無(wú)油螺桿真空泵轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡問(wèn)題研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多行業(yè)對(duì)真空環(huán)境的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，因而對(duì)真空獲得設(shè)備也提出了更高的要求。無(wú)油螺桿真空泵是一種具有廣闊應(yīng)用前景和巨大市場(chǎng)潛力的干式真空泵，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、醫(yī)藥、化工、糧食干燥等工業(yè)領(lǐng)域。伴隨著無(wú)油螺桿真空泵高速化的發(fā)展趨勢(shì)，其螺桿轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡問(wèn)題也越來(lái)越突出，嚴(yán)重影響到了螺桿泵整體工作性能的提高。因而有必要在設(shè)計(jì)階段就對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　本課題針對(duì)廣泛應(yīng)用于無(wú)油螺桿真空泵中的單頭等

2、螺距和變螺距螺桿轉(zhuǎn)子開(kāi)展了動(dòng)平衡設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究?；谫|(zhì)量去除法來(lái)實(shí)現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜平衡補(bǔ)償，依據(jù)質(zhì)徑積平衡原理采用雙面平衡法以質(zhì)心位置和質(zhì)徑積歸零為目標(biāo)，分別得到了完整可行的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子和單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡通用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化計(jì)算公式。
　　為適應(yīng)工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，簡(jiǎn)化計(jì)算步驟，以推導(dǎo)出的通用動(dòng)平衡優(yōu)化設(shè)計(jì)方法為理論基礎(chǔ)，對(duì)整數(shù)倍導(dǎo)程長(zhǎng)度、半整數(shù)倍導(dǎo)程長(zhǎng)度、任意長(zhǎng)度等三種特定結(jié)構(gòu)的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子開(kāi)展了專

3、門的研究。并得到了簡(jiǎn)單可行的結(jié)論，直接給出包括去除質(zhì)量體的截面面積、質(zhì)心位置和挖空深度的計(jì)算公式，可直接應(yīng)用到單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡設(shè)計(jì)中。
　　為了保持無(wú)油螺桿真空泵中螺桿轉(zhuǎn)子齒形面的完整性，減小排氣時(shí)殘余有害空間使所有表面都完整光滑，以滿足更高的工作要求，本文對(duì)在轉(zhuǎn)子內(nèi)部去除質(zhì)量從而形成空心轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)形式的單頭等螺距螺桿轉(zhuǎn)子開(kāi)展了專門的研究。提供了一種適用于整數(shù)倍導(dǎo)程和半整數(shù)倍導(dǎo)程的單頭等螺距空心分體式螺桿轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡設(shè)

4、計(jì)方法。所述分體式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸可采用不同于轉(zhuǎn)子體的高強(qiáng)度材料制成，具有比普通整體式轉(zhuǎn)子更高的剛度和強(qiáng)度，能夠在更高的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。
　　針對(duì)前述的螺桿轉(zhuǎn)子開(kāi)展動(dòng)平衡優(yōu)化計(jì)算時(shí)應(yīng)用數(shù)值計(jì)算軟件繁雜，不容易控制邊界條件等問(wèn)題，本文提出了應(yīng)用Pro/ENGINEER行為建模技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，為在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)螺桿泵轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡提供了一種快速有效的方法。同時(shí)，前述研究所得的結(jié)論，也可以利用本方法非常方便地快速實(shí)現(xiàn)動(dòng)平

5、衡設(shè)計(jì)。為便于機(jī)械加工，基于此方法，提出了端面去質(zhì)量，輔助齒頂面找正的動(dòng)平衡方式。本文研究結(jié)論的實(shí)際應(yīng)用的可行性和價(jià)值已經(jīng)在具體生產(chǎn)工藝實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證，取得了良好的平衡性能。
　　在公式推導(dǎo)過(guò)程中并沒(méi)有涉及轉(zhuǎn)子型線的構(gòu)成，所以該優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以適用于任何結(jié)構(gòu)型線的單頭等螺距和變螺距螺桿轉(zhuǎn)子。本文給出的方法徹底地解決了無(wú)油螺桿真空泵中的螺桿轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡問(wèn)題。該套優(yōu)化設(shè)計(jì)方法已成功應(yīng)用于工程實(shí)踐中，并取得了良好的效果。鑒于課題中的創(chuàng)新