2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、旋片式真空泵的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)計(jì)算 ( 下篇)上海真空泵廠( 上海 2 0 1 7 0 9 )何 璧 生 ( 上接 2 0 0 3年 第 5期 第 3 5頁(yè))旋 片泵 的設(shè) 計(jì) ,首 先應(yīng) 根 據(jù) 用途 及 工 藝 條 件 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 總體方案確定后 ,再 進(jìn) 行主 要參 數(shù) 和尺 寸 的設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ,并 輔 以必 要 的 輔助計(jì) 算 。關(guān) 于結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ,前 面 的 介 紹 可 供 參 考 選 擇 ,這里再 介

2、紹 幾 點(diǎn) 。對(duì) 于 大泵 應(yīng) 采 用水 冷 ;為 提 高 氣 鎮(zhèn)性 能 ,應(yīng)有 附加 油 路 ;對(duì) 于 7 0L / s以下 規(guī) 格 可設(shè)計(jì) 成直 聯(lián) 結(jié) 構(gòu) ;采 用 性 能 良好 的工 程 塑 料 或 其他 非金 屬做 的旋 片 ;采 用 合 適 的泵 內(nèi)防 止 停 泵 返油 措施 ;設(shè) 計(jì) 合 適 的可 選供 的 泵外 附件 。極 限 壓 力為 4P a 左 右 的可設(shè) 計(jì) 成單 級(jí) 泵 ;以水 蒸 氣 允 放 量較 高 為 目

3、的 的可 設(shè) 計(jì) 成單 級(jí) 泵 ; ≥7 0L / s的 泵可 用帶 傳動(dòng) 和 較 低 轉(zhuǎn) 速 ,并 采 用 溫 控 流 量 調(diào) 節(jié) 閥使泵在較高泵溫下工作 ,如 7 5 ± 5℃,對(duì)于 以真 空吸 引為 主要用 途 ,極 限 壓力 為 5 0~2 0 0P a的 單 級(jí)泵 ,頻 繁抽 大氣 ,常 在較 高入 口壓強(qiáng)下 運(yùn) 轉(zhuǎn) ,應(yīng)選 用較 大 的 h值 ,應(yīng) 帶 油 氣 分 離 和 消 霧 裝 置 ,泵 口一般 均 帶 止

4、回 閥 ,以 防停 泵 返 油 并 保 持 泵 口為負(fù)壓狀 態(tài) ,通 常 為直聯(lián) 強(qiáng) 風(fēng)冷結(jié) 構(gòu) 。另外 ,應(yīng) 盡 量 采 用 系列 設(shè) 計(jì) ,以 利 于 提 高 通 用性和標(biāo)準(zhǔn)化程度 ,以利組織生產(chǎn),降低成本。關(guān) 于泵 主要 參 數(shù) 和 尺 寸 的設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ,可 以根 據(jù)經(jīng)驗(yàn) 和公 式選 取 不 同參 數(shù) 、 比較 再選 擇 并 把 尺 寸圓整 ,最后選定方案 ,驗(yàn)算有關(guān)數(shù)值。這里介 紹一種 計(jì)算 方法 。1 . 選擇 參數(shù) 已

5、知 名義抽 速 s、選定 幾 何抽 速 為 s I h 、泵 軸 轉(zhuǎn)速 n 、旋 片 數(shù) z、初 選 直 徑 比 b 、長(zhǎng) 徑 比 口、容積 利用 系數(shù) Kv 。( 1 )幾何 抽 速 S , hJ B / T 6 5 3 3 - 1 9 9 7要 求 泵 的幾 何抽 速 sh 應(yīng) 為名 義 抽 速 s的 1 . 0~1 . 2倍 。由于 國(guó) 內(nèi)行 業(yè)標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 用 幾 何 抽 速 來(lái) 考核 抽 氣 效 率 ,因此 ,如果用戶要求

6、泵的最大抽速更接近名義抽 速 ,則 應(yīng) 選 較 大 的 s值 ,對(duì) 于 排 氣 壓 力 較 高 的泵 ,更 應(yīng)如 此 。( 2 )泵 軸轉(zhuǎn) 速 n的選 擇 對(duì) 于 同一 抽 速 , n小則尺 寸大 ,體積 大,重量 大 ,材料 消耗較 大,但 溫升較 低 ,旋 片 頭部 最 大線 速 度 較 小 ,對(duì) 旋 片 材質(zhì)和泵油要求較低 ,橡膠件不易老化。國(guó)內(nèi)實(shí) 際 采用 的帶 傳 動(dòng)泵 n在 3 2 0~8 0 0r / r ai n之 間

7、。反 之 , n大 則 尺 寸 小 ,體 積 小 ,重 量 輕 ,用 料 少 ,采 用 電動(dòng) 機(jī) 直 聯(lián)結(jié) 構(gòu) 時(shí) 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ,動(dòng) 平 衡 好 ,振 動(dòng) 小 。但 應(yīng)采 用 密度 較 小 的 耐磨 旋 片材 料 ,增 強(qiáng) 冷 卻 , 改 進(jìn) 泵 油 性 能 , 通 常 取 n = 1 4 0 0 ~1 7 0 0r / mi n ,對(duì) 于 8L / s以上 大 泵 ,也 有取 9 6 0~1 1 5 0r / mi n的 。( 3

8、 )旋 片數(shù) 目 z的選擇 對(duì)于 4P a 以下極限壓 力 的泵 , 在每一級(jí) 中一般多取 z= 2 。采用 z= 3的也 有 , 但較少 , 而且原 先用 3片 的萊寶 D A系列 泵在 D B系列改進(jìn) 型泵 中又改 用 z=2 。片 數(shù)多 , 加 工要 難一 些 , 成本要 高一些 , 抽 速則 可增 加一 些。對(duì) 于極 限壓 力為 5 0~ 5 0 0P a 的泵 , h值較 大 , 容積利 用系數(shù)較 小 ,增加 片 數(shù) 一 可增

9、 加 抽 速 , 二可 使 性 能 穩(wěn) 定。常 用 3片 , 對(duì)于 干式旋 片泵則多用 4片 。( 4 )選擇 直徑 比 bb=d / D,抽 速 一定 , b小則 泵 的定 子尺 寸 小 ,偏 心 距 大 ,泵 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí)旋 片最 大伸 出長(zhǎng)度 與 留在 槽 內(nèi) 的長(zhǎng) 度 之 比大 ,旋 片 受力 大 ,容 易磨 損 或發(fā) 生 故 障。在 使用 中 b=0 . 7 5 ~ 0 . 9 0 。連續(xù)工作入 口壓力較低的可取小值 ,反之 可

10、取 大 值 。( 5 )選 擇長(zhǎng) 徑 比 口口=L1 / D, L 1 是 泵腔 長(zhǎng) 度 ,對(duì) 于雙 級(jí)泵 指 高真 空 級(jí) 的長(zhǎng)度 , D 是 泵 腔 直 徑 ,口值 的選取 影 響旋 片頭 部 的最 大 線 速度 ,與 泵溫 、磨 損 有 關(guān) ,影 響 加 工 工 藝 性 、外 形 尺 寸 以 及外 形 的美 觀 。 口值 還 受 進(jìn) 氣 口結(jié) 構(gòu) 的 限 制 。通 用化規(guī)格選擇不當(dāng) ,會(huì)使泵溫較高 ,外形尺寸大,重量大 ,一般取

11、口= 0 . 4 ~1 . 5 ,對(duì)于大泵取大值 ,小 泵取 小值 。~ . r ose 維普資訊 http://www.cqvip.com 計(jì)的考慮 ,在實(shí)際應(yīng)用 中也有不 同于標(biāo) 準(zhǔn)的入 口連 接和 進(jìn)氣 口徑 。表 3 旋片泵進(jìn)氣 口直徑標(biāo)準(zhǔn)值 抽速/ ( L / s )0 . 512481 53 07 01 5 0 ~ D進(jìn)氣 口徑 l 2 5l 61 62 52 54 050638 0—

12、/mm 1 0 0 wq )1 5 0規(guī) 格 在 2 X Z 、2 X 型 J B / T 6 5 3 3 - 1 9 9 7中未 列 入 。② 上泵廠 x 一 1 5 0泵為 1 0 0 。( 6 )排氣 口尺 寸 的確 定 泵 的 最 大排 氣速 度 過(guò)大 ,對(duì)防止噴油不利 ,還會(huì) 降低 高入 口壓力 時(shí)的抽氣 速 率 ,過(guò) 小 則 排氣 口總 面積 大 ,結(jié) 構(gòu) 尺 寸較 大 ,推薦 取 = 2 03 0m / s 。如果 是

13、雙 級(jí) 泵 ,且 高 、低 二 級(jí) 都 設(shè) 排 氣 閥 ,則 大氣起 動(dòng) 時(shí)二級(jí) 同時(shí)排 氣 。故 排氣 總面 積 F包 括二 級(jí) 的排氣 面 積 。按 照 流量連 續(xù)性 原理 ,應(yīng) 有 Sl P1$2 p2S2 h p2 h+ S2 L P2 L式 中 S 1 —— 泵 的抽 速 ,可取 S l =0 . 8 6 Sh ;p 1 —— 泵 的入 口大氣 壓力 ,單 位為 P a ;S 2 h —— 高級(jí) 排氣 容積 流量 ,單 位為

14、m / s ;p 2 h —— 高級(jí) 排氣壓 力 ,單 位為 P a ;S 2 L ——低級(jí)排氣容積流量 ,單位為 m / s ;p 2 L —— 低 級(jí) 排氣 壓力 ,單位 為 P a 。因 為 s=,故 F=。s可由設(shè)計(jì)者決定 ,例如 :二級(jí)設(shè)置相 同排 氣 面 積 和P 2 , 則s = 妄 盟?!?p2如果 排氣 口為 相 同直徑 d的 / ' t 個(gè)小 孔 ,則 d=2。軸徑與鍵 的設(shè)計(jì)計(jì)算可參 照 《 機(jī)械零件》等

15、書(shū)籍進(jìn) 行 ,這 里從 略 。設(shè) P為 吸入 的蒸氣 分 壓強(qiáng) , S , 為 泵 的抽 速 ,p為 摻 氣 壓 力 ( 大 氣 壓 力 ) ,PT 2為 排 氣 壓 力 ,為 摻氣 速率 ,p 。為 泵溫下 的飽 和蒸 氣 壓 ,p D為摻入氣體 中可凝性蒸氣的分壓力 。關(guān)于氣鎮(zhèn)量,有 如下 關(guān)系 。( 1 )最小 氣 鎮(zhèn)速 率 B :f 韭 一 11Pa t 、P8 t/推薦 B / S 1 =1 0 % 一1 5 % ,實(shí)際 B值

16、與泵 的抽速 s 1 ,低級(jí)腔幾何抽速 s 2h ,氣鎮(zhèn)孔徑及孔 的位置 ,制造 間隙及潤(rùn)滑密封狀況等有關(guān) ,泵制成 后 ,B可用流量計(jì)實(shí)測(cè)得到。B的實(shí)際計(jì)算還有 待 探討研 究 。( 2 )氣 鎮(zhèn)量 G,有 二 種表 示法 用 P a · L / s 表示 時(shí) , G=pB用 k g / s 表示 時(shí) , G=9 B=1 . 2×1 0 I 3式 中 P是摻 氣 溫 度 下 的空 氣 密 度 ,這里 取 的 是 大

17、氣 壓 2 0c I : 時(shí) 的值 。G可 實(shí)測(cè) 和 p得 到 。( 3 )最 大許 可 吸入水 蒸 氣壓 為 P+ ) ( 1 _) 】( 4 )水 蒸氣 允許 量 G D。GD ==( 5 )氣 鎮(zhèn)孔 徑 d Bd=0. 0 7 3式 中 G —— 氣 鎮(zhèn)量 ,單 位 為 k g / s 。注 意 :排氣 溫度 2 ,定 子排 氣 口與泵 排氣 口處數(shù) 值不 同。泵 的最 大壓 縮功 W = P2St h 后× 1 0

18、一式 中 P 2 —— 排氣 壓 力 ,單位 為 P a ;后 —— 多變指數(shù) ,取 k = 1 . 3 。由于考慮摩擦 ,擾 油起動(dòng)時(shí) 的阻力較大及傳 動(dòng)損 失 ,設(shè)計(jì) 選用 電動(dòng)機(jī) 的 功率 為 eW f = 一7 ] mp式 中 e —— 泵 的過(guò) 載 系數(shù) ,e =1 . 21 . 4 ;— — 泵 的機(jī) 械效 率 ,=0 . 7 5—0 . 8 0 ;— — 泵的傳動(dòng)效率。對(duì)于 帶傳動(dòng) := 0 . 9 0 — 0 . 9 5

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