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罗茨转子四种圆弧轮廓构造的性能对比与选型策略
1
作者 李玉龙 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第2期152-160,共9页
为明确罗茨转子四种圆弧轮廓构造(A:顶轴圆心、B:节圆外中轴圆心、C:节圆内中轴圆心、D:谷轴圆心)对产品性能的量化影响及介质适配选型需求。研究先基于统一轮廓构造方程,用UGNX软件量化叶截面积、质心半径等叶属性;再以Pumplinx软件对... 为明确罗茨转子四种圆弧轮廓构造(A:顶轴圆心、B:节圆外中轴圆心、C:节圆内中轴圆心、D:谷轴圆心)对产品性能的量化影响及介质适配选型需求。研究先基于统一轮廓构造方程,用UGNX软件量化叶截面积、质心半径等叶属性;再以Pumplinx软件对低黏度空气(1000 rpm)、高黏度水(400 rpm)开展CFD仿真;最后分析多维度性能。表明叶属性与理论流量特性排序为B>C>A>D,B型转动惯量较A型降23.0%、理论排量增4.26%;低黏度下A型性价比最高、C型泄漏最大,高黏度下D型性价比最优(较A型增1.4%)、B型挤压膨胀压力波动极大。四种转子性能差异显著,选型需匹配介质黏度:低黏度优选B、C型,高黏度优选A、D型并辅以小径向尺寸与低转速。 展开更多
关键词 罗茨转子 圆弧轮廓 构造方法 叶属性 CFD 仿真 介质黏度 适配选型
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罗茨泵困油现象机理剖析与缓解措施验证
2
作者 李玉龙 宋安然 +1 位作者 宋陆昊 刘天涯 《工程设计学报》 北大核心 2026年第1期138-146,共9页
为解决罗茨泵在输送高黏度液压油时由困油现象引发的压力脉动、功率波动及流量不稳定问题,需明确其困油机理,对比不同转子轮廓下的困油特性差异并提出针对性缓解措施,从而为罗茨泵的结构优化与工况适配提供理论支撑。首先,按转子轮廓顶... 为解决罗茨泵在输送高黏度液压油时由困油现象引发的压力脉动、功率波动及流量不稳定问题,需明确其困油机理,对比不同转子轮廓下的困油特性差异并提出针对性缓解措施,从而为罗茨泵的结构优化与工况适配提供理论支撑。首先,按转子轮廓顶部与根部是否有圆弧过渡,将其划分为全工作型(如圆弧轮廓)与非全工作型(如渐开线轮廓)两类;同时,通过参数化建模方法构造转子轮廓,定义关键结构参数并建立统一数学方程。然后,利用Siemens NX软件生成罗茨泵的三维几何模型,并借助Pumplinx软件建立CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)仿真模型,以分析液压油介质下该泵的运行特性。最后,在转子根部开设方形卸荷槽,并对比有无卸荷槽时的困油特性差异。仿真结果表明,2种罗茨泵均存在显著的困油现象:渐开线和圆弧轮廓下泵的最大压力增幅分别为113.3%、68.7%,且均未发生空化现象;在开设卸荷槽后,渐开线轮廓下泵的瞬时压力波动幅度缩小了29.5%,最大压力增幅降至50.4%,但平均输出流量下降了1.2%。综上,非全工作型转子轮廓的困油危害更为严重,转子根部的卸荷槽可有效抑制困油现象,但会导致输出流量小幅衰减。研究结果可为罗茨泵在高黏度液体输送领域的工程应用提供理论依据与技术参考。 展开更多
关键词 罗茨泵 困油现象 压力脉动 转子轮廓 卸荷槽
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径向涡轮分子泵叶片结构优化及仿真分析 被引量：1
3
作者 谢元华 佟英博 +6 位作者 谢天意 王桂鹏 窦仁超 孟冬辉 刘坤 孙立臣 闫荣鑫 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第1期36-42,共7页
涡轮分子泵广泛应用于大科学装置、核物理工业、半导体及薄膜工业。径向涡轮分子泵转子叶列结构简单,叶列排气端呈圆弧形外扩排布,有利于叶片间气体粒子正向传输,提升了抽气效率。文章以径向结构涡轮分子泵为研究对象,基于稀薄气体传输... 涡轮分子泵广泛应用于大科学装置、核物理工业、半导体及薄膜工业。径向涡轮分子泵转子叶列结构简单,叶列排气端呈圆弧形外扩排布,有利于叶片间气体粒子正向传输,提升了抽气效率。文章以径向结构涡轮分子泵为研究对象,基于稀薄气体传输理论,采用数学粒子追踪方法,对9种不同形状的叶片结构进行对比分析,使用COMSOL软件模拟不同叶片结构下叶列间气体粒子的正、反向传输几率,探究叶片形状对气体粒子正、反向传输几率和压缩比的影响。结果表明,涡轮分子泵转子叶片一侧为弧形凸面结构,另一侧为平面结构时,分子泵的压缩比提升1个数量级,分子泵性能显著提升。研究对涡轮分子泵的设计与优化具有一定的参考价值和指导意义。 展开更多
关键词 涡轮分子泵 径向 叶片形状 传输几率 压缩比
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罗茨轮廓的中轴构造法及其叶属性分析 被引量：1
4
作者 时杉杉 安晶 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第3期215-221,共7页
为进一步提升罗茨泵的潜在性能和完善转子轮廓的现有顶轴构造法,提出了基于中轴的两种构造新方法;以抛物线的应用为例,首先以任一共轭点处的啮线距和传动角为构造参数,共轭点的横坐标为构造变量,建立出共轭轮廓的互构方程;其次由待定轮... 为进一步提升罗茨泵的潜在性能和完善转子轮廓的现有顶轴构造法,提出了基于中轴的两种构造新方法;以抛物线的应用为例,首先以任一共轭点处的啮线距和传动角为构造参数,共轭点的横坐标为构造变量,建立出共轭轮廓的互构方程;其次由待定轮廓上出现零最小曲率半径的特殊情况,确定出最小抛物线系数及其最大形状系数,最后对比分析中轴外/中轴内/顶轴外构造法下的叶截面属性及其潜在性能。结果表明构造参数关于构造变量的函数解析性决定了轮廓构造的繁简程度,优选抛物线轮廓点的横坐标为构造变量能化繁为简;最大形状系数由最小抛物线系数所决定,最小抛物线系数由待定轮廓上出现零曲率半径的极限条件所决定,中轴外/中轴内/顶轴外构造法下的最小抛物线系数为2叶的19.52/0/0.60,2叶的1.81/0/0.42,4叶的0.75/0/0.31,最大形状系数为2叶的1.32/1.71/1.49,3叶的1.24/1.50/1.39,4叶的1.08/1.38/1.32;中轴外、中轴内较顶轴外构造法易于实现节圆外工作轮廓的凹函数特征,叶截面积惯性矩分别下降9.77%、12%等,得出中轴构造法更能降低共轭泄漏和提高旋转稳定性的重要结论。 展开更多
关键词 罗茨转子 叶轮廓 中轴构造法 顶轴构造法 形状系数 抛物线
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无油涡旋真空泵温度场、应力场和热变形的ANSYS模拟 被引量：17
5
作者 杨广衍 盛林 +1 位作者 张秀丽 李春燕 《真空》 CAS 北大核心 2008年第5期17-19,共3页
本文运用有限元分析软件ANSYS对涡旋真空泵动、定涡旋盘的温度场及其产生的热变形、应力场进行了模拟和研究。模拟结果与实测数据进行了对比。首先对无油涡旋真空泵动、定涡旋盘体使用UG软件三维实体建模,再对三维实体模型进行转化处理... 本文运用有限元分析软件ANSYS对涡旋真空泵动、定涡旋盘的温度场及其产生的热变形、应力场进行了模拟和研究。模拟结果与实测数据进行了对比。首先对无油涡旋真空泵动、定涡旋盘体使用UG软件三维实体建模,再对三维实体模型进行转化处理,开启ANSYS系统将UG中建好的模型导入,输入所需参数以及相应热载荷进行运算,最终得出无油涡旋真空泵动、定涡旋盘盘体的温度场、应力场和热变形云图与数值信息并找到变化规律。其结果验证了涡旋真空泵动、定涡旋盘设计的合理性,对涡旋真空泵的设计有所帮助。 展开更多
关键词 无油涡旋真空泵 UG ANSYS 温度场 热变形 应力场
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严格密封型螺杆真空泵转子型线研究 被引量：11
6
作者 巫修海 张宝夫 陈文华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期947-954,共8页
结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段... 结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。 展开更多
关键词 螺杆真空泵 转子型线 密封 间隙
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干式螺杆真空泵研究现状与展望 被引量：31
7
作者 郭蓓 薛建国 +2 位作者 牛瑞 张建 吴炎 《真空》 CAS 北大核心 2009年第5期37-40,共4页
介绍目前螺杆式真空泵现状,分析了螺杆端面型线研究情况和整机冷却中存在的问题。
关键词 螺杆真空泵 端面型线 机体冷却
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一种新型干式螺杆真空泵转子端面型线的研究 被引量：9
8
作者 刘春姐 徐成海 +1 位作者 张世伟 关奎之 《真空》 CAS 北大核心 2003年第6期40-43,共4页
介绍了一种新型的干式螺杆真空泵的转子端面型线———双边对称圆弧型线,给出其端面型线方程。介绍了推导方法及参数计算方法,开发了计算程序并给出实例。
关键词 干式螺杆真空泵 双边对称圆弧型线 端面型线 阳转子 阴转子
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内压缩干式螺杆真空泵工作特性数学建模 被引量：8
9
作者 巫修海 陈文华 张宝夫 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期987-994,共8页
内压缩螺杆真空泵工作过程中,工作型腔内部同时存在粘滞流、转移流和分子流等多种流态,针对该问题,提出了稳定的操作状态下,等熵压缩的孔径流系数法计算质量流的方法,建立了离散化、漩涡式多级螺杆真空泵工作特性计算模型,解决了内压缩... 内压缩螺杆真空泵工作过程中,工作型腔内部同时存在粘滞流、转移流和分子流等多种流态,针对该问题,提出了稳定的操作状态下,等熵压缩的孔径流系数法计算质量流的方法,建立了离散化、漩涡式多级螺杆真空泵工作特性计算模型,解决了内压缩螺杆真空泵抽速与入口压力关系、消耗功率与入口压力关系理论计算问题。分析比较了仿真与试验结果,发现仿真值与试验数据较吻合,理论计算模型计算精度达到预期效果。理论计算模型用于样机试验之前找到最佳的设计参数,为快速开发内压缩螺杆真空泵提供设计方法和技术支撑。 展开更多
关键词 内压缩 螺杆真空泵 工作特性 数学建模
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无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望 被引量：11
10
作者 张世伟 赵凡 +2 位作者 张杰 张志军 韩进 《真空》 CAS 2015年第5期1-12,共12页
基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,... 基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,进行了详细的综述;选择介绍在国内有产品销售的六款采用特殊结构螺杆转子的外国螺杆泵产品,对其转子特点进行了分析。针对干式泵在应用领域所面临的新挑战,本文还提出了基于气体热力过程分析的螺杆泵专属设计新理念和采用通用泵体和专属转子的螺杆泵生产新方法,并展望由此可能带来的新变化。 展开更多
关键词 螺杆真空泵 转子 综述 设计方法
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干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析 被引量：11
11
作者 刘春姐 徐成海 祖文文 《真空》 CAS 北大核心 2006年第1期17-20,共4页
利用有限元建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的数值方法,考虑了热传导及转子表面与工作介质的对流换热因素对温度场的影响,采用相似准则方程—迪特斯-玻尔特(D ittus-Boe lter)公式计算了对流换热系数。计算结果表明:转子温度场由进... 利用有限元建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的数值方法,考虑了热传导及转子表面与工作介质的对流换热因素对温度场的影响,采用相似准则方程—迪特斯-玻尔特(D ittus-Boe lter)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120℃。随着转子转速降低,排气端温度迅速降低,当转速在2000 r/m in以下时,转子由进气端至排气端的温度变化在30℃以下。实验结果验证了上述结论,误差在15%以内。本文的研究工作不仅提供了干式螺杆真空泵转子的温度分布,也为进一步研究转子的热变形,合理确定泵腔内各密封间隙提供了理论与实验依据。 展开更多
关键词 干式真空泵 螺杆 有限元 温度场
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特殊爪型真空泵转子型线参数的优化 被引量：10
12
作者 徐学忠 谭翰墨 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第12期41-43,共3页
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
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滑阀真空泵振动机理的研究 被引量：6
13
作者 刘正士 李志远 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1997年第1期15-17,共3页
对滑阀真空泵的振动机理进行研究，用谱分析和波形分析等技术识别泵的振源；对泵进行动力分析，定量计算振动力的大小。为进一步控制滑阀泵的振动，改进设计提供依据。
关键词 滑阀 真空泵 振动机理 数值计算
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特殊爪型真空泵转子型线的研究 被引量：8
14
作者 徐学忠 谭翰墨 刘建花 《机床与液压》 北大核心 2013年第5期81-84,共4页
根据平面啮合理论,应用复数矢量法对一种特殊爪型真空泵的理论型线进行研究,给出了转子的曲线方程并据此作出了转子曲线。对真空泵的容积利用系数进行了计算和分析,结果表明:真空泵的形状系数是影响泵的容积利用率的主要因素。
关键词 干式真空泵 型线 特殊爪型
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干式涡旋真空泵的发展与关键问题 被引量：5
15
作者 黄英 李建军 +1 位作者 韩晶雪 张以忱 《真空》 CAS 2013年第3期26-29,共4页
涡旋真空泵是一种无油容积式机械真空泵,具有结构简单,有效容积利用系数大,压缩比大,在较宽的压力范围内具有较稳定的抽速,真空度高,驱动力矩小,功率变化小,振动噪声低,可靠性高等优点。本文介绍了涡旋真空泵的发展、目前不同结构型式... 涡旋真空泵是一种无油容积式机械真空泵,具有结构简单,有效容积利用系数大,压缩比大,在较宽的压力范围内具有较稳定的抽速,真空度高,驱动力矩小,功率变化小,振动噪声低,可靠性高等优点。本文介绍了涡旋真空泵的发展、目前不同结构型式产品的工作原理、间隙和密封、结构特点、存在的技术问题及相应的解决方法等。 展开更多
关键词 真空泵 涡旋 无油 抽速 真空度
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机械真空泵振动控制的研究 被引量：4
16
作者 胡焕林 李志远 《真空科学与技术》 EI CAS CSCD 1993年第5期335-341,共7页
机械真空泵是组成真空系统的必不可少的部分,它的振动必须严格控制,因为泵的振动不仅反映泵的设计、制造水平。过大的振动将严重影响真空系统的稳定性、限制真空系统的安装位置。本文通过理论分析和实验证明,泵的主要振源来自运动系统... 机械真空泵是组成真空系统的必不可少的部分,它的振动必须严格控制,因为泵的振动不仅反映泵的设计、制造水平。过大的振动将严重影响真空系统的稳定性、限制真空系统的安装位置。本文通过理论分析和实验证明,泵的主要振源来自运动系统所产生的不平衡惯性力,泵的振动特点是整体振动,减少振动的有效方法是进行动力分析和动平衡,并用实验验证结果。 展开更多
关键词 机械真空泵 振动 动平衡
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双面非对称干式涡旋真空泵的设计计算 被引量：1
17
作者 黄英 李建军 +1 位作者 常亮 张国庆 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1199-1202,共4页
涡旋真空泵是一种无油容积式机械干式真空泵,具有结构简单,真空度高,振动噪声低,可靠性高等优点。但涡旋真空泵也有一些缺点,如抽速较低,初始抽气时泵的工作状态不稳定,加工制造困难等。本文提出了一种双面非对称涡旋真空泵的设计思路,... 涡旋真空泵是一种无油容积式机械干式真空泵,具有结构简单,真空度高,振动噪声低,可靠性高等优点。但涡旋真空泵也有一些缺点,如抽速较低,初始抽气时泵的工作状态不稳定,加工制造困难等。本文提出了一种双面非对称涡旋真空泵的设计思路,给出了泵主要结构及抽气性能参数的设计计算。此设计提高了泵的抽速,解决了泵初始抽气时状态不稳定等问题,减小了对涡旋齿的强度要求,增大了涡旋盘抽气的有效利用面积。 展开更多
关键词 真空泵 涡旋 抽速 双面 非对称
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无油机械真空泵及其应用 被引量：5
18
作者 徐成海 刘春姐 +1 位作者 张世伟 关奎之 《真空电子技术》 2002年第4期63-67,共5页
综述了适合于电子行业用的无油机械真空泵的种类 ,介绍几种无油机械真空泵的结构、性能、特点和存在的问题 ,以及对泵的选择和应用。
关键词 真空泵 无油机械 应用 种类 结构
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双螺杆真空泵齿顶圆周间隙泄漏模拟计算 被引量：4
19
作者 施毅 谭昱全 +4 位作者 董中林 李琦 杨炼 倪小洪 干蜀毅 《真空》 CAS 2017年第2期6-9,共4页
在研究螺杆泵各项间隙构成原理的基础上,通过CFX软件对同一级齿顶圆周间隙模型进行模拟计算,分析了流体温度、间隙高度、泄露通道宽度对泄漏量的影响。研究结果表明:流体温度对通过泄漏通道的质量流量影响显著,且排气级气体温度不宜过低... 在研究螺杆泵各项间隙构成原理的基础上,通过CFX软件对同一级齿顶圆周间隙模型进行模拟计算,分析了流体温度、间隙高度、泄露通道宽度对泄漏量的影响。研究结果表明:流体温度对通过泄漏通道的质量流量影响显著,且排气级气体温度不宜过低;螺杆泵稳定运行时的最大齿顶圆周间隙高度应有一定的限制;在相同条件下泄漏量随泄露通道宽度增加而减小。计算结果对双螺杆真空泵腔内间隙的设计计算和优化提供了模拟计算方法和理论基础,对提高双螺杆真空泵的抽气性能有着积极的意义。 展开更多
关键词 螺杆真空泵 齿顶圆周间隙 泄漏 CFX
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螺杆真空泵设计的常见问题分析 被引量：5
20
作者 张世伟 孙坤 韩峰 《真空》 CAS 2021年第1期23-28,共6页
针对我国目前螺杆真空泵产品同质化特征明显、与多样性的用户需求不相适应的现状,本文从螺杆真空泵设计的角度出发,分别就螺杆泵的整体结构布局、螺杆转子的螺旋展开方式、冷却系统与温度控制、密封形式等几方面,尝试开展设计思路和方... 针对我国目前螺杆真空泵产品同质化特征明显、与多样性的用户需求不相适应的现状,本文从螺杆真空泵设计的角度出发,分别就螺杆泵的整体结构布局、螺杆转子的螺旋展开方式、冷却系统与温度控制、密封形式等几方面,尝试开展设计思路和方案对比分析,进而提出兼顾产品标准化大批量生产和针对用户特殊需求个性化小批量定制的设计原则,并给出具体实施策略。期望有助于我国螺杆泵产品开发制造水平的提升。 展开更多
关键词 螺杆泵 设计方法 变螺距 温度控制 密封
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