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直聯(lián)旋片式真空泵葉片氣體壓力分析
在對雙級直聯(lián)泵的葉片進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)上，建立了一種新的氣體壓力模型，該模型給出了葉片所受氣體壓力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角和泵的主要設(shè)計尺寸的關(guān)系，并且根據(jù)泵入口壓強(qiáng)的大小而選擇相應(yīng)的計算公式，可計算在不同入口壓強(qiáng)下的葉片氣體壓力，達(dá)到了對葉片進(jìn)行連續(xù)受力分析的目的。此外，還根據(jù)該模型運用matlab 對2xz-4 型直聯(lián)真空泵進(jìn)行了實例計算，為直聯(lián)旋片泵優(yōu)化設(shè)計和合理使用提供了依據(jù)，拓寬了直聯(lián)真空泵的設(shè)計理論。
1、前言
近年來由于直聯(lián)旋片式真空泵(下文簡稱直聯(lián)泵)具有抽速高、體積小、重量輕、沒有皮帶摩擦的粉塵污染等優(yōu)點，從而廣泛用于冰箱、空調(diào)機(jī)、燈泡、瓶膽、生產(chǎn)包裝機(jī)等真空應(yīng)用工業(yè)。盡管直聯(lián)泵在設(shè)計理論和研究方法上已經(jīng)趨于成熟，然而在受力分析方面尤其是葉片的氣體壓力分析上仍不夠完善。這是因為在設(shè)計尺寸一定的條件下，由于泵每次工作循環(huán)時入口壓強(qiáng)不同，從而導(dǎo)致每次壓縮過程結(jié)束后所對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)角也隨之變化，而臨界轉(zhuǎn)角的變化也會導(dǎo)致氣體壓力的表達(dá)式的變化，因此泵每循環(huán)一次，都需要重新求解一次臨界轉(zhuǎn)角和氣體壓力表達(dá)式，這是個非常復(fù)雜的過程。因此，目前氣體壓力分析只是停留在定性分析階段或者只能求解在特定轉(zhuǎn)角、特定入口壓強(qiáng)下的氣體壓力，這顯然不能滿足連續(xù)性求解氣體壓力的要求。
2、氣體壓力模型的建立
本文根據(jù)直聯(lián)泵的工作原理，通過理論分析和推導(dǎo)，在確定了壓縮腔體積變化公式、臨界壓強(qiáng)和臨界轉(zhuǎn)角之后，建立氣體壓力模型，具體過程如下。
2.1、壓縮腔體積公式的確定
如圖1 所示，直聯(lián)泵的葉片把工作腔分為3 個空間，分別為a(吸氣腔)，b(壓縮腔)，c(排氣腔)。
圖1 直聯(lián)泵葉片氣體壓力分析
由泵工作原理可知，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，吸氣腔(a)容積增大，壓強(qiáng)減小，而吸入氣體;壓縮
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