真空濾油機用渦旋真空泵渦旋盤優(yōu)化研究.pdf

1、潤滑油是一種由石油中提煉且具有高附加值的產(chǎn)品，因其良好的潤滑、冷卻、防銹及密封等性能，被廣泛應用于各種機械設備中。一些潤滑油液在未被充分利用或因達到換油指標而被更換的情況下被隨意排放或丟棄，造成河流、土壤等自然環(huán)境的嚴重污染，同時也造成石油資源的巨大浪費。從節(jié)約經(jīng)濟和節(jié)省資源的角度來看，迫切需要人們研究與廢油再生、廢油凈化和油液高效利用等相關的廢油資源化問題，尤其是廢油再生技術研究和濾油機凈化設備研制的問題研究，將具有重要的經(jīng)濟、社會和

2、生態(tài)效益。
　　真空濾油機是一種典型的廢油凈化設備，依靠真空泵提供的真空環(huán)境完成對廢油的脫水、脫氣及除雜。渦旋盤是真空濾油機用渦旋真空泵的核心工作部件，其性能好壞直接決定真空泵的性能，間接影響真空濾油機的整機特性。為進一步提高真空濾油機整機效率并降低能耗，提高對廢油的資源化再生，需要從根本出發(fā)，研究并改善真空泵渦旋盤的特性，優(yōu)化渦旋盤結構，以提高渦旋真空泵工作效率，從而提高真空濾油機的性能。
　　在渦旋盤結構特點和工作原理的

3、基礎上，對通用渦旋型線的優(yōu)勢和在渦旋盤設計中的重要性進行了闡釋，并給出了通用渦旋型線及通用渦旋盤型線的表征方法，分析了渦旋型線壁厚變化的趨勢。在通用型線及其共軛型線生成原理的基礎上，對比了通用型線方程法和MATLAB程序法生成通用型線的優(yōu)劣，在需要快速篩選待定系數(shù)時，MATLAB程序法具有更加高效方便的優(yōu)勢。最終根據(jù)MATLAB程序法得到建模用通用型線，經(jīng)優(yōu)化得到圈數(shù)為N=3.25，節(jié)距P=17.26mm，齒厚t=4.71mm，齒高h=

4、26.15mm的通用渦旋型線。在NX軟件中運用該型線完成真空泵渦旋盤的三維建模和運動仿真，裝配體的情況與實際大致相同。給定速度為90°每秒的恒定驅動下，通過步進的方式觀察了主軸轉角在0°、90°、180°、270°時動、靜渦旋盤嚙合情況，主軸和動渦旋盤的位移-角度幅值曲線結果符合渦旋盤實際運動情況。在基于有限元原理的結構仿真中，動、靜渦旋盤位移-節(jié)點變形的最大幅值出現(xiàn)在渦旋齒齒頂?shù)凝X頭部位，動渦旋盤變形最大幅值為8.176μm，靜渦旋盤

5、變形的最大幅值為9.701μm，無論是靜渦旋盤還是動渦旋盤，周向位移-節(jié)點值均遠小于徑向和軸向的位移-節(jié)點值，材料剛度可以抵抗渦旋盤的彈性形變。動、靜渦旋盤所受應力在渦旋齒齒頭與端板連接的部分最為集中，動渦旋盤單元節(jié)點在該處的Von Mises應力最大值為45.25MPa，靜渦旋盤單元節(jié)點Von Mises應力的最大值為37.22MPa，根據(jù)主應力的分析結果，材料的強度可以承受動、靜渦旋盤的最大主應力。
　　在對渦旋盤結構參數(shù)優(yōu)化