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干式真空泵性能集成测试方法的研究

干式真空泵性能集成测试方法的研究

作者：刘永源东北大学

学位级别：硕士

近年来,随着集成电路产业、光学元器件产业、薄膜产业、医药行业、化学工业等行业的蓬勃发展,给干式真空泵(或称“真空干泵”,简称“干泵”)带来了史无前例的发展时机。集成电路厂家的一条产线,往往需要数以千计的干泵。由于国家对干泵... 详细信息

近年来,随着集成电路产业、光学元器件产业、薄膜产业、医药行业、化学工业等行业的蓬勃发展,给干式真空泵(或称“真空干泵”,简称“干泵”)带来了史无前例的发展时机。集成电路厂家的一条产线,往往需要数以千计的干泵。由于国家对干泵研发的大量投入和对产业发展的积极引导,国内干泵制造厂家迎来重要的发展机遇,经历了“从无到有”、“从有到可靠”的发展路径,目前正在向“更节能、更高效”的方向发展。传统的干泵测试装置通常只能进行固定条件下的单一性能指标测试。本文正是基于这一背景,提出了一种对真空干泵实现高集成化、高精度、高度自动化的性能测试方法。本文在实现测量原有各项性能指标的基础上,通过模拟干式真空泵在不同工况下的运转情况,对实时运转过程中的主要性能进行直接测试。通过充分考虑集成测试方法测试对象的多样性,对研究对象的结构进行分析和改进,提出集成测试方法的多种功能。为实现集成测试方法,选择对流量、真空度、温度三个基本物理量进行测量与控制,为真空干泵性能集成测试方法提供了理论依据和具体方案。通过各种流量测量方法的基本原理以及不确定度的计算和比较,优选出适合集成测试系统的测量方法;通过对真空度测量的原理和分类对比,确定真空计的选择方案;通过温度的测量方法研究并结合集成测试方法的需要,选择合适的温度测量装置。在确定集成测试系统的目标与功能后,进一步提出集成测试系统平台的整体方案。通过对现有文献中的调研,重新设计并计算确定了真空腔室的类型与大小,优化真空腔室的内部结构设计进而实现温度和真空度的均匀性。同时,通过正压平衡法,结合质量流量计与涡街流量计并设定平衡室的方法,实现在真空条件下宽量程、微小流量的精确测量。根据不同入口压力出口压力、不同入口流量、不同温度条件下的具体测试过程,设定工艺路线,分析不确定度以及影响测量精度的因素,为进一步的实验台建设创造条件。在测量系统组成研究的基础上,研究实验台集成控制系统的实现手段,重点对温度、压力、流量等物理量进行在线监测和闭环控制技术的研发。通过组态程序开发与监控界面的设计,研究集成测试系统的实时监控手段。通过对各执行单元的集成化监控和数据后处理,获得和调节在给定输入条件,包括气体流量、温度、压力和转速情况下,集成测试系统的实时工艺数据,包括真空泵、阀门、控制器等各元件的运行状态,以及气体流量、抽速、真空度、转速、功率参数、运行温度、运行效率、压缩比等工艺参数。本文针对干式真空泵提出的集成测试系统,通过模拟抽气过程,实现定温、定压、定流量和转速可调的“三定一调”理论验证试验,对干泵的结构设计和抽气工艺可以进行多维度的实验验证。通过进一步的研究,可以实现对多个中间参量的直接在线测试,这对于掌握真空干泵的抽气性能变化规律、验证和优化干式真空泵理论体系,具有重要的应用价值和指导意义。

关键词：干式真空泵温度真空度流量集成测试

干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法研究

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干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法研究

作者：曹松松沈阳理工大学

学位级别：硕士

干式真空泵是未来真空泵的发展趋势,具有广阔的市场。但国产干式真空泵的可靠性不高,平均无故障运行时间短,这阻碍了国产干式真空泵的发展。为了提高干式真空泵的可靠性,本文进行了干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法的研究。... 详细信息

干式真空泵是未来真空泵的发展趋势,具有广阔的市场。但国产干式真空泵的可靠性不高,平均无故障运行时间短,这阻碍了国产干式真空泵的发展。为了提高干式真空泵的可靠性,本文进行了干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法的研究。首先,设计和搭建了基于力控组态软件的整机监测平台,对泵的运行状态及运行过程中的动态参数进行提取,为设计人员提供了基础数据。针对干式真空泵的剐蹭故障,研制了一套基于硬件包络解调原理的电路,成功的提取了故障信号。其次,轴承是干式真空泵的关键旋转部件,对可靠性的影响很大。本文利用振动测试的方法,综合振动有效值、峭度、倒频谱、包络谱等信号特征,对故障轴承的故障原因进行分析,在此基础上制定了一套轴承检测工艺规程,保证了装机轴承的可靠性。再次,针对干式涡旋真空泵的振动平衡问题,从其工作原理、机械动力学模型、渐开线型线的理论偏心等方面进行了分析。提出了核心部件的动平衡设计方法并用SolidWorks进行了三维建模,其中包括动涡旋盘的质心调整,扇叶上下两个扇区厚度差异设计,完成了整套的动平衡工艺方法,并用Fluent对关键部件进行空气动力学的仿真,并依此设计和制作了专用夹具。通过整套的平衡工艺,涡旋泵整机动平衡精度可达0.2g以下,工作过程中的振动数值降到1mm/s左右,减振效果明显,平均用时15分钟,生产效率得到了极大提高。通过以上三方面的工作,获取了干泵运转过程中的动态数据;成功提取剐蹭故障信号;确保了装机轴承的质量;降低了涡旋泵的振动幅值,有效的提高了干泵产品的可靠性品质。

关键词：干式真空泵可靠性监控系统轴承故障诊断动平衡

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嵌入式干式真空泵健康状态实时检测系统

嵌入式干式真空泵健康状态实时检测系统

作者：侯福根沈阳理工大学

学位级别：硕士

国产干式真空泵在未来有很好的发展前景,市场很广阔。但国产干泵的可靠性与进口泵还是有很大差距,故障率较高,所以提高国产干泵的可靠性非常重要。本文从干式真空泵健康状态,故障识别着手,做了以下工作,并取得了不错的效果。针对国产干... 详细信息

国产干式真空泵在未来有很好的发展前景,市场很广阔。但国产干泵的可靠性与进口泵还是有很大差距,故障率较高,所以提高国产干泵的可靠性非常重要。本文从干式真空泵健康状态,故障识别着手,做了以下工作,并取得了不错的效果。针对国产干式真空泵的刮蹭问题,设计了振动选频模块,该模块可以成功提取国产干式真空泵组下泵轴端发生刮蹭时的特征频率,通过在泵组上安装该模块,可以做到实时检测干式真空泵组的刮蹭状态。使用力控组态软件搭建了中央监控系统,可以对现场干式真空泵组实时进行数据采集、显示及存储,并且可通过工位查询及导出泵组历史数据。还可以对干泵运行状态进行实时检测,当干泵出现状态异常,监控系统可以发出语音报警以提醒工作人员,达到了远程实时检测现场干泵健康状态的作用。设计了与监控系统软件相配合的硬件模块包括通讯协议转换模块及数据存储模块,并对现场POE交换机进行了选型。通讯协议转换模块可将现场H型干式真空泵组中的参数通过Modbus Tcp/IP协议传输到监控系统中,提高了监控系统的通用性,数据存储模块可以存储大量干泵的运行数据,提高了干泵自身的数据存储能力。基于堆叠自编码神经网络设计了干泵故障识别模型,通过从客户端返回的故障样本数据来训练搭建好的网络模型,并用一部分样本数据对模型进行测试,最终当有新的故障数据输入到模型中时,模型可将故障进行分类,达到故障识别的作用。

关键词：干式真空泵组态软件滤波电路神经网络故障识别

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频谱细化方法在干式真空泵故障诊断中的应用

机床与液压 2008年第9期36卷 154-156页

作者：姜万录杨少辉宋丽娜姚志飞燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

基于小波变换的频谱细化方法可提取信号所需频率成分的特征。通过合理选择小波参数,利用多个单Morlet小波组成的组合小波可构成具有零相移、平顶通带及快速衰减过渡带特性的带通滤波器,再采用频谱细化方法对干式真空泵轴承的振动信号作... 详细信息

基于小波变换的频谱细化方法可提取信号所需频率成分的特征。通过合理选择小波参数,利用多个单Morlet小波组成的组合小波可构成具有零相移、平顶通带及快速衰减过渡带特性的带通滤波器,再采用频谱细化方法对干式真空泵轴承的振动信号作频谱分析,提取出故障特征频率,并将该方法与功率谱分析做了对比。结果表明,基于小波变换的频谱细化方法比功率谱分析法有较高的频率分辨率,可更有效地应用于故障诊断,且实现过程也比较简单。

关键词： Morlet小波带通滤波器频谱细化干式真空泵故障诊断

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干式真空泵分液罐排液操作研究

当代化工 2016年第9期45卷 2153-2155,2166页

作者：赵大伟任林松中国石油抚顺石化公司洗涤剂化工厂辽宁抚顺113001

从本质安全的角度出发,探讨改进干式真空泵分液罐排液操作,是防止干式真空泵进入液体而造成联锁停车和损坏机械部件的重要课题。研究表明,根据现场管线布局测量数据,通过体静力学基本方程式推算,利用原蒸汽喷射泵的0#分液罐可以实现干... 详细信息

从本质安全的角度出发,探讨改进干式真空泵分液罐排液操作,是防止干式真空泵进入液体而造成联锁停车和损坏机械部件的重要课题。研究表明,根据现场管线布局测量数据,通过体静力学基本方程式推算,利用原蒸汽喷射泵的0#分液罐可以实现干式真空泵分液罐排液操作由间歇排液操作更改为连续排液操作。最后,编写了干式真空泵分液罐连续排液的实施过程,同时,列举了机械抽真空系统连续排液分液罐的优点。这项改进增加了机械抽真空系统的安全稳定性,最终从本质安全的角度达到了保护干式真空泵的目的。

关键词：干式真空泵分液罐排液流体静力学基本方程式