课程设计说明书

真空获得设备课程设计。

说明书。设计题目：

专业班级。学生姓名。

学号。指导教师：

成绩： [2024年 11 月25日。

目录。第一章引言 2

1.1旋片式油封机械真空泵简介 2

1.2课程设计参数和要求 3

第二章真空泵2xz-2原理及结构简图 4

2.1 2xz-2工作原理 4

2.2 2xz-2结构简图 6

第三章 2xz-2旋片泵设计计算 7

3.1 泵的结构形式确定 7

3.2电机选择及转速确定 7

3.2.1 电机选择 7

3.2.2 电机功率选择 7

3.2.3 电机转速选择 8

3.2.4 电机型号确定 8

3.2 2xz-2旋片泵主要参数计算 8

3.3.1 主要参数确定 8

3.3.2 主要几何参数计算 9

3.3.3 旋片尺寸的确定 11

3.3.4 进，排气口尺寸确定 12

3.3.5 泵电机功率校核 13

第四章轴的计算 15

4.1轴的强度校核 15

第五章部件设计选择 17

5.1 联轴器的选择 17

5.2排气阀的设计 19

5.3 油路设计 20

参考文献 21

本次课程设计的真空设备为旋片式油封机械真空泵，型号为2xz系列中的一种。旋片式油封机械真空泵简称旋片泵是一种变容式气体传输泵。其工作压强范围为101325~1.

33×10-2（pa）属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。

旋片泵是真空技术中最基本的真空获得设备之一。旋片泵多为中小型泵。旋片泵有单级和双级两种。

所谓双级，就是在结构上将两个单级泵串联起来。一般多做成双级的，以获得较高的真空度。旋片泵的抽速与入口压强的关系规定如下：

在入口压强为1.5kpa和2pa下，其抽速值分别不得低于泵的名义抽速的80%和45%。

1.2.1设计参数。

根据jb/t6533-2005的规定，2xz系列双级高速直联旋片泵应满足以下要求：

1)泵的各项性能指标应符合规定，并按经规定程序批准的图样制造。

2)泵在极限压力下运转，其噪声不得超过规定。

3）泵在100kpa至6kpa的入口压力下，连续运转时间不得超过3min，并在入口通大气时，1min内无喷油现象。

4）泵停止后，不得因返油妨碍重新启动。

5）泵的最低启动温度为。

6）泵必须设计气镇装置，以抽除一定量的可凝性气体。

7）泵不应有漏油现象，水冷泵不得漏水。

8）泵设计时几何抽速应为抽泣速率的1～1.2倍。

10）说明书中应给出泵的最高工作温度和泵的平均无故障工作时间。

11）泵的工作环境温度应为5～。

12）泵在连续运转500h后，性能指标应符合本标准的规定。

13）推荐采用sho528规定的优等品油。

相关参数的检测方法参见jb/t6533-2005之规定。

1.2.2设计要求。

1）深入理解旋片泵的工作原理、产品整体结构、零部件结构及相关的加工、装配工艺，掌握一般的设计方法。

2）正确选择设计参数，学会处理产品设计质量与经济性的关系；

3）通过设计巩固、深化、应用所学的基础理论和专业知识。

如下图为旋片泵的作原理示意图。旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。

旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。

两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成a、b、c三部分，如图所示。当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间a 的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间c的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。

居中的空间b的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。由于空间a的容积是逐渐增大（即膨胀），气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于空间a内的压强，因此将气体吸入。当空间a与吸气口隔绝时，即转至空间b的位置，气体开始被压缩，容积逐渐缩小，最后与排气口相通。

当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转，达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。

这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。

图2-2双级泵结构示意图 ⅰ 高真空级。

低真空级 1中间辅助排气阀 2通道 3低真空级排气阀。

图2-3旋片泵结构图。

1手把 2压板 3挡油板 4滤网 5进气管 6旋片 7转子 8电机 9联轴器。

10支架 11排气口 12排气阀 13泵体 14中壁 15加油螺栓 16泵盖

17油标 18进油机构 19放油螺栓。

旋片式真空泵属于机械泵，通过联轴器将电动机与泵轴联结传输动力，泵轴偏心安装于泵腔，通过泵轴连续运转，不断的进行吸排气，从而抽出气体，获得真空。 6

旋片泵在结构上可分为油封式和油浸式两大类。油封式结构是指油箱设置在泵体上，泵油起密封作用，泵体靠水冷或风冷。一般大泵多采用这种形式。

油浸式结构是将整个泵体浸在泵油中，泵油起密封和冷却作用。小泵和直联泵多采用这种结构形式。旋片泵转子与电机的联接也有两种基本形式：

直联和皮带联接。按照本设计要求，确定采用直联泵结构形式，即电机与泵转子直接相连。

直联泵的一个显著特点是在相同的抽速下其结构尺寸较非直联泵小，相应的要求其所配用的电机尺寸也不大一般根据电动机工作环境和电源条件，选用三相交流异步电动机。

表3-1旋片泵型号及基本参数。

由表3-1，可选电机的额定功率p额=0.37kw。

p=0.37kw

高速直联泵转速一般在1500左右，故电机的实际转速可在1400～1600中选择。

按上述标准，选择ys7124三相异步电动机，其主要技术数据如表3-2所示。

表3-2 ys7124电动机技术数据。

1 ）旋片数z的确定。

由旋片泵型号2xz-2，可知旋片数z=2。

2 ）参数a的预定。

泵长径比a=/d,即=a·d 系数a=0.4～1.35

式中 --高真空级泵腔宽度；

d---泵腔直径。考虑泵的造型、加工要求等方面因素，暂取。

a=1.00

ys7124

z=2a=1.00

3）参数b的预定b=d/d,即d=b·d 系数b=0.75～0.90式中 d---转子直径。对直联泵，暂取b=0.80。

1. 旋片泵d、d、e的确定。

根据泵的名义抽速sd、旋片数量z和转子转速n，就可以确定泵腔、转子、旋片、排气口的几何尺寸。

a)初算旋片泵泵腔直径d

已知参数： =1.00, b=0.80, =2l/s, z=2, n=1400r/min;

旋片泵几何抽速=·1=2l/s;

容积利用系数kv；

由cos=1-b 得：

arcos(1-b)=arcos(1-0.80)=78.463°,2=278.463°=156.926°,·

故 kv==0.8513。

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