在對雙級直聯(lián)泵的葉片進行受力分析的基礎(chǔ)上，建立了一種新的氣體壓力模型，該模型給出了葉片所受氣體壓力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角和泵的主要設(shè)計尺寸的關(guān)系，并且根據(jù)泵入口壓強的大小而選擇相應的計算公式，可計算在不同入口壓強下的葉片氣體壓力，達到了對葉片進行連續(xù)受力分析的目的。此外，雅之雷德機電科技還根據(jù)該模型運用Matlab 對2XZ-4 型直聯(lián)真空泵進行了實例計算，為直聯(lián)旋片泵優(yōu)化設(shè)計和合理使用提供了依據(jù)，拓寬了直聯(lián)真空泵的設(shè)計理論。
1、前言
近年來由于直聯(lián)旋片式真空泵(下文簡稱直聯(lián)泵)具有抽速高、體積小、重量輕、沒有皮帶摩擦的粉塵污染等優(yōu)點，從而廣泛用于冰箱、空調(diào)機、燈泡、瓶膽、生產(chǎn)包裝機等真空應用工業(yè)。盡管直聯(lián)泵在設(shè)計理論和研究方法上已經(jīng)趨于成熟，然而在受力分析方面尤其是葉片的氣體壓力分析上仍不夠完善。這是因為在設(shè)計尺寸一定的條件下，由于泵每次工作循環(huán)時入口壓強不同，從而導致每次壓縮過程結(jié)束后所對應的臨界轉(zhuǎn)角也隨之變化，而臨界轉(zhuǎn)角的變化也會導致氣體壓力的表達式的變化，因此泵每循環(huán)一次，都需要重新求解一次臨界轉(zhuǎn)角和氣體壓力表達式，這是個非常復雜的過程。因此，目前氣體壓力分析只是停留在定性分析階段或者只能求解在特定轉(zhuǎn)角、特定入口壓強下的氣體壓力，這顯然不能滿足連續(xù)性求解氣體壓力的要求。
2、氣體壓力模型的建立
本文根據(jù)直聯(lián)旋片式真空泵的工作原理，通過理論分析和推導，在確定了壓縮腔體積變化公式、臨界壓強和臨界轉(zhuǎn)角之后，建立氣體壓力模型，具體過程如下。
2.1、壓縮腔體積公式的確定
直聯(lián)泵的葉片把工作腔分為3 個空間，分別為A(吸氣腔)，B(壓縮腔)，C(排氣腔)。
由泵工作原理可知，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，吸氣腔(A)容積增大，壓強減小，而吸入氣體;壓縮腔(B)容積減小而壓縮氣體，當壓縮腔內(nèi)氣體壓強達到排氣壓強PE 時，此時壓縮過程結(jié)束，排氣閥打開，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，而將氣體排出，從而完成了一個工作循環(huán)。隨著工作循環(huán)的持續(xù)進行，泵不斷抽取容器內(nèi)的氣體，從而使容器內(nèi)氣體壓強(因為容器和泵進氣口相連，因此，也是泵進氣口處的氣體壓強，習慣稱為入口壓強P0)逐漸減小，直至達到一個穩(wěn)定的zui低值(習慣稱為極限壓強Pg)，此時，泵再繼續(xù)工作，而容器內(nèi)氣體壓強卻不再減小，從而完成整個抽氣過程 。直聯(lián)真空泵有兩個葉片，由于轉(zhuǎn)子不斷的旋轉(zhuǎn)，兩個葉片可以循環(huán)交替運轉(zhuǎn)，因此對每個葉片而言，都可以到達葉片所在的位置。
對兩葉片所處狀態(tài)進行分析可知，葉片兩側(cè)具體所處的狀態(tài)隨著葉片的位置以及其兩側(cè)的壓強的變化而變化。
4、結(jié)論
本文根據(jù)葉片實際受力狀況，提出一種新型氣體壓力受力模型，其主要思路為：首先將已知的入口壓強與臨界壓強相比較，從而判斷出入口壓強的范圍，再根據(jù)范圍判斷出應選用的氣體壓力求解公式，zui后根據(jù)公式求出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角連續(xù)情況下的氣體壓力。通過運用matlab 編程模擬2XZ-4 型直聯(lián)泵在不同入口壓強下的氣體壓力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系，結(jié)果表明氣體壓力模型很好地模擬了直聯(lián)旋片式真空泵在不同入口壓強下葉片所受氣體壓力的情況，達到了對葉片進行連續(xù)受力分析的目的。
