涡旋干式真空泵及其制造方法、真空系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于真空获得设备领域，具体涉及一种涡旋干式真空泵及其制造方法、真空系统。
【背景技术】
[0002]涡旋干式真空泵的工作原理来源于法国人Leno Creux于1905年以可逆转的涡旋膨胀机为题申请的一项专利。该涡旋干式真空泵为采用一个固定，另一个转动的具有连续分离、连续闭合性能的“等螺距渐开线”研发的一种涡旋发动机，但由于当时的加工制造水平有限，而在涡旋干式真空泵的研究和制造工作中，由于其动、静涡旋盘形状特殊，对零件的材料、热处理、加工方案以及组件的装配、密封、定位的要求都很高，导致生产该涡旋真空泵有很大的技术难度，且加工的成本也较高，因此产品化时间很晚，而且只有世界顶尖的真空获得设备生产厂家能够达到质量要求，并进行生产。
[0003]因此，如何通过优化产品的结构设计及加工方案，在降低加工难度及加工成本的前提下，满足涡旋干式真空泵的性能及使用要求，成为目前亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种涡旋干式真空泵及其制造方法、真空系统，该涡旋干式真空泵在满足真空泵自身性能及使用要求的前提下，降低了加工难度及生产成本。
[0005]解决本发明技术问题所采用的技术方案是该涡旋干式真空泵，包括相对设置的静涡旋盘(2)和动涡旋盘(10)，所述静涡旋盘(2)包括静涡旋体、所述动涡旋盘(10)包括动涡旋体，其中，所述静涡旋体的型线和所述动涡旋体的型线均采用阿基米德涡旋线，所述动涡旋体的型线与所述静涡旋体的型线之间具有180°的相位差,所述动涡旋体与所述静涡旋体能够啮合形成压缩腔。
[0006]优选的是，所述静涡旋体的型线和所述动涡旋体的型线采用一次阿基米德涡旋线和二次阿基米德涡旋线的配合连接，头部采用二次阿基米德涡旋线，尾部采用一次阿基米德涡旋线，一次阿基米德涡旋线和二次阿基米德涡旋线的连接处具有连续的一次导数和二次导数。
[0007]优选的是，所述动涡旋体与所述静涡旋体平行设置，所述动涡旋体与所述静涡旋体之间的平行度小于等于0.005mm。
[0008]优选的是，所述静涡旋体和所述动涡旋体之间预留有间隙，所述间隙由外圈向内圈逐渐递减，且内圈间隙保持定值。
[0009]优选的是，所述静涡旋体和所述动涡旋体之间预留的单边间隙范围为0.03mm?0.02mm。
[0010]优选的是，所述静涡旋盘和所述动涡旋盘之间的端面密封通过密封条(13)密封，所述静涡旋体和所述动涡旋体的顶部分别对应开设有凹槽，所述密封条分别设置于所述静涡旋体和所述动涡旋体的凹槽内。
[0011]优选的是，所述密封条(13)包括第一子层(131)以及设置于所述第一子层(131)下方的第二子层(132)，所述第一子层(131)采用超高分子量聚乙烯，所述第二子层(132)采用微发泡橡胶弹性体，所述第一子层(131)与所述第二子层(132)通过粘合剂连接。
[0012]优选的是，所述第一子层(131)中超高分子量聚乙烯的分子量范围为450万?550万，所述第二子层(132)中微发泡橡胶弹性体为丁橡胶和氯丁橡胶的混合体，所述微发泡橡胶的密度范围为160kg/m3?230kg/m3。
[0013]优选的是，所述密封条(13)采用冲压方式形成。
[0014]优选的是，进气口(5)设置在所述动涡旋盘(10)的外圈末端处，出气口(I)设置在所述静涡旋盘(2)的中心处，所述进气口(5)能通过机械接口与真空系统外的真空室相连，或者，所述进气口(5)能通过管道方式与真空系统中下一级泵的出气口相连。
[0015]优选的是，所述涡旋干式真空泵包括电机以及连接块(3)、防自转组件(12)，所述电机具有偏心电机轴(9)，所述动涡旋盘(10)设置在所述偏心电机轴(9)上；所述连接块
(3)设置在电机壳体(6)上，所述静涡旋盘2设置在所述连接块(3)上；所述防自转组件
(12)与所述动涡旋盘(10)和所述连接块(3)同时连接，所述防自转组件(12)使得所述动涡旋盘(10)在所述偏心电机轴(9)的带动下能相对于所述静涡旋盘(2)以偏心电机轴(9)的偏心距形成的圆轨迹做平动运动。
[0016]优选的是，所述连接块(3)通过过渡配合固定在所述电机壳体(6)上，所述静涡旋盘(2)通过定位销固定在连接块(3)上，所述偏心电机轴(9)与所述静涡旋盘(2)和所述连接块(3)相配合处的基准面的垂直度在0.005_以内；所述防自转组件(12)包括三个防自转件，三个所述防自转件的一端均匀分设在所述动涡旋盘(10)上、另一端设置在所述连接块⑶上。
[0017]优选的是，所述动涡旋盘(10)的理论质心在旋转中心线上；涡旋干式真空泵包括平衡组件(11)，所述平衡组件(11)包括两块平衡块，两块所述平衡块分设在所述偏心电机轴(9)靠近连接块(3)和靠近电机后端盖(7)的区域。
[0018]优选的是，所述电机向外接口处的插线采用密封插座；所述涡旋干式真空泵还包括用于控制真空室与真空泵工作腔是否沟通的进出气控制器件，所述进出气控制器件采用电磁铁组件(4)，所述电磁铁组件(4)包括电磁铁、铁芯和弹簧，所述电磁铁和所述弹簧用于控制所述铁芯的伸出或弹回，所述电机不工作时所述铁芯伸出，隔离真空室和真空泵工作腔的沟通；所述电机通电时所述铁芯延迟弹回，沟通真空室与真空泵工作腔；所述电机断电时所述铁芯立刻伸出，切断真空室与真空泵工作腔的沟通。
[0019]优选的是，所述底座组件(8)下方设置有风扇，所述静涡旋盘设置有风罩，所述风扇与所述电机同步启动，用于通过所述风罩将风导流到所述静涡旋盘(2)的端面以进行散热；所述风扇为轴流式风扇。
[0020]一种真空系统，包括真空泵，其中，所述真空泵采用上述涡旋干式真空泵。
[0021]一种涡旋干式真空泵的制造方法，包括加工形成相对设置的静涡旋盘和动涡旋盘的步骤，所述静涡旋盘包括静涡旋体、所述动涡旋盘包括动涡旋体，其中，所述静涡旋体的型线和所述动涡旋体的型线均采用阿基米德涡旋线，所述动涡旋体的型线与所述静涡旋体的型线之间具有180°的相位差；所述静涡旋体和所述动涡旋体的阿基米德涡旋线均采用铣加工形成，且铣加工时铣刀以旋转为主运动，进给运动由旋转工作台的工作轴旋转与铣床水平工作台的工作轴移动实现。
[0022]优选的是，在加工所述静涡旋体或所述动涡旋体的阿基米德涡旋线的过程中，旋转工作台的工作轴始终保持正转或反转，铣床水平工作台的工作轴仅在一个方向移动实现进给运动；在精加工所述静涡旋体或所述动涡旋体的阿基米德涡旋线的过程中，旋转工作台的工作轴换向一次。
[0023]优选的是，所述静涡旋体和所述动涡旋体的铣加工还包括，通过激光干涉仪检测并补偿水平工作台的工作轴和旋转工作台的工作轴的定位，其中定位精度为0.005mm，重复定位精度为0.003mm;旋转工作台的工作轴的定位精度为7 "，重复定位精度为4 "。
[0024]优选的是，所述涡旋干式真空泵包括电机，所述电机具有偏心轴；该制造方法还包括所述静涡旋盘与所述动涡旋盘的装配，所述静涡旋盘通过连接块装配在电机壳体上，所述动涡旋盘装配在所述偏心轴上。
[0025]优选的是，所述连接块与电机壳体通过过渡配合组装在一起，所述偏心电机轴通过轴承座与电机后端盖组装在一起，所述偏心电机轴与所述连接块的轴承连接为外侧连接，所述偏心电机轴与所述连接块连接的轴承外径大于所述偏心电机轴与所述电机后端盖的轴承外径，所述偏心电机轴与所述连接块和轴承座之间的轴承孔的同轴度在0.02mm以内。
[0026]优选的是，所述后端盖与偏心电机轴之间的轴承孔为第一轴承孔，所述第一轴承孔内嵌钢套；所述偏心电机轴与所述连接块连接的轴承孔为第二轴承孔，所述第一轴承孔和所述第二轴承孔均采用镗加工形成，所述镗刀的刀杆材料为硬质合金。
[0027]优选的是，所述第一轴承孔的外径小于所述第二轴承孔的外径；所述第一轴承孔加工后，采用手动换刀的方式继续加工所述第二轴承孔，手动换刀，保持加工点位置的X、Y坐标不变，只改变Z坐标值，所述第一轴承孔与所述第二轴承孔的同轴度在0.02_以内。
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