螺杆干式真空泵研究

螺杆干式真空泵工作原理螺杆干式真空泵是一种常用的真空设备，它的工作原理是通过螺杆的旋转来实现气体的压缩和抽取，从而达到产生真空的目的。

螺杆干式真空泵主要由主机、进气口、排气口和控制系统等组成。

当泵启动时，气体从进气口进入泵内，然后被螺杆旋转压缩，并随着螺杆的运动逐渐排出泵体。

在这个过程中，螺杆和泵体之间的间隙是非常小的，因此气体能够被高效地压缩和抽取。

螺杆干式真空泵的运转过程可以分为四个阶段。

首先是进气阶段，气体通过进气口进入泵内，同时螺杆开始旋转。

在进气阶段，泵体内的气体被螺杆吸入并被压缩。

然后是压缩阶段，螺杆的旋转使气体被进一步压缩，气体的温度和压力都会上升。

接下来是排气阶段，当气体被压缩到一定程度时，排气口打开，气体被排出泵体。

最后是排气完成阶段，当气体被完全排出泵体后，泵停止运转。

螺杆干式真空泵的工作原理基于螺杆的旋转运动和气体的压缩。

螺杆的旋转使得气体被连续地压缩和抽取，从而形成真空。

相比于其他类型的真空泵，螺杆干式真空泵具有以下几个优点。

螺杆干式真空泵可以在干燥的环境下工作，不需要使用任何润滑剂。

这样可以避免润滑剂对真空系统的污染和泄漏的问题。

螺杆干式真空泵的抽取速度较快，可以快速达到所需的真空度。

这对于一些需要较高真空度的应用非常重要。

螺杆干式真空泵具有较低的振动和噪音水平，工作稳定可靠。

这使得它在一些对噪音和振动要求较高的场合得到广泛应用。

总的来说，螺杆干式真空泵是一种高效、节能、环保的真空设备。

它的工作原理简单明了，通过螺杆的旋转来实现气体的压缩和抽取。

在实际应用中，螺杆干式真空泵被广泛应用于电子、化工、医疗、冶金等领域，为各行业的生产和科研提供了可靠的技术支持。

目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 绪论 (3)1.1.课题背景及研究意义 (3)1.2 课题研究方向 (3)2 螺杆干式真空泵的设计 (5)2.1 转子的设计 (5)2.2 转子尺寸计算 (7)2.3 腔体的设计 (8)2.4 齿轮的设计 (8)2.5 气道的设计 (9)2.6 轴承的设计 (10)2.7 密封件的设计 (11)2.8 电机的选择 (11)3 参数计算 (13)3.1 排气量 (13)3.1.1 理论排气量 (13)3.1.2 实际排气量 (13)3.2 轴的强度计算 (14)3.3 极限真空度、功率及冷却水量 (14)4 转子温度场有限元分析 (16)4.1 ANSYS中有限元的计算方法 (16)4.2 转子温度场的有限元计算 (16)4.2.1 建立数学模型 (16)4.2.2 实体几何模型 (18)4.2.3 网格划分 (18)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)S-400螺杆真空泵设计摘要：近年来，随着科技的发展，干泵的需求越来越大。

本文介绍的螺杆干式真空泵具有一系列的优点。

1，抽气腔内无任何工作液，可输送高粘度的物质;2，无油蒸汽排放，保证了外部环境的清洁;3，由于转子之间留有间隙，所以能用于烟尘，侵蚀性，有害的气体。

本次干式螺杆泵设计要点是转子，气道结构和密封系统[]1。

关键词：干式真空泵；螺杆；吸气；排气Abstract:Recently,the growing demand for dry pump with the development of science and technologyThis article describes the screw dry vacuum pump with a series ofadvantages1,There is no operating fluid in the extracting chamber,it can deliverhigh-viscosity material.2,There is no oil vapour outlet, it can guarantee out side clean.3,It can extract gas containing dust ,corrosivity ,and poison ,because it hassmall gap between tooth face of male and female rotors.The main factors for this dry screw vacuum pump design are rotors,airwaystucture and sealing system.Keywords:dry(oil-free)vacuum pump；screw；inlet；outlet1绪论泵的发展有接近110年的历史了，随着科技的发展，泵的种类也在飞速多元化，从最初的旋片泵到具有抽高真空能力的罗茨泵，螺杆泵，仿佛一切都是来的那么突然又有条不紊。

干式螺杆真空泵学习心得
今天刚学习完干式螺杆真空泵，对干式螺杆真空泵有了新的认识，新的认识有：
1、真空度:干式螺杆真空泵、爪式真空泵、无油涡旋真空泵极限真空度都很高，最高极限真空均可达到1-2pa;无油往复真空泵为粗
真空设备，极限真空度低，需要搭配罗茨真空泵提高极限真空。

2、抽气量:无油涡旋真空泵由于内部结构问题，抽气量较小，只适用于小抽气量的工艺中;干式螺杆真空泵型号齐全，可适用大抽气
量工艺中，配合罗茨真空泵可以满足不同客户的需求。

3、稳定性:干式螺杆真空泵性能稳定，噪音低，故障率低;无油
往复真空泵结构简单，噪音较高，需要经常更换滑片。

爪式真空泵由于装配复杂，转子与轴不为一体，出现故障需全部重新拆解装配，反复装配从而降低产品性能及稳定性。

4、特殊处理:由于化工、制药等相关工艺气中会不同程度含有易燃、易爆以及腐蚀性气体，所以干式真空泵需要特殊处理。

干式螺杆真空泵内部结构简单，两根转子、泵腔均可做防腐处理，可选用镍磷涂层和特氟龙两种涂层。

爪式真空泵很难做防腐处理，各级隔板之间几乎无法做表面处理，转子表面的防腐涂层也容易在装配时损伤。

无油涡旋真空泵只适合抽洁净的气体，不能抽取易燃、易爆及具有腐蚀性的气体。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
干式螺杆真空泵研究现状与展望(1)
目前各种真空泵的发展愈来愈受到真空应用场合的影响，通常的真空系统无法满足清洁无油及耐腐蚀的要求，因此近年来干式真空泵市场需求量很大, 真空获得产品已经出现更新换代的局面, 大量的有油真空系统已被无油清洁的真空系统所代替。

国外几乎每一家较大的真空公司都生产各种不同型式的干式真空泵.螺杆真空泵属于非接触型干式泵, 是20 世纪90 年代初期出现的一种理想的泵种,以其抽速范围宽、结构简单紧凑、抽气腔元件无摩擦、寿命长、能耗低、无油污染等优点, 但其制造技术为国外掌握, 我国尚处于起步阶段,市场对于干式真空泵有迫切的需求。

1、研究现状干式螺杆真空泵由于其优越的性能，在欧美和日本目前已经成为微电子、半导体、制药、精密加工等行业首选真空获得设备，日本在螺杆压缩机基础上，很早就研发出了真空泵的多头转子型线，并投入市场。

德国几家真空设备公司也逐步的开发出了等螺距、变螺距转子型线，并在转子和机体冷却方面做了很多研究。

螺杆泵的技术关键问题。

（1）转子端面型线螺杆真空泵主要部件是一对旋向相反的螺距螺杆，电机的传动轴连接主动转子，通过一对高精度的同步齿轮带动从动螺杆，两螺杆间留有间隙，通过两转子的啮合达到抽气的目的(如核心技术是螺杆齿形，不同的齿形直接决着泵的极限真空、抽气速率、容积效率、振动和噪声等技术性能指标的差异。

目前螺杆真空泵的端面型线主要分为两种，单头转子型线和多头转子型线。

如源于螺杆压缩机的多头转子型线起步较早，有的厂家直接用螺杆压缩机的转子型线用在真空泵上使用。

日立公司很早就把4－6 头螺杆转子型线用在真空泵上，韩国LG 公司的真空泵目前也使用多头转子型线，由于两啮合。

干式真空泵的振动特性研究摘要：干式真空泵是一种常用的真空设备，其振动特性对其运行稳定性和使用寿命有着重要影响。

本文通过对干式真空泵的振动特性进行研究，分析了振动的原因和影响因素，并提出了优化振动特性的方法。

一、引言干式真空泵是一种无油污染、无回流、无需水冷却的真空设备，广泛应用于科研实验、半导体制造、光学仪器等领域。

然而，由于其工作原理的特殊性，干式真空泵存在一定的振动问题，对设备的运行稳定性和寿命产生影响。

因此，研究干式真空泵的振动特性具有重要意义。

二、振动的原因干式真空泵的振动主要源于以下几个方面：1. 不平衡质量：真空泵的转子在高速旋转过程中，由于加工精度、装配误差等因素，可能存在不平衡质量，导致振动增大。

2. 摩擦和磨损：由于真空泵内部存在摩擦和磨损，例如轴承磨损、密封失效等，会导致振动的产生和增加。

3. 流体动力学效应：真空泵工作时，气体流动产生振动力，在设备中会引起振动。

4. 工作状态：真空泵在不同工作状态下，如冷启动、正常工作、低负荷等，其振动特性也存在差异。

三、振动的影响因素干式真空泵的振动特性受多种因素影响，主要包括：1. 转子结构和几何特征：转子的几何形状和结构设计是决定振动特性的重要因素。

例如，转子的材料、几何形状、重量分布等都会对振动产生影响。

2. 辅助系统特性：例如冷却系统、润滑系统等对振动有一定的影响。

3. 工作条件：真空泵的工作条件如负荷、转速、温度等也会对振动产生影响。

4. 安装和维护：真空泵的正确安装和定期维护对减小振动、提高性能具有重要作用。

四、优化振动特性的方法1. 质量平衡：制造中加强对转子的精确加工和装配，减小转子的不平衡质量，可通过精确的质量平衡方法使振动减小至最小程度。

2. 摩擦和磨损控制：定期检查和更换轴承、密封件等易受磨损的部件，保持设备内部的光洁度和润滑性。

3. 流体动力学设计：对真空泵的内部结构和流道进行优化设计，减小气体在流动过程中产生的振动力。

干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析刘春姐，徐成海，祖文文（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004）质的对流换热因素对温度场的影响，采用相似准则方程一迪特斯-玻尔特（Dittus；oelter）公式计算了对流换热系数。

计算结果表明：转子温度场由进气端至排气端近似为线性增长，排气端温度约为120G随着转子转速降低，排气端温度迅速降低，当转速在2000r/mir以下时，转子由进气端至排气端的温度变化在30C以下圆心为原点，建立如图所示的坐标系。

在阴、阳转子z向不同位置处各选择5个测点，使用FlukeF65型红外测温仪进行温度测量，量程：-4C~50C，精度±2C.各测点的y坐标为60mm，由于转子作周期性旋转运动，周向温度场较均匀，没有限制测点x的坐标。

螺杆真空泵的温度水平不高，热辐射的影响有限；采用相似准则方程进行对流换热系数的计算，与实际情况存在一定的误差；测点V）温度随转速变化的计算值与实验值的对比泵正常工作时的转速为3600r/min，随着转速的下降，排气端面温度急剧下降，主要原因是转子压缩气体作功和气体的摩擦作功减小，当转速低于2000r/min时，转子进气端与排气端的温差不超过30C，已经不需要强制冷却设施7结论本文利用Solidworks和Ansys软件建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的有限元模型，实验分析表明模型能够较好地反映转子温度场的变化，为进一步分析转子的热膨胀变形，合理确定泵腔内的各密封间隙奠定了理论和实验基础上海交通大学学报，2002，10段永利。

多级三叶干式罗茨真空泵若干问题的研究。

东北大学硕士学位论文，2004巴要帅。

新型旋片泵的结构及性能研究。

东北大学硕士学位论文，2005：63.蒋汉文，岳孝芳，吴味隆，等。

热工学，中国组团参加ISO/TC 112国际标准化会议7日，由全国真空技术标准化技术委员会组团参加了ISO/TC 112（国际标准化组织真空技术委员会）在韩国首尔召开的全体大会。

干式螺杆真空泵与往复泵特性对比泵型干式螺杆真空泵往复式真空泵工作原理两个螺杆转子以相反的方向向内旋转压缩，气体以低漩流的方式运送出去从而实现吸气和排气活塞在气缸内做往复运动不断改变气缸两端的容积，一端容积扩大吸入气体，另一端容积缩小排出气体；活塞与气阀的联合作用，周期地完成吸气和排气作用真空泵结构螺杆、壳体和端盖组成结构简单，整个螺杆泵头仅有一百个左右的零部件真空泵由气缸、活塞环、曲轴、活塞杆、十字头、吸气阀、排气阀机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件组成，结构复杂使用条件进气压力：大气压～0.1KPa进气温度：－20～90℃进气压力：大气压～15KPa进气温度：《50℃极限真空单级即可实现高真空，极限压力几个帕斯卡极限真空1300～2600帕斯卡抽气量可选泵型从一百到几千个立方每小时的抽量，相对抽量范围较宽，且可在大气压到一个毫巴压力范围内下保持大抽速常用泵抽气量高达2000方每小时左右，工作压力范围较窄，15KPa以下抽气效率急剧下降处理气体能力可以处理一定量的液体及小颗粒固体；温度适中，允许流程介质在泵内凝结，可夹带一定的液体，且可以安全排放几乎不能处理液体和颗粒，易造成活塞环和气缸出磨损或卡死安全性无火花防爆设计，采用PTFE密封和机械密封复合型设计，氮气密封吹洗保护，实现气体零泄露有摩擦部件存在，易产生火花，抽取易燃易爆气体时，安全性较差；自身密封结构原因，很难做到工艺气体零泄露腐蚀应用标准泵具有防腐涂层（如： PFA /Ni+Cr+Co等多种涂层），可以处理腐蚀性介质通常无防腐措施，有机物泵腔内聚合或积碳等，易造成故障；抽腐蚀性介质，真空泵需要根据工艺选择不同种类的密材料稳定性整个泵腔内无接触部件，没有工作部件的磨损，抽气效率稳定活塞等部件磨损是避免不了的，随着检修次数的增加工作真空度将不断下降，长时间使用抽气效率衰减泵内和排气温度水冷螺杆，泵腔内的温度120度，消音器后排气温度稳定且一般低于60度，在处理易燃易爆气体时安全可靠性更高气体温升速度梯度高，排气温度较高，压缩热聚集快，泵腔内温度很难控制，如排气阀故障泵腔内的温度会更高噪音噪音低噪音大,机组振动大日常维护保养几乎免维护。

干螺杆真空泵工作原理及特点
干螺杆真空泵是一种广泛应用于工业领域的真空设备，其工作原理和特点如下所述：
工作原理：
干螺杆真空泵通过螺杆的旋转来实现真空抽吸。

其内部由一对同轴的螺杆（主螺杆和从螺杆）组成，当主螺杆旋转时，从螺杆随之旋转。

在螺杆的螺旋腔中，由于螺杆的旋转，气体被逐渐向前推进，并被连续抽吸至泵的出口处，从而形成真空。

特点：
1. 干式操作：干螺杆真空泵采用干式操作，不需要使用油作为密封介质，减少了对环境的污染，且无需担心油污染物进入真空系统，适用于对干净和无油污要求较高的应用领域。

2. 高真空抽吸能力：干螺杆真空泵能够实现较高的真空抽吸能力，能够将气体抽至相对较低的气压范围，适用于需要较高真空度的技术过程和应用。

3. 运行稳定可靠：干螺杆真空泵结构简单，无易损件，因此运行稳定可靠，维修和保养成本较低。

另外，由于干螺杆真空泵没有液态油润滑，无需担心油品老化、泵内残留物等问题。

4. 适应性强：干螺杆真空泵适用于多种气体的抽吸，包括高温气体、湿气体、腐蚀性气体等。

同时，它也可以处理一定的液体和固体颗粒。

总结：
干螺杆真空泵通过旋转螺杆实现真空抽吸，其特点包括干式操作、高真空抽吸能力、运行稳定可靠和适应性强。

这使得干螺杆真空泵在广泛的工业应用中得到了广泛的应用。

干式螺杆真空泵的结构、性能与应用摘要：干式螺杆真空泵是一种新型的真空泵，摒弃了传统润滑介质，具有结构简单、无油污染、高效能等特点。

本文通过对干式螺杆真空泵的结构、性能及应用进行研究与分析，总结出其在工业生产、科学研究等领域的广泛应用。

通过实验测量和数据分析，验证了干式螺杆真空泵的高抽速、低温升、可靠性等优势。

该研究为进一步推动干式螺杆真空泵的应用提供了理论依据和技术支持。

关键词：干式螺杆真空泵；性能；结构引言干式螺杆真空泵作为一种新型的真空泵，具有结构简单、无油污染、高效能等优势，已经在工业生产和科学研究中得到广泛应用。

本文旨在研究和分析干式螺杆真空泵的结构、性能及应用，并通过实验验证其抽速、温升和可靠性等方面的优势。

通过该研究，可为进一步推动干式螺杆真空泵的应用提供理论依据和技术支持，促进其在各个领域的发展和应用。

1.干式螺杆真空泵的结构干式螺杆真空泵是一种新型的真空泵，其结构相比传统润滑介质的真空泵有所不同。

它主要由驱动电机、螺杆转子、定子、进气口、排气口等组成。

其中，驱动电机提供动力，使螺杆转子旋转；螺杆转子与定子之间形成密封腔，通过旋转运动实现气体的抽吸和排放。

干式螺杆真空泵不需要外部润滑介质，因此在结构上取消了传统泵中的润滑系统，简化了结构，并且避免了润滑介质对工艺气体的污染。

此外，干式螺杆真空泵还采用了特殊的密封措施，以确保真空度的稳定性。

整个结构紧凑，占用空间小，方便安装和维护。

干式螺杆真空泵的结构简单而高效，使其在工业生产和科学研究中得到广泛应用。

2.干式螺杆真空泵的性能2.1高抽速的实验验证通过实验验证，干式螺杆真空泵展现出了高抽速的优异性能。

实验中，我们使用不同压力下的气体进行测试，并测量了干式螺杆真空泵的抽速。

结果显示，在各种压力范围内，干式螺杆真空泵表现出了卓越的抽取能力。

尤其是在高真空条件下，其抽速明显高于传统润滑介质的真空泵。

这可归因于干式螺杆真空泵采用无油设计，减少了气体与润滑介质之间的摩擦损失，提高了气体的流动性能。