旋片式真空泵.docx
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旋片式真空泵
学校代号:
学号:
密级:
10731
072080202011
公开
兰州理工大学硕士学位论文
esearchofRotaryVaneVaeuumPumPs
by
Liu、恤BO
B.E.（He，nanAgriculturalUniversity）2005
AthesissubmittedinPartialsatisfactionofthe
Requirementsforthedegreeof
MasterofSCiell此
Ifl
MechanismEngineering
111the
GraduateSCh001
0f
LanZhouUniversityofTechnolongy
SuPervlsor
ProfessorZhangYuanshen
May，2010
兰州理工大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的
研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或
集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均
已在文中已明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签“:
访卜友日期:
扣年歹”）了日
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学校有
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同
时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据
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作者签名:
导师签名:
试、}丈欢日期:
/·年二月叮日
矛‘了口切日期:
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年、月:
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兰州理工大学硕士学位论文
目录
摘要.”“.”””二““”.”””.…””“…“.””””“”“””““””.”.“””二”””””“”.””””“““.”””””~
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插图索引…“.”““““””“”””””“””“”””“””””““”二”“.”””””””:
.””..””“““”“”””“”.~.111
第一章绪论...........................................................................................................……1
1.1研究背景..........……
1.2真空泵的发展状况
1.3国内外现状比较.............................……。
.......................................................……3
1.4旋片式真空泵理论研究现状.......................................................................……4
1.5本文研究内容................................................……，........................................……4
第二章旋片式真空泵的工作原理和结构................................................................……6
2.1工作原理和结构..............................................................................……。
......……6
2.1.1旋片泵的原理......................................................……、........................……6
2.1.2旋片泵的工作过程.............................................................................……6
2.2旋片泵的主要结构分类.................................……，二“....................................……7
2.2.1按照密封方式分类.............................................................................……7
2.2.2按照联接电机的方式分类................................................................……8
2.2.3按照泵体结构分类............................................................................……9
2.3转子的结构...................................................................................................……9
2.4旋片泵的性能参数......................................................……。
..........……，......……10
2.4.1极限压力的影响因素及解决办法..................................................……10
2.4.1.1泵油的影响...................................................................................……10
2.4.1.2有害空间的影响............................................................................……11
2.4.1.3间隙的影响....................................................................................……n
2.4.2旋片泵的抽气速率..........................................................................……12
2.4.3旋片泵的功率....................................................……，.......................……12
2.4.4旋片泵的泄漏...............……。
............................................................……14
2.4.4.1气体的泄漏...................................................................................……14
2.4.4.2液体的泄漏....................................................................................……16
加
旋片式真空泵的研究
/
兰州理工大学硕士学位论文
4.3.1.1惯性力...........................................................................................……40
4.3.1.2气体力..……‘...................……，........................................................……41
4.3.1.3摩擦力和支反力...........................................................................……42
4.3.2求解支反力......................................................................................……43
4.3.3转子受到的力..................................................................................……45
4.4强度计算......................................................................……，........................……46
4.4.1旋片的剪切和弯曲强度.......................................................……，....……46
4.4.2旋片的接触应力........................................................................·.····……48
4.5对定子和旋片的有限元分析.....................................................................……49
4.5.1ANSYS软件..........................……，..............................................·.···.……49
4.5.2旋片和转子的有限元分析..............................................................……49
4.5.2.1建立模型.......................................................................................……49
4.5.2.2施加载荷.‘.......................................……。
.......................·........·······……50
4.5.2.3分析结果.......................................................................................……51
4.6本章小结..................................................................................................···……52
结论与展望..............................……。
...........................................................................……53
参考文献....................................................................................................................……54
致谢............................................................................................................................……57
附录A（攻读学位期间发表的学术论文目录）.......................................……“.......……58
了
兰州理工大学硕士学位论文
2.5旋片泵的其他问题及解决办法............................……，..…，..............……，，二，.…，17
2.5.1旋片泵的喷油和漏油.…，.................................................................……17
2.5.2噪声问题..................……、.................................................................……18
2.6本章小结.....................................................................................................……19
第三章旋片泵定子曲线的选择以及运动分析....................................................……20
3.1旋片泵的定子曲线和旋片设计.................................................................……20
3.1.1定子曲线和旋片的结构..................................................................……20
3.1.1.1旋片结构的选择...........................................................................……20
3.1.1.2旋片的材料选择............................................................................……22
3.1.2对定子内曲线的选择..........................................................……，.....……22
3.1.2.1对旋片泵定子曲线的要求...........................……‘.........................……22
3.1.2.2定子内曲线选择的方法...............................................................……23
3.2新型旋片泵定子曲线的各项参数.......................................……，...............……24
3.2.1传统定子曲线的方程..................……。
.............................................……24
3.2.2本文提出的定子内表面曲线方程...................................................……24
3.2.3定子内表面曲线的运动特性要求..................................................……26
3.2.4新旧曲线的抽气速率的比较计算..................................................……27
3.3利用Matlab软件对曲线参数进行比较分析...........................................……29
3.3.1基元截面积的比较..........................................................................……29
3.3.2线型特性比较.......................................................................……、.....……31
3.3.3转子直径对新型曲线基元截面积的影响......................................……32
3.3.4旋片与定子接触点的运动规律分析..............................................……33
3.4本章小结.....................................................................................................……35
第四章旋片式真空泵运动学、动力学研究..........................................................……36
4.1运动速度分析.............................................................……、.........................……36
4.1.1转子..................................................................................................……36
4.1.2旋片...................................................................................……，........……36
4.2真空泵旋片运动加速度的研究.................................................................……38
4.3旋片式真空泵的动力学研究.....................................................................……40
4.3.1旋片式真空泵旋片的受力分析...……，.............................................……40
、犷一
兰州理工大学硕士学位论文
Abstract
Rot娜vanevacuumpump15anelementaryequipmentinvacuumteehnolog扒itcould
beusedtogetlowvacuum，orcombinedwithotherroughorfinevacuumPumPsasbacking
PumP.伪mparedwithothervacuumPumPs，therotaryvanevaeuumPumPhasthe
advantagesofminiature，lightweight，lownoiseandminimumvibration.NOWrotaryvane
vacuumPumPhascomeintowideuseinmanyfields，suehasMetallurgy，Maehinery
Manufaeturing，EleetronieandChemiealindustryEte.
hithisP叩Cf，thestruetureofrotaryvacuumPumP15firstdescribed，thenanalysthe
effeetfactoroftherotaryvanePumP，5PeiformaneeOThemainProblemsofPresentProducts
aredescribedindetail，whiehincludeultimatevacuum，PumPingeffiCiency，noise，011
injection，ete.ByanaiyzingtheseProblems，thesolvingPlansandthedesigntargetaregiven.
ComeuPwiththeProblemofPumPingsPeed，thenewconstruetionmethodofstator
curveandthenewstructureofrotaryvanevacuumPumParegiven二Themathematiemodel
ofnewcurveisdeterminedandthemathematicalequtiononthecalculationofthesectional
areaoftheworklngchamber15giventoo，concludetheevolutionofthesectionalareaofthe
workingch田肚berwithrotationangle.Summ耐zedtherelationshiPsbetweenPumPingsPeed
androtordiameter.ThevacuumPumP，5PumPingsPeedandmotion比aracteristicsare
analyzed，it15comParedwiththeoldcurvetodeterminethefeasibilityofthenewstator
CUrVe.
ThedynamiemodelofthenewstatorcurvehasbeenProPOsedthroughkinematiesand
dynamicsobjeet。
ThemovementP斌ofthevanecomPressorcomPriserotorandvane
imPortantly.k15neeessarytoanalysisthekeyP斌s，mainlyconduderotaryvaneandrotof，
namelyendureforeeanalysis，kinematicsanalysis.InordertoserializethecomPressor，it15
neeessarytosetuPthedesignform.Rotorforceanddeformation15analyzedbyFinite
elementsoftware.ThePremilinaryworkforfurtherdesignworkhasbeencomPletedbythis
PaPeL
Keywords:
rotaryvanevacuumPumP，statorcurve，PumPingsPeed，
kinematieanalysis
宇
兰州理工大学硕士学位论文
摘要
旋片式真空泵是一种基本的真空获得设备，可以用来获取真空，或者用于其它中高
真空泵的前级泵。
旋片泵与其他的真空泵相比，具有结构紧凑、体积小、重量轻、噪声
低、振动小等优点。
能够广泛地应用于冶金、机械、电子、化工、石油、
升级会员 