2XZ-4型旋片式真空泵的設計含開題及16張CAD圖,xz,型旋片式,真空泵,設計,開題,16,cad XX設計(XX)開題報告 題目：2XZ-4型旋片式真空泵的設計 1 畢業(yè)論文綜述 1.1背景和意義： 主要的真空設備包括三大類產(chǎn)品:真空獲得設備、真空應用設備、真空測量儀表。其中，真空獲得設備是基礎設備。真空獲得設備也稱真空泵。人們用它來得到真空環(huán)境，以達到不同的應用目的。[4]就真空獲得設備的應用來說，可以簡單的分為通用型和專用型。其中，通用型真空泵的工作溫度為5-400 C，而且不能作為輸送泵用。國內(nèi)目前大部分產(chǎn)品都屬于這一類。 由于科學技術(shù)的高速發(fā)展，使得真空領域不斷發(fā)展擴大并且變得多樣化，對真空泵提出了更新、更多的要求，原來通用型的設備己完全不能滿足要求了，迫使真空廠家不得不向?qū)Ｓ眯驼婵毡梅矫姘l(fā)展，例如干式泵用于半導體行業(yè)的，化工行業(yè)的，各有其優(yōu)點，這也是今后的發(fā)展趨勢[1]。 真空獲得設備主要包括:旋片真空泵、滑閥真空泵、羅茨真空泵、蒸汽流真空泵、 往復真空泵、液環(huán)真空泵、分子、低溫泵、離子泵、干泵、分子篩吸附泵等。其中，前四種產(chǎn)品產(chǎn)量最大。其中，我們主要針對旋片式真空泵進行研究。[16] 旋片式真空泵是真空技術(shù)中最根本的真空獲得設備之一。它的工作壓力范圍為 101325-1. 33 X 10-ZPa，它可以單獨使用，或者用于其它中高真空泵的前級泵。旋片泵與其他的真空泵相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、燥聲低、振動小等優(yōu)點。能夠廣泛地應用于冶金、機械、電子、化工、石油、醫(yī)藥、食品加工等行業(yè)的真空冶煉、真空鍍膜、真空熱處理、真空干燥等工藝過程中。但旋片泵不適合用于抽出含氧過高的、有爆炸性的、對金屬有腐蝕性的、與泵油會發(fā)生化學反應的、含有顆粒塵埃的氣體。 1.2國內(nèi)外研究情況： 旋片式真空泵:五十年代這種泵在我國是隨著電子工業(yè)發(fā)展而發(fā)展起來的，可應用于幾乎所有真空領域中。既可用于研究，也可用于生產(chǎn)場合，既可直接獲得粗真空和低真空可作為泵組的前級泵。[11]真空行業(yè)廠幾乎都生產(chǎn)這類泵。目前，生產(chǎn)多為2x系列普速旋片式真空泵。由于沒有在各種不同狀況下使用的專用泵生產(chǎn)，同時很多人對真空泵應用還不清楚，常常被用在不合理的抽氣場合，造大量噴油現(xiàn)象，并把環(huán)境中塵埃，工作中蒸汽或有腐蝕性氣體抽入泵內(nèi)，使泵很易損壞。加之我國生產(chǎn)旋片泵產(chǎn)品質(zhì)量普遍存在一定的問題，與國外產(chǎn)品相比噪聲大、功率高、重量重、旋片材料以及泵內(nèi)動密封還不過關(guān)，為國外同類品六十年代水平，使旋片泵成了易損品。目前，國內(nèi)也有小批量高速直聯(lián)旋片式真空泵生產(chǎn)，與國外同類型產(chǎn)品相比差距較大。無論是系列普速泵還是高速直聯(lián)泵，在性能參數(shù)和各項經(jīng)濟技術(shù)指標上還不可能達到國外八十年代水平。自1909年蓋德(W. Gaede)發(fā)明旋片泵并取得德國專利，1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵，1941年取得專利以來，旋片真空泵得到廣泛應用和不斷完善。60年代末，國際上出現(xiàn)了提高轉(zhuǎn)速、直聯(lián)的小型化趨勢，70年代初出現(xiàn)了直聯(lián)系列產(chǎn)品，到80年代初，又推出了改進的系列產(chǎn)品，有多種可供用戶選配的附件，可以保護泵，或保護環(huán)境，泵本身結(jié)構(gòu)也有改進而使可靠性提高。[15]在泵的結(jié)構(gòu)方面，為了能在停泵時防止返油，有的設有能自動切斷油路的止回閥，有的設有進氣通道截止閥，有的為了能在泵開氣鎮(zhèn)運轉(zhuǎn)突然停電時自動切斷氣路來保持泵口處于真空狀態(tài)而設有油泵和控制結(jié)構(gòu)。[8]在附件方面，有消霧器、氣味過濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的入口過濾器、灰塵過濾器、蒸汽凝結(jié)阱、化學阱，有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護泵的溫控水量調(diào)節(jié)閥。到了80年代末，90年代初，又推出了油過濾器、能監(jiān)視油溫、油壓、油質(zhì)等的電子顯示器，甚至可以與計算機聯(lián)接，進行自動控制，采用強制潤滑和風冷，使泵的連續(xù)工作入口壓力達10kPa，甚至更高，同一臺泵的適用范圍因而更大。在轉(zhuǎn)子與定子的相對位置上，也有人做了研究，例如采用偏側(cè)心，下偏心等。例如，德國的VAROVACS400F/FL, S630F/FL型單級油封旋片泵，采用下偏心結(jié)構(gòu)，重心低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，易安裝，為制造大型旋片泵創(chuàng)造了條件。[2]最近幾年，我國的旋片泵生產(chǎn)取得了很大的進步，但由于加工工藝和設備落后，機械的加工水平不足，導致我國的旋片泵的技術(shù)水平仍然相對落后，難以滿足各大新興行業(yè)的需求。近年來，隨著我國電子科技、食品加工、醫(yī)療生產(chǎn)等方面的不斷進步，對旋片式真空泵的各項性能指標的要求也越來越高，急切需要更可靠、更高效的旋片泵產(chǎn)品來滿足國內(nèi)生產(chǎn)的需求。國外生產(chǎn)的旋片泵在性能上要領先國內(nèi)很多。 (1)國內(nèi)外的旋片泵產(chǎn)品性價比參數(shù)相差巨大 雖然近幾年來，國產(chǎn)旋片泵的性能指標，像;抽氣速率、極限真空、用油量、最高使用溫度等方面取得了一定的進步。但是在一些用戶比較關(guān)心的方面，如密封、重量、比功率、使用壽命、外形、噪聲等方面，與國外的同類產(chǎn)品相比還存在著很大的差距。 與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)旋片泵存在的問題具體表現(xiàn)在以下幾個方面： (a)抽氣效率過低。低泵的抽氣效率是指實際抽速與理論抽速之比。按照JB/T6533-1997《旋片真空泵》標準規(guī)定，2Pa時雙級泵的抽氣效率不應低于45%, 1.5kPa時不低于80%。該項指標表示了泵的抽氣能力，旋片泵不合格產(chǎn)品中有80%是因為該項指標過低。 (b)存在噴油漏油現(xiàn)象。不噴油、不漏油是關(guān)系著環(huán)境保護的重要指標，對于制冷、半導體、電子、食品包裝行業(yè)來說都是不允許有噴油漏油現(xiàn)象的。當前旋片泵不合格產(chǎn)品中有20%是因為該問題的存在。 (c)噪聲過大。噪聲過高也是迫切需要解決的問題之一，旋片泵不合格產(chǎn)品中因為噪聲過高而導致不合格的產(chǎn)品占了20%。例如，按照JB/T6533-1997《旋片真空泵》波安排自己買規(guī)定，2升旋片泵的噪聲不得大于72dB，而實際上現(xiàn)實中有些泵的噪聲甚至高于75dB。 以上三個方面是目前國產(chǎn)旋片泵存在問題比較嚴重的地方。此外，在極限壓力、用油量、重量、最高使用溫度、外觀造型上都還有待提高。 2 畢業(yè)論文內(nèi)容及方案或方法 2.1內(nèi)容：（1）設計一臺 2XZ-4 型旋片式真空泵。設計參數(shù)：極限真空度-0.67Pa，名義抽速-4L/S,泵軸轉(zhuǎn)速-1400r/min,電機功率-1.55kW。設計主要內(nèi)容：整體方案的設計，轉(zhuǎn)子的設計計算及校核，泵腔的設計，其余零部件的設計。 2.2研究方案：旋片泵的設計，首先應根據(jù)用途及工藝條件進行結(jié)構(gòu)設計。在結(jié)構(gòu)設計總體方案確定后，再進行主要參數(shù)和尺寸的設計計算，并輔以必要的輔助計算。（1）明確設計要求，查閱相關(guān)資料。 （2） 明確抽氣原理與結(jié)構(gòu)。旋片泵，它有偏心地裝在定子腔內(nèi)的轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的兩個或數(shù)個旋片，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)表面或相切或相交，轉(zhuǎn)子帶動旋片旋轉(zhuǎn)時，旋片借離心力(有的還有彈簧力)緊貼缸壁，把進排氣口分割開來，并使進氣腔容器周期性擴大而吸氣，排氣腔容積則周期性地縮小而壓縮氣體，借氣體和油的壓力推開排氣閥排氣，從而獲得真空。雙級泵由二個單級串聯(lián)而成，進氣壓力高時，一般大中型泵，二級可同時排氣，進氣壓力低時，氣體由高級排入低級，然后再排出泵外。防止停泵返油的原理與結(jié)構(gòu)和噪聲成因和降低措施。 （3） 擬定旋片式真空泵系統(tǒng)原理圖。 圖1旋片式真空泵結(jié)構(gòu)圖 1.油箱2.定子3.轉(zhuǎn)子4.旋片5.旋片彈簧 6.進氣嘴一0形圈7.擋油板8.濾網(wǎng) 9.進氣嘴10.真空泵油11排氣閥片 （4）確定旋片式真空泵系統(tǒng)的主要參數(shù)。1、已知名義抽速S，泵軸轉(zhuǎn)速。2、選定 幾何抽速Sth ，選擇直徑比b，選擇長徑比a，選取或計算容積利用系數(shù)Kv 。3、計算泵腔直徑D，轉(zhuǎn)子直徑d，高級缸長L1，偏心距e，雙級泵中低級缸長L的確定，旋片圓頭最大線速度Vmax驗算，旋片尺寸的確定 ，旋片厚度B的選取，進氣口直徑的選取，確定排氣口尺寸。 （5）確定主要幾何尺寸，氣鎮(zhèn)設計及計算。氣鎮(zhèn)設計計算，最小氣鎮(zhèn)速率，氣鎮(zhèn)量G，最大許可吸入水蒸氣壓為 Pv max ,氣鎮(zhèn)孔徑 d B。5、所需功率的計算：泵的最大壓縮功。 （6） 性能的試驗。 （7） 繪制工作圖，編寫技術(shù)文件。 3 畢業(yè)論文重點、難點及已展開工作 重點：旋片式真空泵泵主要參數(shù)和尺寸的設計計算。 難點：擬定系統(tǒng)原理圖是設旋片式真空泵的關(guān)鍵和難點，是此設計中最重要的一步。 已展開工作:查找各種中外文獻,明確了設計要求，設計總體方案。整理各種參數(shù)。 4 工作方案及進度計劃 第1-2周：查閱資料，熟悉課題，翻譯外文資料，準備開題，了解工作原理及特點，完成基礎知識的積累并撰寫開題報告。 第3-4周：總體方案的設計。 第5-6周：完成裝配圖，零部件圖。 第6-7周：旋片式真空泵系統(tǒng)的設計。 第8-9周：旋片式真空泵系統(tǒng)主要參數(shù)的確定。 第10-11周：確定主要幾何尺寸。 第12-13周：氣鎮(zhèn)設計及其計算。 第14-15周：完成論文及翻譯，準備答辯。 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [1] 楊乃恒.真空獲得設備[M].北京:冶金工業(yè)出版社1996. [2] 姜燮昌.中國的真空工業(yè)[J].92年國際真空產(chǎn)業(yè)展特別講演，日本真空工業(yè)會， 1992 [3] 何壁生.旋片真空泵的漏油成因與防止[J].真空，1994 [4] 劉玉魁 田硯 中國真空獲得設備的進展[J].1991 [5] 胡煥林.H-150A型滑閥真空泵低噪聲設計，中國真空獲得與測量專委會論文 [6] 曹羽.高壓差工作用氣冷式羅茨真空泵設計及其性能[M].真空，1991 [7] 榮道發(fā).干式機械真空泵綜述[J].真空，1991, [8] 姜燮昌.赴關(guān)真空泵技術(shù)和貿(mào)易考察報告[J].真空協(xié)會通訊，1994 [9] 姜燮昌.日本真空工業(yè)[J].真空，1996 [10] 富家宏.旋片式機械真空泵的設計計算及測量[M].1992 [11] 賀陵.我國粗低真空獲得設備發(fā)展狀況及水平預測[J].南京真空泵廠 [12] 楊乃恒.現(xiàn)代渦輪分子泵的技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].真空.1996 [13] 張遠深.胡曉涵，劉玉波，劉小華，陳雷.直線共轆齒廓內(nèi)嚙合齒輪泵的研 究.機械設計與制造2010 [14] 張遠深.陳雷，劉小華，劉玉波，胡曉函.連續(xù)送料、旋轉(zhuǎn)式同步動態(tài)飛剪 系統(tǒng)的研究.液壓與氣動 2009 [15] 何璧生.旋片式真空泵的結(jié)構(gòu)原理和設計計算[M] 上海真空泵廠 [16] 劉玉波.旋片式真空泵的研究[D] 2010 [17] 莫力林.旋片式真空泵節(jié)能控制的實現(xiàn)(桂林獅達機電技術(shù)工程有限公司， 廣西桂林541004) [18] Jim. Y, Kato. K, and Umehara. N, Further Investigation on the tribological Behavour of A1203-20 Ag20CaF2composite at 650“C,_ Tribology Letters, 1999, 225-232 19] Power BD, High Vacuum Pumping Equipment,ASME Journal of Lubricaiton Technology,1966 [20] A. B. Tranmschek, M. h. mkumbwa. Mathematical Modeling of Radial andNon-radial Rotary Sliding Vane Compressor Proceeding of ICEC,1996 6