Силовые деформации рабочих элементов безмасляного спирального вакуумного насоса

На откачные характеристики насосов вакуумных спиральных (НВСп) определяющее влияние оказывают зазоры между спиральными элементами. Минимально обоснованные зазоры назначаются с учетом деформаций спиральных элементов, поэтому определение силовых деформаций является важной задачей. Рассчитаны деформации подвижного и неподвижного спиральных элементов безмасляного НВСп с геометрической быстротой действия 15 м3/ч, возникающие под действием давления откачиваемого газа. Деформации получены на основании значений давления газа в рабочих полостях насоса с помощью метода конечных элементов, реализованного в пакете Ansys. Показано, что максимальная силовая радиальная деформация возникает в условиях максимального пережатия газа при атмосферном давлении на входе. Максимальная силовая осевая деформация подвижного спирального элемента также наблюдается при атмосферном давлении на входе, а неподвижного — при остаточном давлении на входе в насос (из-за перепада давлений с внешней и внутренней сторон спирального элемента). Используя значения силовых деформаций спиральных элементов, определены максимальные изменения зазоров: радиальный зазор — 2,8 мкм, торцевой зазор — 3,9 мкм. Установлено, что при радиальном зазоре в исследуемом НВСп 100 мкм силовые деформации спиральных элементов оказывают незначительное влияние на зазоры и их можно не учитывать при расчетах откачных характеристик НВСп.

Литература

[1] Бурмистров А.В., Саликеев С.И., Райков А.А. Некоторые аспекты выбора безмасляных насосов среднего вакуума. Вестник Казанского технологического университета, 2013, т. 16, № 10, с. 220–223.

[2] Паранин Ю.А., Якупов Р.Р., Капустин Е.Н., Бурмистров А.В. Математическая модель рабочего процесса спиральных машин сухого сжатия в условиях сплошной среды. Ч. 2: Изменение зазоров от тепловых и силовых деформаций. Вестник Казанского технологического университета, 2014, т. 17, № 1, с. 248–251.

[3] Райков А.А., Якупов Р.Р., Саликеев С.И., Бурмистров А.В., Бронштейн М.Д. Всережимная математическая модель рабочего процесса спирального вакуумного насоса. Компрессорная техника и пневматика, 2014, № 1, с. 18–25.

[4] Саликеев С.И., Бурмистров А.В., Райков А.А. Единый подход к расчету откачных характеристик бесконтактных безмасляных вакуумных насосов. Компрессорная техника и пневматика, 2013, № 4, с. 37–42.

[5] Райков А.А., Бронштейн М.Д., Бурмистров А.В., Саликеев С.И. Радиальные и осевые газовые силы в безмасляных спиральных вакуумных насосах. Вестник Казанского технологического университета, 2014, т. 17, № 2, с. 267–270.

[6] Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 7: программирование, численные методы. Санкт-Петербург, БХВ-Санкт-Петербург, 2005. 752 с.

[7] Structural Analysis Solutions—ANSYS. URL: http://www.ansys.com/Products/Simulation+Technology/Structural+Analysis (дата обращения 1 сентября 2014).

[8] Бруяка В.А., Фокин В.Г., Солдусова Е.А., Глазунова Н.А., Адеянов И.Е. Инженерный анализ в ANSYS Workbench. Самара, САМГТУ, 2010. 271 с.