毕业设计（论文）-2XZ-4型旋片式真空泵的设计.docx

题目：2XZ-4型旋片式真空泵的设计2XZ-4型旋片式真空泵的设计摘要旋片式真空泵是一种基本的真空获得设备，可以用来获取真空，或者用于其它中高真空泵的前级泵。旋片泵与其他的真空泵相比，具有结构紧凑、体积小、重量轻、噪声低、振动小等优点。能够广泛地应用于冶金、机械、电子、化工、石油、医药等行业的真空冶炼、真空镀膜、真空热处理、真空干燥等工艺过程中。本文提出了目前国内旋片泵在性能上存在的问题，主要是极限真空、抽气速率、噪声、喷油漏油等几个指标。通过对电动机功率的要求，确定了电动机型号的选择，研究分析了旋片式真空泵的主要原理，通过对旋片式真空泵主要参数和主要几何参数的确定，对轴的计算，明确了旋片式真空泵的基本构造。分析了旋片式真空泵常见故障以及相应的排除方法。关键词：真空技术；真空泵；旋片2XZ-4RotaryVaneVacuumPumpAbstract2XZ-4rotaryvanevacuumpumpisabasicvacuumequipmentthatcanbeusedtoobtainavacuum,orforotherformerhigh-vacuumpump.Comparedwithotherrotaryvanepumpvacuumpumphasacompactstructure,smallsize,lightweight,lownoise,vibrationandsoon.Canbewidelyusedinmetallurgy,machinery,electronics,chemicals,petroleum,pharmaceuticalandotherindustriesvacuumsmelting,vacuumcoating,vacuumheattreatment,vacuumdryingandotherprocesses.Thispaperpresentsthecurrentdomesticrotaryvanepumpperformanceproblemsmainlyseveralindicatorsultimatevacuum,pumpingspeed,noise,fuelinjectionoilspills.Throughthemotorpowerrequirements,determinethemotortypeselection,researchandanalysisofthemainprinciplesofrotaryvanevacuumpump,throughthedeterminationofthemainparametersofrotaryvanevacuumpumpandthemaingeometricparameters,thecalculationoftheshaft,rotaryvaneclearthebasicstructureofthevacuumpump.Analysisoftherotaryvanevacuumpumpscommonfaultsandcorrespondingexclusionmethod.KeyWordszvacuumtechnology;vacuumpump;rotaryvane主要符号表心电机额定功率（AW）n实际转速（rmin）£过载系数也几何抽速（Ls）T轴所受的扭矩QNm）WT轴的抗扭截面系数（相机3）P轴传递的功率（ZW）d计算截面处轴的直径（加加）Z旋片数L高真空级泵腔宽度（WMd旋片泵转子直径（如）N旋片泵的功率（女卬）m机械效率n直联效率压缩比k多变指数P吸旋片泵的最大功率时吸气口压强（kpa）NmaX旋片泵最大功率（RW）1绪论22 2XZ-4型旋片式真空泵的工作原理63 2XZ-4型旋片式真空泵的设计83.1 设计要素83.1.1 真空泵2XZ-4设计要求83.1.2 真空泵2XZ-4设计参数83.2 电动机选择83.2.1 电动机类型的选择83.2.2 电动机功率的选择83.2.4 电动机型号的确定93.3 真空泵2XZ-4参数确定93.3.1 2XZ-4的主要参数初选93.3.2 2XZ-4的主要几何参数的确定93.3.3 旋片的长度h和厚度B的确定113.3.4 进排气尺寸的确定113.3.5 旋片泵的电极功率校核123.4.1 联轴器的选择123.4.2 轴的强度校核144 2XZ-4型旋片式真空泵的注意事项165 2XZ-4型旋片式真空泵常见故障和排除185.1 旋片式真空泵的保养、拆卸及其装配185.1.1 旋片式真空泵的保养185.1.2 旋片式真空泵的拆卸185.1.3 旋片式真空泵的装配185.1.4 旋片式真空泵常见故障及其排除方法如下：196总结21参考文献231绪论1.1概述主要的真空设备包括三大类产品:真空获得设备、真空应用设备、真空测量仪表。其中，真空获得设备是基础设备。真空获得设备也称真空泵。人们用它来得到真空环境，以达到不同的应用目的。就真空获得设备的应用来说，可以简单的分为通用型和专用型。其中，通用型真空泵的工作温度为5-400C,而且不能作为输送泵用。国内目前大部分产品都属于这一类。由于科学技术的高速发展，使得真空领域不断发展扩大并且变得多样化，对真空泵提出了更新、更多的要求，原来通用型的设备己完全不能满足要求了，迫使真空厂家不得不向专用型真空泵方面发展，例如干式泵用于半导体行业的，化工行业的，各有其优点，这也是今后的发展趋势IL真空获得设备主要包括:旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵、蒸汽流真空泵、往复真空泵、液环真空泵、分子、低温泵、离子泵、干泵、分子筛吸附泵等。其中，前四种产品产量最大。其中，我们主要针对旋片式真空泵进行研招1%旋片式真空泵是真空技术中最根本的真空获得设备之一。它的工作压力范围为101325-1.33XIO-ZPa,它可以单独使用，或者用于其它中高真空泵的前级泵【切。旋片泵与其他的真空泵相比，具有结构紧凑、体积小、重量轻、燥声低、振动小等优点。能够广泛地应用于冶金、机械、电子、化工、石油、医药、食品加工等行业的真空冶炼、真空镀膜、真空热处理、真空干燥等工艺过程中。但旋片泵不适合用于抽出含氧过高的、有爆炸性的、对金属有腐蚀性的、与泵油会发生化学反应的、含有颗粒尘埃的气体。旋片真空泵主要由定子、旋片、转子组成。在泵腔内偏心地装有转子，转子槽中装有两块旋片，由于弹簧弹力作用而紧贴于缸壁（转动后还有旋片离心力）。转子和旋片将定子腔分成吸气和排气两部分。当转子在定子腔内旋转时周期性地将进气口方面容积逐渐扩大而吸入气体，同时逐渐缩小排气口一侧的容积将已吸入的气体压缩并从排气阀排出。工作范围大气压至lxl-2pa0旋片式真空泵是利用转子和可在转子槽内滑动的旋片的旋转运动以获得真空的一种变容机械真空泵。当采用工作液来进行润滑并填充泵腔死隙，分隔排气阀和大气时，即为通常所称的油封旋片真空泵。无工作液时，即为干式旋片真空泵。在油封旋片真空泵中，国内习惯上称皮带传动的为旋片真空泵，而把泵与电机直接连接或用联轴器连接的称为直联旋片真空泵。在每种泵中，又有单级和双级之分。在单级泵中，由于选用的结构形式和参数不同，泵的极限压力和用途也不同。它们的共同特点是结构较简单，使用方便，能从大气压力下起动，可直接排人大气,偏心质量较小,维护简便,双级泵的极限压力为6x10-2IXlO-2Pa,一种单级泵可达4Pa左右，另一种单级泵为50200Pa左右。旋片式真空泵是真空泵的发展产物，是真空泵结合实际应用的一个必然产物。真空系统是由真空泵、阀门、扑集器、导管等各种元件通过不同的连接形式组成的，就是真空室也是由多个部件，多种不同材料的组件组建而成的。这些各式各样的零件要用不同的密封方法连接在一起，这些密封方法既要保证零件的可靠连接又要防止通过接头发生漏气，保证真空系统的密封质量，把真空系统的漏气率控制在一定范围内，所以真空密封是真空系统设计、装配过程中的重要问题。有些真空密封除了要求不漏气之外，还要求能够允许电流传输、运动的传输、材料的递送或者让辐射传输。为了适应各种不同要求，采用了很多种不同结构形式的密封方法，用于真空密封的材料也很多。根据连接件的相互关系，密封方法、用途和材料的不同，可以对真空技术中所使用的密封方法进行分类。总起来说，根据被连接件的相互关系，可以将真空密封分为两大类：静密封连接和动密封连接。这些密封连接方法分别适用于不同的工作条件。而真空泵则是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。真空泵可以定义为：利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。真空泵的极限真空或称极限压强是指经过充分抽气后所能达到的压强最低的稳定的真空度。随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。极限压力（极限真空）从粗真空到IO12Pa以上的超高真空范围。工作压强范围是泵能正常工作的压强范围，由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要，有时将各种真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用，依抽气范围由低至高分称前级泵以及主泵。L2国内外研究状况旋片式真空泵:五十年代这种泵在我国是随着电子工业发展而发展起来的，可应用于几乎所有真空领域中。既可用于研究，也可用于生产场合，既可直接获得粗真空和低真空可作为泵组的前级泵。真空行业厂几乎都生产这类泵。目前，生产多为2x系列普速旋片式真空泵。由于没有在各种不同状况下使用的专用泵生产，同时很多人对真空泵应用还不清楚，常常被用在不合理的抽气场合，造大量喷油现象，并把环境中尘埃，工作中蒸汽或有腐蚀性气体抽入泵内，使泵很易损坏。加之我国生产旋片泵产品质量普遍存在一定的问题，与国外产品相比噪声大、功率高、重量重、旋片材料以及泵内动密封还不过关，为国外同类品六十年代水平，使旋片泵成了易损品。目前，国内也有小批量高速直联旋片式真空泵生产，与国外同类型产品相比差距较大。无论是系列普速泵还是高速直联泵，在性能参数和各项经济技术指标上还不可能达到国外八十年代水平。自1909年盖德(W.Gaede)发明旋片泵并取得德国专利，1936年又发明气镇泵，1941年取得专利以来，旋片真空泵得到广泛应用和不断完善。60年代末，国际上出现了提高转速、直联的小型化趋势，70年代初出现了直联系列产品，到80年代初，又推出了改进的系列产品，有多种可供用户选配的附件，可以保护泵，或保护环境，泵本身结构也有改进而使可靠性提高。在泵的结构方面，为了能在停泵时防止返油，有的设有能自动切断油路的止回阀，有的设有进气通道截止阀，有的为了能在泵开气镇运转突然停电时自动切断气路来保持泵口处于真空状态而设有油泵和控制结构。网在附件方面，有消雾器、气味过滤器、阻挡碎玻璃等杂物用的入口过滤器、灰尘过滤器、蒸汽凝结阱、化学阱，有控制泵温以提高水蒸气抽除率和保护泵的温控水量调节阀。到了80年代末，90年代初，又推出了油过滤器、能监视油温、油压、油质等的电子显示器，甚至可以与计算机联接，进行自动控制，采用强制润滑和风冷，使泵的连续工作入口压力达IOkPa,甚至更高，同一台泵的适用范围因而更大。在转子与定子的相对位置上，也有人做了研究，例如采用偏侧心，下偏心等。例如，德国的VARe)VACS400FFL,S630FFL型单级油封旋片泵，采用下偏心结构，重心低，运转平稳，易安装，为制造大型旋片泵创造了条件。最近几年，我国的旋片泵生产取得了很大的进步，但由于加工工艺和设备落后，机械的加工水平不足，导致我国的旋片泵的技术水平仍然相对落后,难以满足各大新兴行业的需求。近年来，随着我国电子科技、食品加工、医疗生产等方面的不断进步，对旋片式真空泵的各项性能指标的要求也越来越高，急切需要更可靠、更高效的旋片泵产品来满足国内生产的需求。国外生产的旋片泵在性能上要领先国内很多。1.2.1国内外的旋片泵产品性价比参数相差巨大虽然近几年来，国产旋片泵的性能指标，像;抽气速率、极限真空、用油量、最高使用温度等方面取得了一定的进步。但是在一些用户比较关心的方面，如密封、重量、比功率、使用寿命、外形、噪声等方面，与国外的同类产品相比还存在着很大的差距。国产旋片泵存在的问题具体表现在以下几个方面：a.抽气效率过低：低泵的抽气效率是指实际抽速与理论抽速之比。按照JB/T6533-1997旋片真空泵标准规定，2Pa时双级泵的抽气效率不应低于45%,1.5kPa时不低于80%。该项指标表示了泵的抽气能力，旋片泵不合格产品中有80%是因为该项指标过低。b.存在喷油漏油现象：不喷油、不漏油是关系着环境保护的重要指标，对于制冷、半导体、电子、食品包装行业来说都是不允许有喷油漏油现象的。当前旋片泵不合格产品中有20%是因为该问题的存在。c.噪声过大：噪声过高也是迫切需要解决的问题之一，旋片泵不合格产品中因为噪声过高而导致不合格的产品占了20%。例如，按照JB/T6533-1997旋片真空泵波安排自己买规定，2升旋片泵的噪声不得大于72dB,而实际上现实中有些泵的噪声甚至高于75dBo以上三个方面是目前国产旋片泵存在问题比较严重的地方。此外，在极限压力、用油量、重量、最高使用温度、外观造型上都还有待提高。22XZ4型旋片式真空泵的工作原理2XZ型旋片式真空泵系双级高速直联结构旋片式真空泵（以下简称泵它有偏心地装在泵腔内的转子，及转子槽内的旋片。转子带动旋转时，旋片紧贴腔壁，把进、排气口分隔开来，并使进气积腔容积周期性地扩大而吸气，排气腔容积则周期性地缩小而压缩气体，推开排气阀排气，从而获得真空。泵内装有气镇阀。其作用是向排气腔充入一定量空气，以降低排气压力中的蒸汽分压强，当其低于泵温下的饱和蒸汽压时，即可随充入空气排出泵外，而避免凝结在泵油中。具有延长泵油使用时间和防止泵油混水时间。但气镇阀打开时，极限真空将有所下降，温升也有所提高。2XZ系列真空泵为双级直联结构，它的工作性能由高压级与低压级二部分组成，它的吸入口与真空设备连接。在运转时容器内的气体将大量吸入与排出，当设备获得真空时，高压级排气阀封闭，高压级吸入的气体将转送到第二级，并经第二级吸入与排出，这样真空设备可获得一定的真空。如图1为2XZ-4旋片式真空泵的工作原理示意图。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，A空间的容积增加，压力降低,气体经泵入口被吸入，此时处于吸气过程;B空间的容积减小，压力增加，处于压缩过程;C空间的容积进一步缩小，压力进一步增加，当压力超过排气压力时,压缩气体推开泵油密封的排气阀，处于向大气中的排气过程。在泵的连续运转过程中，不断进行着吸气、压缩和排气过程，从而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2.1旋片泵工作原理图I-泵体;2-旋片；3-转子；4-弹簧；5-排气阀32XZ4型旋片式真空泵的设计3.1 设计要素3.1.1 真空泵2XZ4设计要求a.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；，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；C.通过设计巩固、深化、应用所学的基础理论和专业和知识。3.1.2 真空泵2XZ4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 .极限真空：6.7×10,(Pa)02 .名义抽速：4LSo3 .泵在100KPa6KPa的入口压力下，连续运转时间不应超过3min,并在入口通大气时，Imin内无油喷现象。4 .泵必须附气镇装置，以抽除一定量的可凝性气体。5 .泵不应有漏油现象，水冷泵不得漏水。6 .泵设计时几何抽速应为抽气速率的11.2倍。7 .泵的工环境做温度为540°C.8 .泵在连续运行500小时候，性能指标应符的规定3.2 电动机选择3.2.1 电动机类型的选择根据电动机工作环境和电源条件，选用卧式封闭型Y(IP44)系列三相交流异步电动机B35型。3.2.2 电动机功率的选择根据表1,抽速4Ls的旋片泵其配用电动机功率不应大于0.55KWo3.2.3 电动机转速的选择高速直联泵转速一般在1500r/min左右，故电机的实际转速可在1400-1600r/min中选择。3.2.4 电动机型号的确定电机额定功率P痔0.55kW,实际转速n=1400rmin,由此选择YS7114三相异步电动机，其主要技术数据如表3.1所示。表3lYS7114电动机技术数据电机功率电流电压频率转速效率功率名称kwAVHZr/min%因数YS711-0.550.83220/380501400670.68产品性能与特点:YS系列三相异步电动机按国家标准设计制造，具有高效、节能、噪声低、振动小、寿命长、维护方便、起动转矩大等特点，采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44,冷却方式为IC411,额定电压为380V,额定频率为50Hz,广泛用于食品机械、风机各种机械设备等。3.3 真空泵2XZ4参数确定3.3.1 2XZ-4的主要参数初选a.旋片数z的确定此设计方案选择旋片数为Z=2b.参数a的选取泵的长径比a=LD,系数a取(M1.5之间.式中L为高真空级泵腔宽度；D为泵腔的直径。考虑泵的造型，加工要求等方面的因素，Wa=IOc.参数b的选取b=dD,系数b=0.750.9,式中d是转子的直径，对直联泵，取b=0.8°3.3.2 2XZ-4的主要几何参数的确定a.旋片泵D,d,e的确定(1)初算泵腔直径D已知参数：a=1.0,b=0.80,Sd=ILs,z=2,n=1400rmin旋片泵的几何抽速Sth=Sd»1=1L/s;容积利用系数错误!未找到引用源。儿=,其中fs如图阴影面积,R-r由CoS错误!未找到引用源。=l-b得：错误!未找到引用源。=arcos(l-b)=arc(1-0.8)=78.463错误!未找到引用源。2=156.926万一夕+(1/2)Sin2-(2)b2(-b2)=0.8513泵腔直径D=错误!未找到引用源。=44.D=I24×107×slhV=44.66TmZkYa(l-b)圆整得D=45(2)初算旋片泵转子直径d已知参数：D=45,b=0.8,旋片泵转子直径d=Db=36;故圆整后d=35mm(3)初算高真空级泵腔宽度L已知参数：D=45,a=l,则高腔宽度L=DXa=45mm取L=44mm0b.校核几何抽速Sth已知参数:n=1400rmin,Z=2,L=44mm,D=45mm,d=35mm.可得：a,=LD=4445=0.98;b'=dD=3545=0.78;-+(/2)sn2-0/2)b2(l-b2)=0.8547.由公式詈舍(-解)得24x10zr×1400×2×0.8547×44z._9Cu八11.ol.%=(45-35")=1128LA,h24×107误差为：红二红=L111=12%OSd1所以误差满足要求。所以旋片泵泵腔直径D=45mm,转子直径d=35mm,D-d偏心距'2=5mm0C.低级泵宽度Li的确定旋片泵高级腔宽度L=45mm0压缩比一般为1。，取错误!未找到引用源。=2已知参数：L=44mm,。错误!未找到引用源。2,低腔宽度L=L/错误!未找到引用源。=22mm,不需要圆整。3.3.3 旋片的长度h和厚度B的确定旋片在转子槽内，随转子旋转，顶端始终与泵腔接触，并在转子槽内滑动。为防止旋片太短影响其自由滑动以及旋片的强度或者是因雪勺太长发生干涉，旋片长度应该满足：在两旋片最接近时，旋片长度<VF=7；在最大伸出量时，旋片在转子槽内的长度hl错误!未找到引用源。0.4hOa.旋片长度h的确定旋片位于水平位置时,旋片伸出总长最短，故由此位置确定旋片长度h。h<yR2-e2-式子中=24mm,则可以选定h=20mm0b.旋片厚度B的确定已知参数：2XZ-4;旋片厚度B应该满足强度要求，同时还要考虑转子槽的加工工艺性。其选择可取B=6c.垂直位置校核转子处于垂直位置时，旋片伸出量为转子总长度50%,旋片在转子槽内的长度h=0.50h错误!未找到引用源。0.4h,满足要求。3.3.4 进排气尺寸的确定a.进气口直径d进的确定由表1查得，旋片泵2XZ4的进气口d进=20mm,b.排气口直径d排的确定为保证排气顺畅，排气面积可取：F=迎V式子中错误!未找到引用源。Sth是排气级的几何抽速，V是排出气流的速度,v=20错误!未找到引用源。30ms,取v=25ms因为压缩比。为2,故此次设计采用中间排气阀，若排气口为圆孔，数目为n,不防设n=。错误!未找到引用源。=20排气口安排如下，中间排气阀数目n=l,其排气口的面积均相同。实际排气口直径与计算值F的关系为：F=c.s,h/1.12×106ZIZIQ×v-25×1000-mm2中间排气阀的数目是m=l,低真空级腔的排气阀的数目n2=l,错误!未找到引用源。排二5.34mm圆整后取d«i=du2=5mm335旋片泵的电极功率校核a.旋片泵的最大功率时吸气口压强P吸的计算已知参数：p»=IlOkpa,多变指数k=1.2,过载系数£=1.3机械效率”!初到引用m=0.78,采取直联的方式，所以效率未找到引用ILn=1。旋片泵的功率N；N=白PJgL）*r=2匹（且）早K-Itp2K-Ip2当旋片泵功率N出现最大时，吸气口压强P吸：1101.2=36.84ZPa1.2-1b.旋片泵最大功率的计算已知参数：=IlOkpa,多变指数k=1.2,Sth=1.128Ls;旋片泵最大功率NmaX=P持，“#一=IIOXLI28x1.21-=49.5IW-k1-1.2C.电动机功率的校核已知参数：NmaX=49.51W,过载系数错误!未找到引用源。=1.3,机械效率.修!未找到引用.m=0.78，直联的效率M未找到引用,n二1。电动机的实际功率为*, N maxN =Wn1.3×49.51× 1030.78×l= 0.08 <0.25 后卬所以电动机的选择符合要求。3.4 轴的计算3.4.1 联轴的选择已知参数：电机型号YS711-4,P曲=0.55kW,n=1400rmin,电动机的轴伸直径d=14mm;a.类型选择：为了隔离振动与冲击，选用弹性套柱销联轴器；联轴器的结构及安装固定结构如图3.11制劫轮门小图N11ld(5011R6fF图3.1旋片泵联轴器实际结构图载荷计算：公称转矩T=9.55xl()60.551400=3.751Nm由表4.1查得KA=L3,故计算转矩Tca=KaT=1.3×3.751=4.8763Nm0表3.1工作情况系数KAKa工作机原动机分类工作情况及举例电动机汽轮机四缸及四缸以上内燃机双缸内燃机单缸内燃机I转矩变化很小，如小型离心泵、发电机1.31.51.82.2II转矩变化大并有强烈冲击载荷，如无飞轮3.13.33.64.0的活塞泵b.型号选择:从GB/T5272-1985中查得HLI型梅花型弹性联轴器的许用转矩为45Nm,许用最大转速为1500rmin,轴径为14mm之间，故合用3.4.2 轴的强度校核轴受有不大的弯矩，这里只按轴所受的扭矩来计算轴的强度。955000OK轴的扭转强度条件为Tt=Wt0.2a式中：.一扭转切应力，MPa;见表43。T-轴所受的扭矩，Nm;Wt轴的抗扭截面系数，nwi；n轴的转速，r/min;P轴传递的功率，cwd-计算截面处轴的直径，三;表4-3轴常见几种材料的卜"及AO值轴的材料Q235-A、20Q275、354540Cr>3Crl31JMPa1525203525453555Ao14912613511212610311297说明：表中值是考虑了弯矩影响而降低了的许用扭转切应力。在下述情况时，取较大值，Ao取较小值：弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、轴只做单向旋转；反之，取较小值，Ao取较打值。此次设计，采用45作为轴的材料，故可取AO=Il5。由上式可得轴的直径V0.2nV2rrn95500000.27这样求出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径dmin,故dmin=5.83mm0对于直径d100mm的轴，有一个键槽时，轴径应增大5%7%,故d=(1+7%)dmin=6.23mm<14mm,由此，联轴器所联接的轴的强度足够。1.1.1 2XZ4型旋片式真空泵的注意事项2xz4型旋片式真空泵系双级直联结构旋片真空泵（以下简称泵）。它有偏心地装在泵身腔内的转子，及转子槽内的两旋片。转子带动旋片旋转时，旋片借离心力和旋片弹簧的弹力紧贴体；腔容积周期性地扩大而吸气，排气腔容积则周期性地缩小而压缩气体，借压缩气体压力和油推开排气阀排气，从而获得真空。2xz-4型泵装有气镇阀。其作用是向排气腔充入一定量空气，以降低排气压力中的蒸汽分压强，当其低于泵温下的饱和蒸汽压时，即可随充入空气排出泵外，而避免凝结在泵油中。具有延长泵油使用时间和防止泵油混水时间。但气镇阀打开时，极限真空将有所下降，温升也有所提高。泵应安装在清洁、平坦、干燥和通风良好的场所，尽量保持泵温在15°C-40°C为宜。泵装有手柄、橡胶机脚，除运输及用于移动装置外，只要安放平稳即可。安装在精密仪器设备上使用，可安装尺寸，采用螺钉固定。装接电源时，应按电机标牌的规定接线。应注意电机旋转方向与支座上的箭头方向应一致，即从电机风扇一端看，叶轮应为顺时针转，如转向不符，对单向电机，将出线Kl与K2调接，对三相电机，只要将三根出线中的任意两种对调即可。为使用安全,应装接地电线。连接被抽容器的管道，其直径应不小于泵的进气口直径，且管道应短和弯头少，以减少10托以下的抽速损失。管道、被抽容器及联接处应密封无泄漏。当泵敞通大气起动时，排气口会有少量油雾排出，如恐影响工作环境，可用软管将排出油雾引出至室外。泵有防止停泵后返油和保持泵口真空的措施，一般无须在泵口装接电磁阀。泵及其四周环境应经常保持清洁，防止杂物进入泵内。泵的运转过程中，油箱内的存油量不得低于油标中心。不同种类和牌号的真空泵油，不可混合使用。泵在使用中，因系统损坏等特殊事故，进气口突然暴露大气时，应尽快停泵，并切断与系统连接的管道，防止喷油、污染场地。泵由于存放或使用不当，水份或其它挥发性物质进入泵内而影响极限真空时，可开气镇阀净化之。当泵油受到机械杂质或化学杂质污染时，应更换泵油。换油步骤如下：先开泵运转约半小时，使油变稀，停泵！旋下放油塞，放出脏油，再敞开进气口运转12分钟，此间可从进气口缓缓加入小量清洁的真空泵油，冲洗泵芯。脏油放回后，将放油塞旋上，并拧紧：旋下加油塞，利用漏斗，从加油口加入清洁的真空泵油，旋上加油塞。查看油位时，以停泵时注油至油标中心为宜。过低对排气阀不能起封油作用，影响真空度。过高，啃了个会引起通大气启动时喷油。运转时，油位有所升高，属于正常现象。油采用规定牌号的清洁真空泵油，从注油孔加入。加油完毕后，应旋上螺塞。油宜经过滤，以免杂物进入，堵塞油孔。泵可在通大气或任何真空度下一次起动，泵口如装接电磁阀，应与泵同时动作。环境温度过高时，油的温度升高，粘度下降，饱和蒸汽压会增大，会引起极限真空有所下降，特别是用热偶计测得的全压强。如加强通风散热，或改善泵油性能，极限真空可得到改善。检查泵的极限真空以压缩式水银真空计为准，如计经充分预抽效验，泵温达到稳定，泵口与计直接接通，运转30分钟内，将达到极限真空。总压强计测得之值与泵油和真空计、规管误差有关，有时误差甚至可能很大，只能作参考。如相对湿度较高，或被抽气体含较多可凝性蒸汽，接通被抽容器后，宜打开气镇阀，运动20-40分钟后关闭气镇阀。停泵前，可开气镇阀空载运动30分钟，以延长泵油寿命。泵不用时，应用橡皮塞帽，把进、排气口塞好。以免脏物落入泵内。倘若泵在工作过程中被污染，则须进行拆洗。这项工作需要慎重。注意拆装步骤，以免损坏机件。1.1.2 2XZ-4型旋片式真空泵常见故障和排除5.1 旋片式真空泵的保养、拆卸及其装配5.1.1 旋片式真空泵的保养（1）泵及其四周环境应经常保持清洁，防止杂物进入泵内。（2）泵的运转过程中，油箱内的存油量不得低于油标中心。（3）不同种类和牌号的真空泵油，不可混合使用。（4）泵在使用中，因系统损坏等特殊事故，进气口突然暴露大气时，应尽快停泵，并切断与系统连接的管道，防止喷油、污染场地。（5）泵由于存放或使用不当，水份或其它挥发性物质进入泵内而影响极限真空时，可开气镇阀净化之。当泵油受到机械杂质或化学杂质污染时，应更换泵油。换油步骤如下：先开泵运转约半小时，使油变稀，停泵！旋下放油塞，放出脏油，再敞开进气口运转1-2分钟，此间可从进气口缓缓加入小量清洁的真空泵油，冲洗泵芯。脏油放回后，将放油塞旋上，并拧紧：旋下加油塞，利用漏斗，从加油口加入清洁的真空泵油，旋上加油塞。（6）泵不用时,应用橡皮塞帽，把进、排气口塞好。以免脏物落入泵内。（7）倘若泵在工作过程中被污染，则须进行拆洗。这项工作需要慎重。注意拆装步骤，以免损坏机件。拆装步骤如下：5.1.2 旋片式真空泵的拆卸放油。（2）松开进气咀压板螺钉、气镇阀压板螺钉，拔出进气咀和气镇阀。（3）拆下油箱。（4）拆除止回阀开口肖，拆下止回阀叶轮。（5）拆除支座与泵身的连接螺钉，拆下泵部装件。（6）松开前后盖螺钉，拆下前、后泵盖。拔出两转子，旋片及弹簧。切勿损坏零件的工作表面及定位孔。5.1.3 旋片式真空泵的装配（1）擦净零件，疏通油孔（2）把旋片及弹簧装入高级转子槽内后，把高级转子装入泵身内，装上高级泵盖、肖、螺钉、键、轴套等，用手旋转，应无滞阻和明显轻重。(3)低级转子装配同上。(4)装止回阀叶轮部件，应使止回阀平面对准进油咀孔。用于轻轻挡住叶轮并旋转转子，油孔应时开时闭，调整阀头平面最大开启高度为0.8J.lmm°(5)装上泵部的排气阀、挡油板等零件。(6)把泵部件、键、轴套、电机装在支座上。(7)装油箱。(8)插入进气咀、气镇阀、装上压板，螺钉紧固。注意：1)装配时，各摩擦面应涂上清洁的真空泵油。2)记住零件的原装配位置，可减少跑合时间。3)紧固体应无松动，紧固时应均匀施力。4)对磨损零件应检查，并酌情修理或调换。5)总装结束后，可以从泵进气口加入少量泵油，然后用手转动，转动时，手的感觉应是阻力均匀，无明显阻滞现象。6)观察运转情况和泵口测量极限真空，不合要求时，应加以调整。7)在检修泵的同时，亦应对系统管道，阀门和电机等加以清理检修。5.1.4 旋片式真空泵常见故障及其排除方法如下：a.极限真空不高及其排除：(1)油位太低，使不得对排气缸起油封作用，旋去加油螺塞后有较大排气声,并有油雾，证实油位太低，加油即可排除。(2)油为可凝性蒸汽净化而导致之真空度上升，可开气镇污染或换新油。(3)泵口外接弹道、容器、测试量具弹道接一品透气，大漏时，旋去加油螺塞有大的排气声，并有气和油雾排出，应找漏，肃清之。(4)吸上呼吸道或气镇阀橡胶件拆卸不当，败坏或老化应调整或更替。(5)油孔阻塞，真空度上升，可放油拆下油箱，松开油腔滑调压板，插入进油腔滑调，畅通油孔，放量不要用纱头擦整机。(6)真空零碎有重大净化，囊括容器、弹道等，应予荡涤。(7)旋片绷簧断裂，应予调新。(8)旋片、转子或衬套磨损，应予审查，修整或调换。(9)泵温过高，这岂但使油粘度上升，饱和蒸气压升高，还可能造成泵油裂解。应改善透风结冰，升高条件热度。如所抽气体热度太高，应予先结冰后再进入泵内，条件热度高，应放量采纳较好的高速真空泵油或3#放散泵油。(IO)因为整机的变形磨损或挪动使止回阀头的最大开启高低升高乃至使不得开启，进油过少而使真空度升高，应调整，详见拆卸全体。b.真空泵喷油:审查油位是否过高，油气结合器有无泵油或杂品，挡油板地位是否错误、牢固、吸气口、气镇阀的垫好，减雾器是否装好。C.漏油:查看放油螺塞、油标、油箱垫片是否败坏或拆卸不当，有机玻璃有无过热变形，应调整更替或升高油温。泵与支座的联接螺丝未垫好，未拧紧，油封拆卸不当或磨损，也会漏油，但不会净化场地，不重大的可接续运用，重大的应更替油封、垫圈或调整拆卸。旋片真空机组d.噪声过大:可因旋片绷簧断裂，进油量增大，轴承磨损，整机败坏而有所增大，应审查，调整或更替。旋片运动不畅也会导致噪声增大，条件热度高,旋片热收缩，旋片薄厚与旋子配合过紧时应把旋片改薄，薄厚间隙可为0.09-0.14mmoe.返油:止回阀未关好，停泵后油位很快上升，可再开再停，视察变迁或拆开审查，止回阀头老化变形松动，调换之。二泵盖内油封拆卸不当或磨损或老化松动，调换之。泵盖或转子立体夹板气坦，修整。f.泵油发黑，油温较高，可因油封外圆松动:与旋子产生附着导致，应及时更替油封，免得败坏旋片，油封外径应予测量，宜选大一点的。6总结由于目前对旋片式真空泵的相关研究比较少，本文对旋片式真空泵只是进行了初步的研究工作。本设计论文是2XZ-4旋片式真空泵的设计过程。设计内容主要涉及到机械运动学、机械设计学、材料力学等多方面的内容。这次设计，贯穿了我们大学四年学校的基本专业学科，不仅巩固了我所学过的知识，还扩大我们的知识面。在设计过程中，通过老师的指导和督