涡轮分子泵动叶片对轴系临界转速的影响.pdf

《涡轮分子泵动叶片对轴系临界转速的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第7期机械设计与制造2014年7月MachineryDesign&Manufacture109涡轮分子泵动叶片对轴系临界转速的影响华海宇，罗阳(四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065)摘要：涡轮分子泵轴系临界转速是泵设计过程中的重要参数，当轴系在其临界转速或附近运转时，产生的剧烈振动会严重影响轴系的稳定性。为了探究动叶片对-l占界转速的影响，在对泵的转子系统进行简化的前提下，利用传递矩阵法计算了轴系临界转速并在此基础上借助有限元软件SolidworksSimulation对动叶片的共振频率进行了研究，有限元分析结果说明单个动叶片的共振频率远高于轴系临界转速；动叶片组在分析中-*q

2、-rX简化为远程质量且将大幅度降低轴系临界转速，因此计算时必须将动叶片组包含在内。关键词：涡轮分子泵；临界转速；传递矩阵法；有限元分析：远程质量中图分类号：TH16；TB752．27文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0109—03EfectoftheRotorBladeofaTurboMolecularPumpontheCriticalSpeedofShaftingHUAHai-yu，LUOYang(SchoolofManufacturingScienceandEngineeringofSichuanUniversity，SichuanChengdu610065，

3、China)Abstract：Thecriticalspeedofshaftingof口turbomolecularpumpis吼impoaantparameterdudngthedesignprocess．whentheshworksnearthatspeed，vibrationwilldoharmtothestabilizationofthesheInordertosearchtheefectoftherotorbladeORthecriticalspeed，Oltthebasisofthesimplifedpump，itcalculatesthecriticalspeedwithtr

4、ansfermatrixmethodanddoesresearchonnsinglerotorbladewiththefiniteelementSoj~wareSolidworksSimulation，andtheresultsshowthattheresonancefrequencyoftherotorbladeismuchhigherthanthecriticalspeed，therotorbladeintheanalysiscarbesimplifedtoaremotequality，anditwillgreatlyreducethecriticalspeedoftheshaftin

5、g，SOtherotorbladegroupmustbeincludedinthecalculatioIt．KeyWords：TurboMolecularPump；CriticalSpeed；TransferMatrixMethod；FiniteElementAnalysis；RemoteQuality1引言涡轮分子泵是一种利用高速旋转的叶片把动量传输给被抽气体分子，使气体分子能够连续不断地从入口运动到出口并排出的动量传输式真空泵，被广泛应用在半导体、真空镀膜等行业。作为高速精密机械，对其轴系结构的机械特性有着很高要求。涡轮分子泵工作在其第一阶临界转速之上。轴系结构在其临界转速或附近运转时

6、，产生强烈自激振动并造成失稳『l】。根据泵的实际情况，利用有限元软件SolidworksSimulation，通过计算单I、5．柔性支承(轴承支承)2,4、6．等截面轴(电机轴)个动叶片的共振频率并认为动叶片组可以作为远程质量包含在3．集中质量(电机转子)7．长机件(叶片轴)相关分析中，验证了其有效性，分析了对轴系临界转速的影响。图1涡轮分子泵转子系统简化图Fig．1TheSimplifiedDiagramoftheRotorSystem2传递矩阵法计算轴系临界转速ofaTurboMolecularPump计算轴系临界转速目前使用的方法有圜：邓柯莱法、传递矩根据其轴的支撑方式将其定义为长机

7、件[4]，可以得到由站1阵法和有限元法。由于传递矩阵法描述转子状态的参数用矩阵形到站8总的传递矩阵为：式表示运算简单方便日，根据传递矩阵法理论，将转子系统简化成[7T]=[][，][][：][][，][][](1)七个元件，如图1所示。以站1和站8的状态向量分别为：来稿日期：2013—12—10作者简介：华海宇，(1988一)，男，I~Jll威远人，硕士研究生，主要研究方向：计算机辅助设计制造；罗阳，(1969一)，男，