特殊爪型真空泵转子型线参数的优化.pdf

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1、2010年第38卷第l2期流体机械41文章编号：1005—0329(2010)12—0041—03特殊爪型真空泵转子型线参数的优化徐学忠，谭翰墨(常熟理工学院，江苏常熟215500)摘要：建立了特殊爪型真空泵转子型线参数优化数学模型，以泵的容积利用系数为目标函数，以保持转子曲线光滑为约束条件对影响转子形状的参数进行了优化选择，得到了满足设计要求的一系列最优参数值。关键词：优化；干式真空泵；型线；特殊爪型中图分类号：TB752．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．12．0

2、11OptimizationDesignofProfileoftheSpecialTypeClawVacuumPumpXUXue·zhong，TANHan-mo(ChangshuInstituteofTechnology，Changshu215500，China)Abstract：Optimizationdesignmodelforshapecoeficientofprofileofthespecialtypeclawvacuumpumpisproposed，takenthevolumetricefficiencya

3、sobjectivefunctionandkeepingtheprofilesmoothasconstraintfunction．Theresultissatisfactory，andshowthatkeyfactoreffectingonthevolumetriceficiencyofthevacuumpumpisshapecoeficient．Keywords：dryvacuumpump；volumetriceficiency；profile；specialclawtype1引言要求。本文在分析该转子型线的基础上

4、，建立了一优化数学模型对转子的参数进行了优化选择，爪型干式真空泵是一种非接触式的干式真空所得到参数经验证符合设计要求，且能得到优良泵，具有无油、较大的压缩比、可直接向大气排气、的几何性能。可处理固体颗粒等优点，特别适合于电子产品等工艺的真空设备中。2转子型线的组成爪型真空泵转子型线主要有六段曲爪式、七段直爪式和非对称爪型等几种，但其转子型线都本文研究的特殊爪型真空泵的一对转子形状是由直线、圆弧、摆线及其包络线连接而成。六段是不同的，其中转子1是由参数已知的圆弧、直线曲爪式和七段直爪式真空泵由于啮合两转子型线和摆线组成

5、，转子2的轮廓曲线是与转子1共轭完全相同，称为对称型转子型线；男一类爪式真空的曲线。转子1、2的型线分别是关于中心对称泵其啮合两转子的型线完全不相同，称为非对称的。型或特殊型。由于转子型线组成多样性，共轭曲如图1所示，以转子1的回转中心为原点建线的计算求解较复杂，给设计工作带来诸多不便，立静坐标系X。O。Y。；以转子2的回转中心为原点影响了其推广应用和使用性能的提高。建立静坐标系，X2O：y2；以转子1的回转中心为原现有文献[1]对此种真空泵的型线进行了研点。将动坐标系。0。Y，固结于转子1，随转子1究，并给出了参数

6、的取值方法。但按该方法确定转动；以转子2的回转中心为原点，动坐标系的参数有一定的局限性，适应范围有限，当形状系0Y2固结于转子2上(动坐标系图中未标出)。数改变时，所作出的转子有明显的畸形，不能满足图1所示位置为动坐标系与静坐标系重合位置，收稿日期：2010—04—22基金项目：江苏省高教自然科学基础研究项目(08KJD460001)42FLUIDMACHINERYVo1．38，No．12，2010也是两转子的起始位置。系数也随之变小。当c取值接近2时，爪顶圆半设爪顶圆半径：径越大，其伸出爪部分相对节圆越突出，刚性和

7、挠=尺l=C1，R2=。2R性降低，在旋转抽气时很容易发生变形甚至疲劳，中心距：n=2R断裂。同时，基圆处爪底与轴之间联结部分变薄，式中c——形状系数强度降低，整个转子的强度减小。考虑到具体设c——爪顶形状系数计时要求不同，我们将形状系数c取为常量，在设c——爪背形状系数计时针对不同设计要求取一系列值。R——节圆半径这样，优化设计变量就只有爪顶形状系数c．、对于转子1，其各段的组成为：AB段为摆线，爪背形状系数c，，即与转子2上右侧的尖点共轭；BC段为圆弧，半径：[l，2]=[c1，c2](1)为R。，圆心在O点(R

8、一。，0)；CD段为直线，3．2目标函数平行于轴且距轴的距离为．，与BC圆弧相衡量真空泵性能的指标之一是泵的几何抽切，D点坐标为(R一口一R2，R)；DE段为圆弧，速。变容式真空泵中，其几何抽速的大小与容积半径为2，圆心在点O2(R一a—R2，。一R2)；EF利用系数A有关，在其它条件一定的情况下，A愈段为直线，其与y轴平行，与圆弧DE相切。F