【正文】 ....................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。隨著利學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求提供比較清潔真空環(huán)境的真空工藝越來(lái)越多，甚至近于達(dá)到苛刻的要求，如微電子、化學(xué)、冶金、醫(yī)療、核聚變領(lǐng)域以及宇航、新材料的開(kāi)發(fā)等技術(shù)領(lǐng)域 .都要求提供比較潔的內(nèi)真空環(huán)境 [1]。所以可以這樣說(shuō)，在當(dāng)時(shí)能直接排入大氣和高真空機(jī)紹相連接的泵類各有其缺憾，因此導(dǎo)致了 雙頭干式泵不適宜大工業(yè)的應(yīng)用。 ① 清潔條件下的抽氣，只抽干空氣或含少許水蒸汽的空氣； ② 中等條件下的抽氣，抽除工藝過(guò)程的反應(yīng)氣體，但無(wú)固體顆粒物； ③ 惡劣條件下的抽氣，抽除化學(xué)反應(yīng)物（有毒甚至致癌）及固體顆粒物。螺桿式雙頭干式真空泵沒(méi)有不平衡的慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速運(yùn)行。在半導(dǎo)體工業(yè)中用于生產(chǎn)芯片、制造液晶顯示器、蝕刻、生產(chǎn) PLASMA的CVD制程。本文所研究的雙螺桿泵屬于容積式泵，它與離心泵、往復(fù)泵、齒輪泵、滑片泵等相比較，在某些方面具有明顯的優(yōu)越性。無(wú)論是什么類型的螺桿泵，其輸液原理都是 :利用螺桿泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的和轉(zhuǎn)子與定子之間形成的密封腔，在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使密封腔連續(xù)不斷地由入口向出口移動(dòng)，從而排出流體。美國(guó) Varian（瓦里奧 )公司生產(chǎn)的 DVP系列產(chǎn)品，其真空度可以達(dá)到 210 Pa，這是目前報(bào)道的單級(jí)雙頭干式真空泵中真空度最高的產(chǎn)品之一。美國(guó) Tuthill真空設(shè)備有限公司手 2020年推出一款用于氣體處理的新型 Kinney雙頭干式螺 桿真空泵，該 KDPH120型螺桿泵采用可變嚙合設(shè)計(jì)，比其他類 TJ的真空泵耗能減少約 30%。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙螺桿雙頭干式真空泵轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方面的報(bào)道很少，主要內(nèi)容集中于對(duì)螺桿真空泵性能的預(yù)測(cè)與配套裝置、材料、加工方法和設(shè)備、螺桿泵的配件、密封條件等等內(nèi)容的改進(jìn)。為了使小尺寸的真空泵與大尺寸的真空泵的抽氣速率相匹配，就需要提高其轉(zhuǎn)速。 (2) 轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成長(zhǎng) 度較短的連續(xù)接觸線。 大多數(shù)轉(zhuǎn)子型線都會(huì)形成吸氣封閉容積，導(dǎo) 致螺桿真空泵功耗增加，效率降低，運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，噪聲增大。鑒于要滿足以上種種要求，螺桿真空泵的轉(zhuǎn)子型線通常由多段曲線首尾相接而組成，這些曲線稱為組成齒曲線。 螺桿真空泵型線由對(duì)稱型線發(fā)展為非對(duì)稱型線，而且非對(duì)稱型線由最初的點(diǎn)、直線和擺線進(jìn)一步發(fā)展為不再包含有這些曲線，而是由圓弧、橢圓、拋物線等曲線組。 單頭等螺距矩形螺紋轉(zhuǎn)子型線是最早出現(xiàn)的型線，由于有可能發(fā)生根切，即二級(jí)轉(zhuǎn)子級(jí)間出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，所以基本上已經(jīng)不再使用。 上述各種型線各有優(yōu)缺點(diǎn)，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求、加工制造能力、實(shí)際需求等多方面選擇。 多頭雙邊對(duì)稱圓弧型線 螺桿式雙頭干式真空泵中最重要的部件就是陰、陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)子。接觸線一側(cè)的氣體處于壓力較高的壓縮和排氣過(guò)程，另一側(cè)的氣體則處于壓力較低的吸氣過(guò)程。值得指出的是吸氣封閉容積存在于非對(duì)稱型線中，而本文所論述的雙邊對(duì)稱圓弧型線沒(méi)有吸氣封閉容積。為了盡可能減少氣體通過(guò)間隙帶的泄漏，要求設(shè)法縮短轉(zhuǎn)子間的接觸線長(zhǎng)度。 另外，從制造、運(yùn)轉(zhuǎn)角度 考慮，還要求轉(zhuǎn)子型線便于加工制造，具有良好的嚙合特性，較小的氣體動(dòng)力損失，以及在高溫和受力的情況下，具有小的熱變形和彎曲變形等。圓弧齒曲線被限制在陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓之內(nèi)，而陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓之外的齒曲線 IJ和 KL卻是擺線。 曲面的參數(shù)方程含有兩個(gè)參數(shù) (t, ? ),要確定該曲面的邊界，就必須知道這兩個(gè)參數(shù) (t,? )的變化范圍。還把形成曲線 c從轉(zhuǎn)子一個(gè)端面繞 z軸旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)端面所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 z? 稱為扭轉(zhuǎn)角。 c39。這種雙邊對(duì)稱圓弧型線去除了原始對(duì)稱圓弧型線上的尖點(diǎn)，使齒曲線間光滑過(guò)渡，便于加工、儲(chǔ)運(yùn)，也免除了應(yīng)力集中，使轉(zhuǎn)子能承受更大的載荷。 通常滿足上述要求的轉(zhuǎn)子型線由多段曲線首尾相接組成，這些曲線稱為組成齒曲線。所以，轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使吸氣封閉容積盡可能地小。螺桿泵中的陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線必須是滿足嚙合定律的共扼型線，即不論在任何位置經(jīng)過(guò)型線接觸點(diǎn)的公法線必須通過(guò)節(jié)點(diǎn)。 c. 封閉容積 如果在齒間容積開(kāi)始擴(kuò)大時(shí)，不能立即開(kāi)始吸氣過(guò)程，就會(huì)產(chǎn)生吸氣封閉容積。因此，螺桿泵的 陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線也要滿足嚙合定律，即不論在任何位置，經(jīng)過(guò)型線接觸點(diǎn)的公法線必須通過(guò)節(jié)點(diǎn)。多頭螺桿型線的缺點(diǎn)是型線復(fù)雜，加工資用昂貴，需用特制的刀具在專用機(jī)床上加工；而單頭梯形齒型線由于各齒面在軸向剖面內(nèi)的交線都是直線，所以加工時(shí)使用直刃車刀即可，只是變螺距型線要在數(shù)控車床上加工以保證精度。開(kāi)始時(shí)吸氣量大，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的封閉腔體越來(lái)越小，氣體 被壓縮，具有內(nèi)壓縮作用，即邊輸送邊壓縮，從而能夠降低整體的排氣壓縮功耗，并對(duì)發(fā)生在排氣口的喘振現(xiàn)象有抑制作用，是泵的工作更為平穩(wěn)，能夠降低噪音和排氣振動(dòng)。目前型線的研究趨向于僅使用圓弧和圓弧包絡(luò)線組成轉(zhuǎn)子型線，這樣可以在轉(zhuǎn)子之間完全實(shí)現(xiàn) “曲面對(duì)曲面 ”的密封、有助于形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑油膜，降低通過(guò)接觸線的橫向泄漏，提高真空泵的效率，使得嚙合更加平穩(wěn)，另外還改善了轉(zhuǎn)子的加工性能，具有更好的綜合性能。齒頂中心線兩邊的型線完全相同時(shí)，稱為對(duì)稱型線。另外從制造、運(yùn)轉(zhuǎn)角度考慮，還要求轉(zhuǎn)子型線便于加工制造，具有良好的嚙合特性，較小的氣體動(dòng)力損失，以及在高溫和受力的情況下，具有較小的熱變形和彎曲變形等。為了盡可能的減少氣體通過(guò)間隙帶的泄漏，要求設(shè)法縮短轉(zhuǎn)子間的接觸線長(zhǎng)度。國(guó)外目前開(kāi)發(fā)較多的是高轉(zhuǎn)速的真空泵系列。 對(duì)于所有類型的真空泵，人們都希望能夠?qū)F(xiàn)有的真空泵的物理尺寸盡量減小。之后普旭又于 2020年推出了表面經(jīng)特別強(qiáng)化的螺桿真空泵系列，可以抵抗日前己知的絕人多數(shù)活潑氣休的腐蝕。另外還有利用多葉級(jí)數(shù)進(jìn)行串連的羅茨泵，其缺點(diǎn)與爪式泵相仿。而干式螺桿泵也不是完全無(wú)油的，其同步齒輪仍需要采用油潤(rùn)滑，但這井不影響其特性 。而螺桿泵在工作時(shí)最為突出的優(yōu)點(diǎn)是輸送介質(zhì)時(shí)不會(huì)形成渦流、可輸送粘度范圍寬的各種介質(zhì)，對(duì)輸送介質(zhì)不敏感，既可以輸送各種枯度的潤(rùn)滑性或腐蝕性介質(zhì)，也可以輸送各種粘度的非牛頓液體，特別是有的雙螺桿泵還可以輸送氣液棍合物，這對(duì)油田輸送成分復(fù)雜的原汕具有重要意義。食品工業(yè)中用于香料、香精濃縮，食品包裝等 ??1 。 盡管螺桿型雙頭干式真空泵具有這么多的優(yōu)點(diǎn)，然而，由于目前國(guó)內(nèi)一些公畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 司正在使用的螺桿型雙頭干式真空泵均是從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格非常昂貴，每臺(tái)螺桿泵價(jià)格要三、四十萬(wàn)元人民幣，所以螺桿型真空泵在我國(guó)的使用并不廣泛。 干泵的種類很多，目前已開(kāi)發(fā)出來(lái)的有羅茨泵、爪型泵、禍旋泵、往復(fù)活塞泵、螺旋泵等 .表是幾種典型的干式泵性能的比較 . 表 幾種典型的干泵性能的比較 泵型 一般級(jí)數(shù) 單級(jí)壓縮比 極限壓力 (Pa) 備注 大氣端 真空端 羅茨泵 3～ 6 2～ 5 30 易發(fā)熱，需冷卻 爪形 3～ 4 25 50 加工、裝配有難度 活塞型 4 15～ 25 15～ 20 怕抽帶顆粒的氣體 渦旋型 1～ 2 20 200 間隙小、難裝調(diào) 螺旋型 1～ 2 20 30～ 100 間隙小、轉(zhuǎn)速高 旋片型 2 15～ 20 10～ 15 怕抽帶顆粒的氣體 螺桿型 2 15 20～ 60 加工比較困難 渦輪型 多級(jí)串聯(lián) 20 3000 轉(zhuǎn)速高 螺桿式雙頭干式真空泵特點(diǎn)如下 : ① 可靠性高。