螺杆真空泵返流特性研究及优化设计

发布时间：2018-06-20 04:37

  本文选题：螺杆真空泵 + 返流　； 参考：《合肥工业大学》2016年硕士论文

【摘要】：论文以单头等螺距双螺杆真空泵为研究对象,研究分析了螺杆转子几何参数与返流特性、动平衡特性之间的关系,并对螺杆转子、进排气口等关键部件进行了优化,为螺杆真空泵的结构设计提供了参考。1)依据啮合原理,分析了转子几何参数对面积利用系数的影响,研究了几何抽速、接触线等转子几何特性,通过编程求解啮合条件式,绘制了空间接触线的图形并求得接触线的长度,为返流研究提供了依据；2)基于流体力学的理论,建立了螺杆真空泵转子齿顶、接触线两种返流通道返流量的理论数学模型,计算分析了螺杆转子几何参数以及返流通道间隙值对螺杆真空泵返流量的影响,得到返流量随着螺杆转子渐开线基圆半径、齿顶圆半径、齿底圆半径和导程变化的规律,给出了螺杆转子几何参数的优化设计方案；3)通过模态分析,求得螺杆转子的临界转速,运用刚性转子动平衡的方法对螺杆转子的动平衡性能进行了研究,分析了螺杆转子几何参数对其原始不平衡量的影响,通过在转子端面铸平衡孔的方法对螺杆转子进行了动平衡设计,给出了平衡孔形状及位置参数的设计方案；4)对螺杆真空泵的内压缩与外压缩过程进行了热力分析,研究了不同内容积比对功耗及排气温度的影响,分析了抽气过程中齿间容积的变化规律,对进气口和排气口的截面形状进行了优化设计。
[Abstract]:In this paper, the single head screw pitch twin screw vacuum pump is taken as the research object, the relationship between the screw rotor geometry parameters and the characteristics of the reflux and the dynamic balance is analyzed, and the key components such as screw rotor, inlet and exhaust port are optimized. This paper provides a reference for the structural design of screw vacuum pump. According to the meshing principle, the influence of rotor geometry parameters on area utilization coefficient is analyzed. The geometric characteristics of rotor such as geometric pumping speed and contact line are studied, and the meshing condition formula is solved by programming. The figure of the contact line in space is drawn and the length of the contact line is obtained, which provides a basis for the study of reflux. Based on the theory of fluid mechanics, the theoretical mathematical models of the return flow rate of the rotor tooth top and the contact line of the screw vacuum pump are established. The influence of the geometric parameters of screw rotor and the clearance value of the return channel on the return flow of the screw vacuum pump is calculated and analyzed. The law of the back flow rate varying with the radius of the involute base circle, the radius of the tooth top circle, the radius of the tooth bottom circle and the lead range of the screw rotor is obtained. Through modal analysis, the critical speed of screw rotor is obtained, and the dynamic balancing performance of screw rotor is studied by using the method of dynamic balancing of rigid rotor. The influence of the geometric parameters of screw rotor on the original unbalance is analyzed. The dynamic balancing design of screw rotor is carried out by casting a balance hole on the end of the rotor, and the design scheme of the shape and position parameters of the balancing hole is given. 4) Thermodynamic analysis of the internal and external compression process of screw vacuum pump is carried out, the influence of different internal volume ratio on power consumption and exhaust temperature is studied, and the variation law of inter-tooth volume in the process of extraction is analyzed. The section shape of air inlet and exhaust port is optimized.
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB752

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本文编号：2042991