ZJ-600型罗茨真空泵设计(论文)

毕业设计2013年6月1日设计题目ZJ-600型罗茨真空泵设计学生姓名相源学号20090755专业班级机械设计制造及其自动化09-10班指导教师王庆生院系名称机械与汽车工程学院ZJ-600型罗茨真空泵设计0目录中文摘要...............................................................1英文摘要...............................................................11.引言...............................................................31.1绪论..........................................................31.2我国罗茨真空泵的现状..........................................31.3我国罗茨泵与国外先进水平相比的差距............................41.4罗茨真空泵的发展趋势..........................................51.5设计内容、步骤和目的..........................................52.罗茨泵的工作原理及其结构特点.......................................72.1罗茨泵的工作原理..............................................72.2罗茨泵的结构特点..............................................82.3罗茨泵的应用及实物图..........................................93.ZJ-600型罗茨真空泵的主要零件及结构设计............................113.1罗茨真空泵的主要零部件.......................................113.2电动机的选择.................................................133.3斜齿圆柱齿轮传动设计..........................................153.4转子体设计计算................................................193.5轴的结构设计计算..............................................233.6轴承选取设计计算..............................................273.7ZJ-600型罗茨真空泵的结构.....................................28结论..................................................................30致谢..................................................................31参考文献..............................................................32ZJ-600型罗茨真空泵设计1ZJ-600型罗茨真空泵设计摘要：本设计是对ZJ-6OO罗茨真空泵进行整体结构设计，并且针对罗茨泵结构的几个方面进行改进：第一，针对罗茨真空泵工作时的噪声过大的问题，本设计采用一对同步齿轮传动，使转子之间相对位置保持始终不变，保证转子和齿轮在轴上定位的径向位移适中，同时加强轴的刚度，确保润滑油供应充足，以减小罗茨真空泵的噪声；第二，针对罗茨真空泵的密封是油密封，会将一部分油带入真空室，污染真空室，本设计罗茨真空泵的密封部位采用机械密封，靠一对或者几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力或补偿机构的弹力作用下保持接合，并配以辅助密封，进而保证没有油或者水蒸气进入真空室；第三，针对罗茨真空泵的泵体与转子是由铸铁做成，在潮湿的环境中很容易受到腐蚀，导致转子之间的间隙变大，极大地影响了罗茨泵的效率与寿命，本设计通过在泵体和转子表面镀上一层镍来防止泵体与转子的腐蚀。通过以上几个方面的改进，与原来的罗茨泵相比，性能有了一定提高。关键词：罗茨真空泵；噪声；转子型线；密封ZJ-600型罗茨真空泵设计2Abstract：ThisdesignisZJ-600vacuumpumptotheoverallstructuraldesign,andstructurefortherootspumptoimproveseveralaspects:First,whileworkingforrootsvacuumpumpthenoisebigproblems,thedesignusesapairofsynchronousgeartransmission,maketherotorpositionrelativetoremainunchangedbetweenrotorandgear,guaranteetheshaftpositioningoftheradialdisplacementmoderate,whilestrengtheningshaftrigidity,ensurelubricatingoilsupply,toreducethenoise.Second,sealinginrootsvacuumpumpistheoilseal,anditwillbepartoftheoilintothevacuumchamberwithpollution,thisdesignrootsvacuumchamberthesealingparts,andbatesvacuumpumpuseofmechanicalseal,relyonapairofperpendiculartotheaxisormorerelativeslidingfaceinfluidpressureorcompensationundertheactionoftheelasticinstitutions,andmatchesbykeepingjointsandensureassistingsealingnooilorwatervaporintothevacuumchamber;Third,vacuumpumpforrootspumpbodyandrotorismadefromcastiron,indampenvironmentverysusceptibletocorrosion,causingtherotorclearancesbetweengreaten,greatlyinfluencedrootspumpefficiencyandlife,thisdesignthroughinthepumpbodyandrotorsurfacecoatedwithnickeltopreventthepumpbodyandrotorcorrosion.Throughtheaboveaspectsofimprovement,andtheoriginalrootspump,itwillhaveacertainperformancecomparedtoimprove.Keywords:rootspump；noise；rotorprofile；sealZJ-600型罗茨真空泵设计31引言1.1绪论我国真空设备行业自改革开放的30多年来有了很大的发展和长足的进步，不仅在产值、产量上的大幅度增长，而且在品种、规格还是在综合技术水平上都取得了可观的成绩。尤其是“九五”以来，行业各企业抓住机遇，调整产品结构，大力推进技术创新，为我国的国民经济建设，科学技术的发展，国防高新技术的提升做出了贡献。文章就高新技术的发展及应用促进和带动了真空设备行业的发展和技术升级，高新技术的发展离不开真空技术的近几年，我国真空设备行业加强了对外的交流及行业之内的交流，无论是整个行业与国外同行业相比，还是在本行业内互相的对比，都暴露了我们存在的问题与差距。中国真空设备行业虽然面临着诸多的问题和困难，便它同时也面临着巨大的机遇。因此，我们必须以力保中国真空设备行业的发展为己任，振兴民族工业，扩大中国真空设备制造业在世界的影响。外国企业的进入与成功已成为不可争辩的事实，日本真空各地布点，德国莱宝在中国扩建，其它西方著名厂家也在寻找伙伴在中国建制造基地。他们的胃口很大，势有鲸吞真空设备市场之势。中国真空设备行业首要要在产品质量上下功夫，努力提高产品的性能可靠性、耐用性，争取国内客户的信赖。二要在售后服务上力求完美，大至部件，小至螺丝钉都要尽最大可能的满足，而且要有响应速度。三要发挥我们的低成本优势，在质价比上取胜，合理的价格，可靠的质量，不怕没人来识货。四要树立民族的正气，力推国产真空产品，说服和用实践证明国产真空产品的优点。在现如今的真空发展趋势，我们应该在力求保护我们真空行业的同时，我们也决不是闭关主义者。尽可能的吸收外国的先进技术，提高我们产品的水平是缩小我们与国外产品差距的一个捷径。要加强与国外著名厂家的合作，高起点吸纳他们的技术，实施一步到位战略；呼吁真空设备行业进行战略的大整合；建立起能自我约束，自我保护的行业法规。中国真空设备行业今后的路需要由行业中的各企业家去铺垫，去付出辛勤的努力而把这条路铺实、铺平，使之成为崛起的大道。1.2我国罗茨真空泵的现状ZJ-600型罗茨真空泵设计4罗茨真空泵按其用途可分为三大类，其一是普通罗茨泵，包括带溢流阀ZJP型和不带溢流阀ZJ型，抽速30l/s到20000L/s。普通罗茨泵目前较为广泛地应用于真空冶金、真空镀膜、真空浸渍、医药化工的蒸馏和精馏等各个领域。其二是ZJQ（LQ）系列气冷式罗茨真空泵，气冷式罗茨真空泵抽速从75L/s到3750L/s。由于气冷式罗茨真空泵采用了保证泵在运行过程中压缩热达到完全平衡的结构，因此泵的最大允许压差可达到8.7XPa，可以直排大气。在很多场合气冷罗茨泵已得到广泛应用，例如负载特别大、抽气时间要求短、粗真空只高真空均需要大抽速、普通罗茨泵不能接受的载荷等场合。其三是ZBK型或LS型水冷式罗茨真空泵，应用于造纸行业及其工业除尘行业。生产普通罗茨真空泵的厂家国内有上百家，实力各不相同，因而罗茨真空泵的质量相差悬殊。就反应罗茨泵抽气能力的性能指标零流量最大压缩比和最大允许压差△而言，对于抽气速率1200L/s的罗茨泵，尽管修改后的行业标准JB7674/T-2005规定了零流量最大压缩比≧50，最大允许压差△≧5000Pa。但是大部分企业的1200L/s零流量最大压缩比仅在40左右，最大允许压差仅在3500Pa左右。有的企业由于采用了较好的转子设计型线，数控设备加工泵的主要零件，使这两个指标达到了充分地匹配，零流量最大压缩比≧55，最大允许压差△≧5300Pa.基本达到了LEYBOLD公司RA7001的水平。1.3我国罗茨泵与国外先进水平相比的差距1.国产普通罗茨泵技术经济指标与国外对比（以600L/s为例）从表一我们可以看出：(1)国产优质泵在主要技术指标如抽速、极限压力、最大压差、能耗等方面已接近外国泵的水平，这说明我们的设计水平和加工水平已有了很大进步。(2)反映罗茨泵抽气能力的性能指标零流量最大压缩比最大允许压差△。目前国产泵只有少数厂家可与其相比外，其它普遍较低。(3)噪声指标偏高表面差距较大，在转子动平衡、齿轮、联轴器等的加工工艺方面和轴承、电机等机电配套采购方面要有很多工作要做。(4)在减小重量降低成本方面也有一定差距，要在设计上创新，包括结构和材料上创新。2.外观质量。国外罗茨真空泵外形美观、零件的配合面之间的错位基