毕业设计(论文)卷绕式真空镀膜机真空泵结构设计.doc
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1、摘 要真空泵,机械,物理,化学,物理和化学方法如萃取容器中,以获得和维持真空设备。真空泵和其他设备(如真空容器,真空阀,真空计,连接管路等)组成的真空系统,广泛应用于电子,冶金,化工,食品,机械,制药,航空航天等行业。按泵的工作原理,本质上捕获气体进入气体泵和泵的类型。泵包括:液环真空泵,往复式真空泵,旋片式真空泵,真空泵定子,活塞泵,摆线泵,干式真空泵,真空泵,分子泵,牵引泵,复合泵,水喷射泵气体喷射泵,蒸汽喷射泵,扩散泵。捕获的气体泵,包括:一个吸附泵和低温泵。针对设计要求,对罗茨真空泵进行了设计。主要包括传动系统的设计。罗茨真空泵工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的连续旋转,气体从进气口
2、吸入到转子与壳体之间的空间中,然后通过排气口排出。因为空间是封闭的抽吸状态下,所以不存在气体在泵室的压缩和膨胀。然而,当转动时,转子的排气口的上边缘,该空间与排气侧连通,排气侧的气体压力越高,洗涤气体的一部分返回到该空间中,气体的压力急剧增加。随着转子继续旋转时,气体排出泵。关键词:真空镀膜机;真空泵;结构设计AbstractVacuum pumps with mechanical,physical,chemical,physical and chemical methods such as container extraction in order to obtain and maintai
3、n a vacuum device . Vacuum pumps and other equipment (such as vacuum container,vacuum valves,vacuum gauges, connecting pipes,etc.) consisting of a vacuum system,widely used in electronics,metallurgy, chemical,food,machinery,pharmaceuticals,aerospace and other sectors. Press the pump works,essentiall
4、y trapping gases into the gas pump and pump types . Pump include : liquid ring vacuum pumps,reciprocating pumps,rotary vane vacuum pumps,vacuum pump stators,piston pumps,trochoid pump,dry vacuum pumps,vacuum pumps,molecular pumps,traction pumps,composite pumps, water jet pump gas jet pumps,steam jet
5、 pumps,diffusion pumps. Trapped gas pump comprising: a sorption pump and a cryopump .For the design requirements,the Roots vacuum pump design . Including the transmission system designs. Roots vacuum pump works with the Roots blower similar. Due to the continuous rotation of the rotor,gas is drawn f
6、rom the intake port into the space between the rotor and the casing,and then discharged through the exhaust port. Because the space is closed suction state,so there is no gas in the pump chamber compression and expansion . However,when the top edge of the exhaust port of the rotor rotated,the space
7、communicates with the exhaust side,the higher the exhaust -side gas pressure,a portion of the washed gas back to the space,the gas pressure is abruptly increased. As the rotor continues to rotate,the gas discharge pump . Key Words: Vacuum Coating Equipment; Vacuum pump; Structure design目 录摘 要IAbstra
8、ctII目 录III第1章 绪论11.1真空镀膜机的概述11.2 真空泵的应用现状及发展趋势31.3课题设计内容12第2章 真空泵总体方案设计132.1设计真空泵的技术要求132.2真空泵总体构成142.3真空泵结构概述162.4本次设计真空泵结构特点162.5真空泵防止过载可采取的措施17第3章 真空泵结构设计与计算183.1电机的选择183.2总体传动结构设计193.3斜齿圆柱齿轮传动设计203.4转子体设计计算233.5轴的结构设计计算273.6轴承选取设计计算31第4章 结论35参考文献36致 谢38 第1章 绪论1.1 真空镀膜机的概述1. 真空镀膜机技术背景真空镀膜机主要指一类需要
9、在较高真空度下进行的镀膜,具体包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射,MBE分子束外延,PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。图1-1 真空镀膜机真空镀膜是一种很有前途的表面涂层应用技术,它具有一定的一系列其他进程的不可替代的优良特性;影响的现状不涂材料和部件。涂层的厚度可以控制,通常是几十微米或几百分之;因此,它被广泛应用于电子设备,天文仪器,仪器,仪表等行业。(1)光学工业应用的光学性能的要求,需要改变透镜表面上的光透射率,反射率。真空镀膜能实现这一要求。(2)电子工业中的应用,在电子行业真空镀膜的应用极为广泛,少数载列如下:透明导电膜:在玻璃基板,例如聚酯,真空镀上
10、的铟锡氧化物薄膜上,即,可以实现透明导电特性。可以用来显示电报,摄影平面电极,视图效果的记录材料的各方面。导电加热膜:在镀铬或镍合金玻璃灯座真空当地边境,电力,加热功能可以实现对去除水气引起的灯之间的温度差。(3)机械工业应用,个人使用的真空镀膜反应离子镀,磁控溅射镀膜技术的灯来。在谈到真空镀膜机械行业更广泛的范围内。超硬膜:切削工具如:钻头,铣刀,滚刀插灯表面,真空镀等超硬涂层氮化钛层,可大大提高使用寿命,效率和精密切削工具。专题片:高温真空电镀,耐腐蚀,自润滑功能薄膜技术,表面上的机械部件,可大大提高机械零件的使用寿命和使用功能。如水轮机的叶片。(4)塑料工业中的应用,塑料制品真空镀膜,仅
11、近几年发展起来,并快速发展,已成为一个大真空镀膜应用。塑料真空镀膜,可以是铝,铜等金属,也可以镀氯化钛,氧化钛,光介质。目前ABS、丙烯树脂、尼龙、PC、聚丙烯等塑料基材均可实现真空镀膜。(5)其它方面的应用 真空镀膜在农业用的薄膜纸;香烟内包装纸也是真空镀膜的一项应用。2、 真空镀膜的原理主要是指一种类型的真空涂层在涂层需要产品的真空程度高,该膜被涂物被安装在真空气相沉积装置中,用真空泵,使真空中的涂层的程度,使坩埚中加热高纯铝丝(纯度99.99),熔点为12001400的温度下,蒸发的气态铝。在运动,冷却,还原所形成的铝金属的连续层的光的基底颗粒的铝薄膜表面的气态沉积。具体包括很多种类,包
12、括真空离子蒸发,磁控溅射,MBE分子束外延,PLD激光沉积等很多种。主要的想法是要分为两种蒸发和溅射。需要被涂覆到基片或衬底,所述涂覆材料(金属材料可以是金,银,铜,锌,铬,铝,它是最常用的是铝)是成为一个目标。同一基板和靶在真空室中。蒸发通常被加热到离子或原子团的形式在目标表面成分被蒸发,并通过形成一薄膜形成工艺(散布 - 层状生长 - 结构式行走风扇 - 岛结构)定居在衬底表面。对于溅射涂覆类,可以简单地理解为使用高能量的电子或激光烧蚀靶,并形成自由基或离子成分的表面被溅射并沉积在基底的端表面通过薄膜形成工艺,形成薄膜。1.2 真空泵的应用现状及发展趋势1. 真空泵的分类真空泵,机械,物理
13、,化学,物理和化学方法如萃取容器中,以获得和维持真空设备。真空泵和其他设备(如真空容器,真空阀,真空计,连接管路等)组成的真空系统,广泛应用于电子,冶金,化工,食品,机械,制药,航空航天等行业。按泵的工作原理,本质上捕获气体进入气体泵和泵的类型。泵包括:液环真空泵,往复式真空泵,旋片式真空泵,真空泵定子,活塞泵,摆线泵,干式真空泵,真空泵,分子泵,牵引泵,复合泵,水喷射泵气体喷射泵,蒸汽喷射泵,扩散泵。捕集的气体泵,包括:一个吸附泵和低温泵。 首先介绍几种常见泵及其特点:2SK、2SK-P1系列双级水环式真空泵主要用于抽吸空气和其它某些腐蚀性,不溶于水,允许含有少量固体颗粒的气体。广泛用于食品
14、,纺织,医药,化工,真空蒸发,浓缩,浸渍,干燥过程。该泵具有真空度高,结构简单,使用方便,工作可靠,维修方便。图1-2 2SK双级水环式真空泵2XZ型旋片式真空泵具有结构紧凑,体积小,重量轻,噪音低,振动小等特点。它适用于前级泵扩散泵,同时也适用于使用精密仪器和实验室支持。例如:质谱仪,冰箱流水线,真空冷冻干燥机。图1-3 2XZ旋片式真空泵XD型旋片式真空泵可以在任何入口压力操作,已被广泛用于食品包装的真空,真空成型塑料产业。传送打印纸行业中,真空卡盘,真空抽吸等。SZ,SK系列水环式真空泵主要用于过程的粗糙真空抽气量。它主要用于将空气泵和其他非腐蚀性非水不溶性固体含有少量的气体,以形成在密
15、封容器中的真空颗粒。吸入气体与少量的液体混合。它被广泛应用于机械,医药,食品,石化等行业。图1-4 XD旋片式真空泵ZJ系列罗茨真空泵是回转容积式泵必须有泵适用于具有广泛在一个较大的抽速的压力是利用抽气体含有的灰尘和水蒸气不敏感的前广泛应用于冶金,化工,食品,电子镀膜等行业。图1-5 ZJ罗茨真空泵2. 真空技术在能源方面的应用最近,人们对能源危机的关注已逐渐淡薄,但如何根本问题并没有得到解决。能源问题是一个长期地、不容乐观地重要问题。从长远的观点看,要研究用新能源代替旧能源。如太阳能利用技术,在不久的将来,有可能达到实用化。日本曾提出到1990年,总能源的需要量的2将由新能源代替。将核聚变装
16、置列为2l世纪达到实用化的目标。现在各国都在进行太阳热利用技术。典型的太阳热利用技术即对太阳热发电系统的研究。 日本于1981年在香川县建成了第一座1MW的太阳热实验发电厂。采用塔式聚光和曲面聚光两种方式。这两种方式的额定输出均为1000kW。在美国、法国、俄罗斯、德国、西班牙及意大利等国都将太阳热发电厂的研究开发列入了国家计划。这些工厂的容量为500kW10MW,并已建成应用。 太阳热发电系统是由聚热装置、热传输管、蓄热装置、发电机和计量控制装置所组成。 太阳热发电的聚热温度范围很宽,约为150550。要想获得150以上的热能,就必须有聚光装置。聚光的方式有很多种,但多数都采用反射镜。镜面材
17、料多使用银和铝等。表面镜由于膜面暴露在大气之中,受氧化和摩擦等因素的影响,会使反射率较低。黑面镜的缺陷是在于基板和膜面的界面上,发生污染。 近来,由于高分子材料制作的软镜具有重复性好、透过率高、能大量生产、成本低等特点,而倍受重视。 选择吸收面对有效利用太阳能极为重要。在选择吸收面的制作上,采用了真空技术。高温聚热装置中采用了聚热管。为防止由聚热管造成的对流损失,用透明玻璃管覆盖在聚热管外面,玻璃管内保持真空状态。 这里选择的原则将受光表面被选择性地吸收分类如下: (1)使用该半导体薄膜带迁移之间产生的吸收。 在具有红外区具有高反射率的金属表面涂覆有所述半导体薄膜13的吸收波长,选择是在吸收面
18、。用Si、Cu、PbS、Ge、CuO、Cr2O3等材料作为半导体膜。这种结构的膜,它可吸收阳光转变为热能;对红外线则呈透明体。由于金属表面的作用使得辐射率变小,可以更有效地利用太阳能。由于Si、Ge对太阳光的折射率高,涂上SiO2等材料的减反射膜,对太阳光的吸收率变好。 (2)利用薄模干涉形成减反射效应。 在基板上制成具有高反射率的金属膜,在膜上叠加干涉滤光镜。干涉滤光镜由电介质膜+半透明金属膜+电介质膜所组成。像这样结构的膜,可见光在电介质膜中被吸收,而红外线透过干涉滤光镜被金属膜面反射而使辐射率变小。 Al2O3/MO/Al2O3/MO基板使用光学干涉效应,以及单层膜具有优良的金属碳化物,
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