中转子变形情况,对分子泵设计时工作间隙的选取有重要的参考意义。     

螺杆真空泵单头变螺距螺杆转子型线的研究

本文介绍了一种用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子型线，给出了型线方程和抽速计算公式，并说明了参数确定原则。     

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。     

三种常见的干式螺杆真空泵螺杆转子型线分析与螺杆加工方法探讨

分析了三种实际应用较为广泛的,分别带有阿基米德线、渐开线、余摆线的螺杆真空泵螺杆转子型线,具体比较了三种型线组成曲线啮合特性和型线的优劣。详细阐述了螺杆的车削加工方法,分别建立了带有刀位点的三种螺杆车削加工模型,并且给出了车削刀具的选取依据。最后,简单地介绍了一种高效的螺杆铣削螺杆加工方法,并提供了一种实用的螺杆加工精度测量方法。     

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。     

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。     

螺杆真空泵平滑连接摆线型转子型线设计及分析

螺杆泵转子型线的设计是螺杆泵研究的重要内容之一。摆线转子型线是一种常用的型线，型线位于节圆外的部分为外摆线，位于节圆内的部分为内摆线。选取合适的齿顶圆半径和节圆半径，分析构建了转子型线外摆线和内摆线方程及齿顶圆和齿根圆方程；设计了单头对称的摆线型螺杆泵转子型线及转子，并以此为基础，分析了转子容积利用率与相关参数的关系，为摆线型罗茨泵的设计奠定基础。     

螺杆真空泵单头等螺距内凹转子型线研究

基于螺杆啮合原理,通过数学推导,得到单头等螺距梯形内凹型线的完整型线方程,包括齿面方程、端面截形以及轴向截形.给出了面积利用系数公式以及理论抽速公式,讨论了型线中各参数对干式螺杆真空泵的性能的影响.最后运用Solidworks软件建模,通过模拟啮合,验证了型线方程的正确性一拥有完整的啮合线,且啮合运转过程中不会发生齿面干涉.     

双螺杆真空泵的新型椭圆弧型螺杆转子研究

针对现有螺杆转子存在尖点的问题,提出了一种新型椭圆弧型转子。建立了椭圆的啮合模型,基于该模型采用椭圆弧及其包络线构建了转子截面型线,并验证其啮合性能。讨论了圆心角参数大小对椭圆弧型线构成方式的影响。计算对比圆弧修正转子和所提出的新型转子的性能,结果表明:新型螺杆转子具有更大的面积利用率,更短的空间接触线和面积更小的泄漏三角形,抽气量和密封性都得到提高。     

干式螺杆真空泵转子成型加工及其刃形计算

干式螺杆真空泵转子的快速、高精度加工是提升整机性能与降低生产成本的关键技术。本文基于一种附加刀具垂直位置与倾角调节的螺杆转子成型机床结构,采用接触线法建立其刀具刃形求解的数学模型,分析转子初始转角、刃形求解范围参数、刀具中心距、斜角与倾角对刃形的影响规律。结果表明:过大的刀具斜角会导致刃形的凹面结构,而过小的斜角使得刃形发生干涉。过大的刀具倾角同样使刃形出现凹面结构,而刀具倾角过小时,刃形求解过程中出现无解现象。此外,随着求解范围参数、转子初始转角与刀具中心距的增加,刀具半径得以有效提升,但过高的刀具中心距将导致无法获取有效刃形。在刀具位置参数设计过程中,应选取适中的刀具斜角、倾角与中心距,避免刃形出现干涉、凹面与无解现象,为提高刀具半径,可适当提高求解范围参数。该方法可有效应用于等螺距或阶梯式变螺距螺杆真空泵转子成型加工及其刃形计算。     

螺杆真空泵设计的常见问题分析

针对我国目前螺杆真空泵产品同质化特征明显、与多样性的用户需求不相适应的现状,本文从螺杆真空泵设计的角度出发,分别就螺杆泵的整体结构布局、螺杆转子的螺旋展开方式、冷却系统与温度控制、密封形式等几方面,尝试开展设计思路和方案对比分析,进而提出兼顾产品标准化大批量生产和针对用户特殊需求个性化小批量定制的设计原则,并给出具体实...     

几种干式螺杆真空泵转子型线特性的研究

对4种干式螺杆真空泵转子型线--多头双边对称圆弧型线、单头变螺距梯形齿型线、单头等螺距梯形齿型线和单头等螺距凹齿型线进行了研究,包括:型线方程、面积利用系数、几何抽速及加工制造等特性.对各型线几何抽速和面积利用系数公式中的重要变量进行了讨论.得出以下结论:双边对称圆弧型线长径比λ取值范围为1～2,单头螺杆型线的内外径比p取值范围0.30～0.45,导程外径比ξ接近1.在相同的转子几何参数条件下,单头凹齿型线比其他2种单头型线的抽速大.     

无油螺杆真空泵单头等螺距转子的动平衡计算

本文针对广泛应用于无油螺杆真空泵中的单头等螺距螺杆转子开展动平衡计算研究,采用转子端面去除质量法来实现转子的动平衡补偿,依据动平衡质径积原理推导出了螺杆转子的动平衡方程,得到优化目标函数并利用MATLAB软件进行优化求解,给出了完整可行的转子动平衡设计方法.由于计算中没有涉及转子端面型线的形状和尺寸,因此适合于任意形状端面型线的转子.文中给出了一组源于工程实际的优化计算结果,并通过Pro/ENGINEER软件的实体造型和质量属性分析功能对计算结果进行检验,证实了动平衡优化计算结果的正确性.     

喷油螺杆真空泵油气分离系统的设计研究

针对喷油螺杆真空泵产品进行设计,重点介绍了真空泵油气分离系统的设计方法。根据真空泵的工作原理,结合工程实践,首先拟定油气分离系统组成,以及油气分离罐的结构设计方案;然后针对油气分离罐中重要零件如筒体、法兰等进行详细分析和计算,确定筒体公称直径、厚度等重要参数;之后基于爆破片的结构原理进行选型和计算,确定其爆破压力和排放面积等参数;最后运用三维设计软件完成整个结构的三维模型设计,进一步验证了油气分离系统结构的合理性。