[發明專利]一種基于羅茨泵故障模式的真空系統性能退化測量方法

在審

• 申請號: 201610192881.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN107035692A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 張權
• 申請（專利權）人: 張權
• 主分類號: F04C28/28
• 分類號: F04C28/28;F04C25/02;F04C18/12
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 馮倩

1.一種基于羅茨泵故障模式的真空系統性能退化測量方法，其特征在于，真空系統包括真空容器和羅茨泵，所述羅茨泵包括第一轉子和第二轉子，所述羅茨泵的進氣口與所述真空容器連通，所述方法包括：

獲取所述羅茨泵的第一轉子的軸承的第一磨損高度；

獲取由所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁之間的磨損引起的所述第一轉子的第二磨損高度；

獲取由所述第一轉子和所述第二轉子之間的磨損引起的所述第一轉子的第三磨損高度；

根據所述第一磨損高度、所述第二磨損高度、所述第三磨損高度以及真空系統中羅茨泵工作模型確立所述真空容器內的壓強與所述羅茨泵的工作時間的關系；

獲取當前時刻所述真空容器內的真空度，根據所述真空度以及所述真空容器內的壓強與所述羅茨泵的工作時間的關系，測得所述真空系統的性能退化程度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取由所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁之間的磨損引起的所述第一轉子的第二磨損高度，包括：

獲取當前時刻所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的最大接觸應力；

根據初始時刻至當前時刻的時間段內的單位時間點處，所述最大接觸應力、所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的接觸點處的相對滑動速度以及所述第一轉子的當量磨損系數，獲取當前時刻所述羅茨泵的第一轉子的所述第二磨損高度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據初始時刻至當前時刻的時間段內的單位時間點處，所述最大接觸應力、所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的接觸點處的相對滑動速度以及所述第一轉子的當量磨損系數，獲取當前時刻所述羅茨泵的第一轉子的所述第二磨損高度，包括：

結合所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的最大接觸應力以及公式：

獲取當前時刻所述羅茨泵的所述第一轉子的第二磨損高度，其中，h(t)為當前時刻所述羅茨泵的所述第一轉子的第二磨損高度，p_max(t)為當前時刻所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的接觸點處所述第一轉子頂部受到的最大接觸應力，v_s為當前時刻所述接觸點處所述第一轉子頂部與所述殼體內壁的相對滑動速度，k₁為當量磨損系數。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述獲取當前時刻所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的最大接觸應力，包括：

根據所述第一磨損高度、所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的固有間隙、所述第一轉子的厚度以及所述第一轉子的彈性模量，獲取當前時刻所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁之間接觸點處所述第一轉子頂部受到的當量載荷；

根據當前時刻所述第一轉子頂部受到的當量載荷以及當前時刻所述羅茨泵的所述第一轉子的頂部與所述殼體內壁的接觸面積，獲得當前時刻所述羅茨泵的轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的最大接觸應力。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一磨損高度、所述第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的固有間隙、所述第一轉子的厚度以及所述第一轉子的彈性模量，獲取當前時刻所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁之間接觸點處所述第一轉子頂部受到的當量載荷，包括：

根據公式：

獲取當前時刻所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁之間接觸點處所述第一轉子頂部受到的當量載荷，其中，P_DL(t)為當前時刻所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁之間接觸點處，所述羅茨泵的殼體內壁施加給所述第一轉子頂部的當量載荷，B為所述第一轉子的厚度，E₁為所述第一轉子的彈性模量，Δδ(t)為當前時刻所述羅茨泵的第一轉子的軸承的第一磨損高度，δ₁為所述羅茨泵的第一轉子頂部與所述羅茨泵的殼體內壁的固有間隙，h(t)為當前時刻所述第一轉子的第二磨損高度。