2XZ-4型旋片式真空泵的設(shè)計(jì)含開(kāi)題及16張CAD圖,xz,型旋片式,真空泵,設(shè)計(jì),開(kāi)題,16,cad XX設(shè)計(jì)(XX)開(kāi)題報(bào)告 題目：2XZ-4型旋片式真空泵的設(shè)計(jì) 1 畢業(yè)論文綜述 1.1背景和意義： 主要的真空設(shè)備包括三大類(lèi)產(chǎn)品:真空獲得設(shè)備、真空應(yīng)用設(shè)備、真空測(cè)量?jī)x表。其中，真空獲得設(shè)備是基礎(chǔ)設(shè)備。真空獲得設(shè)備也稱(chēng)真空泵。人們用它來(lái)得到真空環(huán)境，以達(dá)到不同的應(yīng)用目的。[4]就真空獲得設(shè)備的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，可以簡(jiǎn)單的分為通用型和專(zhuān)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(guó)內(nèi)目前大部分產(chǎn)品都屬于這一類(lèi)。 由于科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，使得真空領(lǐng)域不斷發(fā)展擴(kuò)大并且變得多樣化，對(duì)真空泵提出了更新、更多的要求，原來(lái)通用型的設(shè)備己完全不能滿(mǎn)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(dǎo)體行業(yè)的，化工行業(yè)的，各有其優(yōu)點(diǎn)，這也是今后的發(fā)展趨勢(shì)[1]。 真空獲得設(shè)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(fù)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(duì)旋片式真空泵進(jìn)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(shè)備之一。它的工作壓力范圍為 101325-1. 33 X 10-ZPa，它可以單獨(dú)使用，或者用于其它中高真空泵的前級(jí)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(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。能夠廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)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(guò)程中。但旋片泵不適合用于抽出含氧過(guò)高的、有爆炸性的、對(duì)金屬有腐蝕性的、與泵油會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的、含有顆粒塵埃的氣體。 1.2國(guó)內(nèi)外研究情況： 旋片式真空泵:五十年代這種泵在我國(guó)是隨著電子工業(yè)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，可應(yīng)用于幾乎所有真空領(lǐng)域中。既可用于研究，也可用于生產(chǎn)場(chǎng)合，既可直接獲得粗真空和低真空可作為泵組的前級(jí)泵。[11]真空行業(yè)廠幾乎都生產(chǎn)這類(lèi)泵。目前，生產(chǎn)多為2x系列普速旋片式真空泵。由于沒(méi)有在各種不同狀況下使用的專(zhuān)用泵生產(chǎn)，同時(shí)很多人對(duì)真空泵應(yīng)用還不清楚，常常被用在不合理的抽氣場(chǎng)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(guó)生產(chǎn)旋片泵產(chǎn)品質(zhì)量普遍存在一定的問(wèn)題，與國(guó)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(dòng)密封還不過(guò)關(guān)，為國(guó)外同類(lèi)品六十年代水平，使旋片泵成了易損品。目前，國(guó)內(nèi)也有小批量高速直聯(lián)旋片式真空泵生產(chǎn)，與國(guó)外同類(lèi)型產(chǎn)品相比差距較大。無(wú)論是系列普速泵還是高速直聯(lián)泵，在性能參數(shù)和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上還不可能達(dá)到國(guó)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(guó)專(zhuān)利，1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵，1941年取得專(zhuān)利以來(lái)，旋片真空泵得到廣泛應(yīng)用和不斷完善。60年代末，國(guó)際上出現(xiàn)了提高轉(zhuǎn)速、直聯(lián)的小型化趨勢(shì)，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(jìn)的系列產(chǎn)品，有多種可供用戶(hù)選配的附件，可以保護(hù)泵，或保護(hù)環(huán)境，泵本身結(jié)構(gòu)也有改進(jìn)而使可靠性提高。[15]在泵的結(jié)構(gòu)方面，為了能在停泵時(shí)防止返油，有的設(shè)有能自動(dòng)切斷油路的止回閥，有的設(shè)有進(jìn)氣通道截止閥，有的為了能在泵開(kāi)氣鎮(zhèn)運(yùn)轉(zhuǎn)突然停電時(shí)自動(dòng)切斷氣路來(lái)保持泵口處于真空狀態(tài)而設(shè)有油泵和控制結(jié)構(gòu)。[8]在附件方面，有消霧器、氣味過(guò)濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的入口過(guò)濾器、灰塵過(guò)濾器、蒸汽凝結(jié)阱、化學(xué)阱，有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護(hù)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(guò)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(jì)算機(jī)聯(lián)接，進(jìn)行自動(dòng)控制，采用強(qiáng)制潤(rùn)滑和風(fēng)冷，使泵的連續(xù)工作入口壓力達(dá)10kPa，甚至更高，同一臺(tái)泵的適用范圍因而更大。在轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)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(guó)的VAROVACS400F/FL, S630F/FL型單級(jí)油封旋片泵，采用下偏心結(jié)構(gòu)，重心低，運(yùn)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(guó)的旋片泵生產(chǎn)取得了很大的進(jìn)步，但由于加工工藝和設(shè)備落后，機(jī)械的加工水平不足，導(dǎo)致我國(guó)的旋片泵的技術(shù)水平仍然相對(duì)落后，難以滿(mǎn)足各大新興行業(yè)的需求。近年來(lái)，隨著我國(guó)電子科技、食品加工、醫(yī)療生產(chǎn)等方面的不斷進(jìn)步，對(duì)旋片式真空泵的各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求也越來(lái)越高，急切需要更可靠、更高效的旋片泵產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的需求。國(guó)外生產(chǎn)的旋片泵在性能上要領(lǐng)先國(guó)內(nèi)很多。 (1)國(guó)內(nèi)外的旋片泵產(chǎn)品性?xún)r(jià)比參數(shù)相差巨大 雖然近幾年來(lái)，國(guó)產(chǎn)旋片泵的性能指標(biāo)，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(jìn)步。但是在一些用戶(hù)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(guó)外的同類(lèi)產(chǎn)品相比還存在著很大的差距。 與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)產(chǎn)旋片泵存在的問(wèn)題具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (a)抽氣效率過(guò)低。低泵的抽氣效率是指實(shí)際抽速與理論抽速之比。按照J(rèn)B/T6533-1997《旋片真空泵》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，2Pa時(shí)雙級(jí)泵的抽氣效率不應(yīng)低于45%, 1.5kPa時(shí)不低于80%。該項(xiàng)指標(biāo)表示了泵的抽氣能力，旋片泵不合格產(chǎn)品中有80%是因?yàn)樵擁?xiàng)指標(biāo)過(guò)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(hù)的重要指標(biāo)，對(duì)于制冷、半導(dǎo)體、電子、食品包裝行業(yè)來(lái)說(shuō)都是不允許有噴油漏油現(xiàn)象的。當(dāng)前旋片泵不合格產(chǎn)品中有20%是因?yàn)樵搯?wèn)題的存在。 (c)噪聲過(guò)大。噪聲過(guò)高也是迫切需要解決的問(wèn)題之一，旋片泵不合格產(chǎn)品中因?yàn)樵肼曔^(guò)高而導(dǎo)致不合格的產(chǎn)品占了20%。例如，按照J(rèn)B/T6533-1997《旋片真空泵》波安排自己買(mǎi)規(guī)定，2升旋片泵的噪聲不得大于72dB，而實(shí)際上現(xiàn)實(shí)中有些泵的噪聲甚至高于75dB。 以上三個(gè)方面是目前國(guó)產(chǎn)旋片泵存在問(wèn)題比較嚴(yán)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(shè)計(jì)一臺(tái) 2XZ-4 型旋片式真空泵。設(shè)計(jì)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(jī)功率-1.55kW。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：整體方案的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，泵腔的設(shè)計(jì)，其余零部件的設(shè)計(jì)。 2.2研究方案：旋片泵的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)根據(jù)用途及工藝條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案確定后，再進(jìn)行主要參數(shù)和尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，并輔以必要的輔助計(jì)算。（1）明確設(shè)計(jì)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(gè)或數(shù)個(gè)旋片，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)表面或相切或相交，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)旋片旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋片借離心力(有的還有彈簧力)緊貼缸壁，把進(jìn)排氣口分割開(kāi)來(lái)，并使進(jìn)氣腔容器周期性擴(kuò)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(kāi)排氣閥排氣，從而獲得真空。雙級(jí)泵由二個(gè)單級(jí)串聯(lián)而成，進(jìn)氣壓力高時(shí)，一般大中型泵，二級(jí)可同時(shí)排氣，進(jìn)氣壓力低時(shí)，氣體由高級(jí)排入低級(jí)，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(jìn)氣嘴一0形圈7.擋油板8.濾網(wǎng) 9.進(jìn)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(zhǎng)徑比a，選取或計(jì)算容積利用系數(shù)Kv 。3、計(jì)算泵腔直徑D，轉(zhuǎn)子直徑d，高級(jí)缸長(zhǎng)L1，偏心距e，雙級(jí)泵中低級(jí)缸長(zhǎng)L的確定，旋片圓頭最大線(xiàn)速度Vmax驗(yàn)算，旋片尺寸的確定 ，旋片厚度B的選取，進(jìn)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(shè)計(jì)及計(jì)算。氣鎮(zhèn)設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)算：泵的最大壓縮功。 （6） 性能的試驗(yàn)。 （7） 繪制工作圖，編寫(xiě)技術(shù)文件。 3 畢業(yè)論文重點(diǎn)、難點(diǎn)及已展開(kāi)工作 重點(diǎn)：旋片式真空泵泵主要參數(shù)和尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算。 難點(diǎn)：擬定系統(tǒng)原理圖是設(shè)旋片式真空泵的關(guān)鍵和難點(diǎn)，是此設(shè)計(jì)中最重要的一步。 已展開(kāi)工作:查找各種中外文獻(xiàn),明確了設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)總體方案。整理各種參數(shù)。 4 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 第1-2周：查閱資料，熟悉課題，翻譯外文資料，準(zhǔn)備開(kāi)題，了解工作原理及特點(diǎn)，完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累并撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 第3-4周：總體方案的設(shè)計(jì)。 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(shè)計(jì)。 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(shè)計(jì)及其計(jì)算。 第14-15周：完成論文及翻譯，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見(jiàn)： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 楊乃恒.真空獲得設(shè)備[M].北京:冶金工業(yè)出版社1996. 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