Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Далее процесс начнет повторяться (см. рис. 9.28, а), но место полости 1 займег полость /У, полости П! — полость П, полости !! полость 1П, полости 1У вЂ” полость 1. Таним образом, за один оборот каждого ротора в полость нагнетания ро. тором 2 подается газ нз полостей П н П/, а ротором 3 — гзэ иэ полостей 1 и ! У. Процесс внешнего сжатия иезкономичен, поэтому двухроторные ваху- умные насосы применяют при небольших перепадах давлений илн прн давленин всасываиия 1,33 ... !33 Па.
Относительно большие перетекания газа нз полости нагнетания в полость вса. сывання из-за наличия зазоров между роторами, а также между роторами и мехлиические елкуумиые илсосы Лерлроторнем насос» Рас З Э! Системы аоордаает для аастрееаае аегедаьге а сеарааеммеге про радея а) координат г,О,уг жестко связана с рассматриваемым ротором; ее центр Ог находится па осн ротора, угол поворота ф равен углу поворота ротора. Система координат хгОэуэ жестко связана с сопряженным ротором; ее центр Ог расположен на оси сопряженного ротвра, угол поворота ф равен углу повороте сопряженного ротора.
Углы ф поворота роторов н систем координат равны, так как роторы вращаются с одинаковой углорой скоростью ы = 2пп, где и — частота вращения роторов, с г. Расстояние между центрамн координат Ог н Оз равно межцентровому расстоянию между роторамн А = 2а. Уравнения окружности, которой описана головка первого ротора, в системе подвижных координат хгО,у,: х, = Ь + г соз 1Р; у, = — г э!и ф, (9.! 5) лых габаритах.
Кроме того, такие преимущества, как отсутствие трения между роторамн, простота конструкции, простота технологической обработки роторов, определилн широкое использование двухроторных вакуумных насосов в промышленности. Двухроториые вакуумные насосы работают совместно с фориакуумными, в качестве которых используют плун. жерные, пластинчато.роторные, жид. костно-кольцевые нли поршневые аа.
корпусом препятствуют получению меньшего давления, а при давлении около !00 кПа ие позволнюг достичь отношения давления нагнетании к давлению всасывания т ) 1,8. Однако полная уравновешенность и хорошая динамическая- сбалансированность роторов, обеспечиваемые в данных машинах, позволяют достигать высоких частот вращения роторов, а следовательно, высокой быстроты откачка при сравнительно ма- где ф — параметр окружной части профиля, принятый равным углу между общей нормалью к сопряженным профилям в точке нх касания н положительным направлением осн О,л,. Сопряженную часть (впадину) другого ротора находят в системе координат хзОгуз построением огибающей н определяют по уравнениям: хз = 2 а соз ф — Ь соз 2ф — г соэ 9; уз = 2а мп ф — Ь слп 2ф — г з!п 6; 189=(Ьз(п 2ф— — а з1п ф)/( а соз ф — Ь соз 2ф).
(9.16) . и/ Рае. Э.ЗЭ. Окружные врезала Кара (а) а трехлопастных (З) резерва Кархретераыг ва. курмаы» насосов рае. э.ае. цакзеадальае-варгмаме арафала друг- (а) а трехлеааетаы:с (з) ретероа дьгг' ротераых вакуумных ааеесея „уумные насосы. Форвакуумные насосы выбирают нз условия постоянства потока. Двухроторные вакуумные насосы обеспечивают быстроту откачки от 0 0015 до 1О кз/с и остаточное давление „'05 П.
Основы теория и расчета. Прн профилировании роторов по выбранной части профиля необхолнмо построить сопряженную с ней часть другого профиля. Задачу профнлнровання решают для теоретических профилей, т. е. профилей, между которымн нет зазора Профили роторов двухроторных вакуумных насосов выполняют двух типов: окружные н циклондальноокружные (рис. 9.29 н 9.30). Онн характеризуются следующими гео. метрическими соотношениями: и = = 0,5и/г (а = 45' прн числе лопастей ротора г=2; а=30' прн г=3); г = /7 — Ь; с = 2а — г; Ь = (/7г— -пг)/ 2/( — а 1/2) прн г = 2 и Ь = = (/(э — аг)/2/7 — а Ь/3) прн г = 3. В этих соотношениях: г — радиус головки ротора; /7 — наружный радиус ротора; с — ширина впадины ротора; а — радиус начальной окружности; Ь вЂ” расстояние ог центра ротора ло центра окружности головки ротора.
Окружные профили — это профили а которых головка ротора описывается окружностью радиуса г (см. Рнс. 9,29). 1(ентр В этой окружности Расположен на расстоянии Ь ( а от центра ротора О,. Зги профили характеризуются соотношениями: прн г = 2Ыа = 0,50 ... 0,9288; /(/а = 1,2368 ... 1,6698; с/а = 0,7632, 0,3302; прн г = ЗЫа = = 0,50 ... 0,9670; И/а= 1.1!96 ... 1,4770; «и = 0,8804,.
0 5230, Задачу построения сопряженного профиля решают на плоскости, так хак по длине ротора его профиль не меняется, В винтовом роторе профиль без изменений поворачивается на угол " = х!//., где / — расстояние от торца, аа котором угол закрутки принят Равным нулю, до рассматриваемого сечения, и; (. — длина ротора, и. Построение профилей проводят в полвнжных системах координат ггОгуг н хзОгу, (рис.
9.31). Система МЕХАНИЧЕСКИЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ 237 Дорхроторяь в наооо» 2 — соз !! Цнклондально.окружные профили характеризуются соотношениями; Ыа > 0,9288; Я(а > 1,6698 и Ыа < <03302 при г=2; Ь(а>09670; (7(а > 1,4770; с(а < 0,5230 прн г = 3. С технологической точки зрения наибольший интерес представлнют роторы, дли которых при г = 2 — Ыа = = 1! Ьо(а = 1,765; с(а = 0,2346; прн г = 3 — Ыа = 1; Юа = 1,5176; с(а = 0,4834. В этом случае центр окружности радиуса г, которой описана головка профиля, находится на начальной окружности радиуса а, т. е.
Ь = а. Уравнения этой окружности в системе координат ххОхух: хх = а+ г соа хр; ух = — г ып ф. (9.17) Сопряженная часть другого профиля — та же окружность, для которой в системе координат хоОоуо:, хх = — а+ г сов ф! у = — гып ф (9.18) При цнклондально-окружном профилировании на сопряженной части профиля в месте перехода впадины в головку появляется острый перегиб прн Ь(а = 0,9288 и Ь(а = 0,9670 (соответственно при г = 2 н 3); прн больших отношениях Ь(а — петли на участках К,!., н КоЕо (см.
рнс. 9.30). Прн обработке пасли срезаются, н прн обкатыванин пуофнлей в этом месте недопустимо возрастает зазор. Для его уменьшения нз участке от начальной окружности радиуса а (точка К,) до окружности радиуса (точка Е,), которой описана головка ротора, профиль дыполняют по эпнцнклонде К,бм находящейся снаружи окружности радиуса г н рассчитываемой по уравнениям." х = а (2 соо б — сох 25)! у = а (2 з!п () — а|п 2()), (9.19) где б — параметр эпициклондальной части профиля.
Прн построении профиля углом () задаются. Радиусы-векторы р точек эпи. циклонды КхЕ, н нх углы б'; р= )('х +у'1 !)' ага!9 (х(у). (9.20) Рекомендуегся выбирать большие от. ношении Ыа н )с(а н меньшие атно. щения с(а, так как при атом площадь Тр торцового сечения ротора меньше, а коэффициент х = 1 — Гр((н(7х) качества профили больше.
Чем больше коэффициент 2, тем меньше размеры н масса вакуумного насоса прн задан. ных условиях работы н быстроте дей. стана. Однако при больших значениях д ухудшаются прочностные харак. тернстнкн ротора. Для эпнцнклон. дальных профилей с отношением Ыа= = ! длн двухлопастиого ротора 2 = 0,617, для трехлопастного — д— 0,527. . Дли того чтобы в процессе работы роторы не заклинило, при проектировании между роторамн, роторами н корпусом, роторами и торцоаымн кры. ' шками необходимо предусмотреть зазоры, которые компенсируют погреш. ности изготовления н сборки ваку.
умных насосов, удлинение роторов, корпусов н изменение межцентрового расстояния нз-за нагрева деталей вакуумного насоса при работе н де. формации деталей, вызванные действием на них усилий при работе. Зазоры между рогорамн бр р и роторамн н корпусом бп „обеспечивают построением эквнднстанты про. филя, называемой номинальным про.
фнлем. Для номинального профиля головка описывается радиусом г„ = г— — 0,5бр р, а ширина впадины определяется йо формуле си = с — 0,5бр, р. Прн окружном профилировании раз. меры сопряженной впадины оп редел яют по уравнениям (9.16), в которые вместо г подставляют г+ 0,5бр, р Г)рн циклондально-окружном про. филнрованнн радиус впадины апреле лают позависнмостиги — г+ О,ббр р' координаты точек эпнцнклонды Лоьо (см.
рис. 9.30) рассчитывают иэ соот' ношений: 0,5бж о, (соа 21! — соа ()) 0,5бр р (а1п б — з!п 25) ун у+— !(2 — соа б (9.21) где 0 и„"() ( 45 при г = 2 н 0 ( р (( <30" при г = 3. Зазор между роторами (профнльзый зазор): монтажный бр, р рна = — ЬА + 0,5 ! Ь0итх 1+ + 0,5 ! Ь (2сэпп)! + + ! ЬА тоа 1 + Ь(7 + Ьа! рабочий бр, рп„х — - 0,5(Ь0тоз !+ + 0 51Ь (2стох)1 + 1 ЬАтох! (9 22) где ЬА = аА ЬТ вЂ” увеличение межпентрового расстояния вследствие нагрева крышек, в которых расположены подшипники (а — температурный коэффициент линейного расширении материала крышек подшипников; ЬТ = = Т„ и — То! Тк и — температура крышек подшипников в рабочемсостояннн; Т, — температура окружающей среды); ЬО„Н„, Ь0 „, Ьстоа,' Ьс н ЬА ш, ЬА,х - минимальный н максимальный допуски соответственно на диаметр, ширину впадйны ро. тора и межосевое расстояние (О = 2(7); Ь(7 = тр(7р ЬТр — удлнне.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
