Московский Государственный Технический Университет им. Н. Э. Баумана
дипломный проект на тему: «Вакуумная установка для электронно-лучевой сварки»
В результате проведенной работы спроектирована вакуумная установка для изучения процессов газовыделения конструкционных материалов. Разработана вакуумная камера, в которой будут проводиться исследования. Подобрана измерительная аппаратура для анализа давления и состава газа, выделяющегося из образца, при его длительной выдержке в условиях вакуума.
Спроектированы вакуумные турбомолекулярный и адсорбционный насосы для откачки газа из вакуумной камеры. Проведены основные расчеты для определения откачных характеристик насосов и проведены расчеты ряда деталей на прочность.
В исследовательской части рассмотрены методы исследования газовыделения конструкционных материалов и приведены диаграммы компонентного состава газа для различных материалов при различных условиях. Рассмотрены влияние температуры на величину газовыделения, а так же способы уменьшения и интенсификации газовыделения. Проведен расчет удельной поглотительной способности адсорбентов СКТ-4 и NaX. Проведено исследование характеристик адсорбционного насоса в режиме регенерации.
В технологической части описан процесс узловой и общей сборки турбомолекулярного вакуумного насоса и представлена схема испытаний ТМН-400.
В организационно-экономической части рассчитана себестоимость установки и стоимость одного часа эксперимента.
В экологической части установка рассмотрена с точки зрения безопасности жизнедеятельности. Описаны конструктивные решения, примененные в конструкции для предотвращения возникновения аварии и нанесения вреда обслуживающему персоналу и окружающей среде. Проведен расчет виброизоляторов механического форвакуумного насоса.
Оглавление
I Аннотация 5
II Введение 6
III Научно-исследовательская часть 11
III.1 Методы исследования уровня газовыделения 12
III.1.1 Динамический метод при откачке газа через диафрагму известной проводимости 12
III.1.2 Динамический метод при откачке газа через сечение с изменяемой проводимостью 13
III.1.3 Динамический двухпоточный метод 14
III.1.4 Метод накопления 15
III.2 Исследования вакуумных свойств веществ 16
III.3 Процессы поглощения газов материалами 18
III.4 Закономерность растворимости газов в металлах 19
III.5 Тепловое газовыделение металлов 21
III.6 Влияние способов нагрева на газовыделение металлов 24
III.7 Способы уменьшения газовыделения 25
III.8 Анализ состава остаточных газов в вакуумных системах 26
III.9 Интенсификация процесса газовыделения конструкционных материалов 30
III.9.1 Термическое обезгаживание 31
III.9.2 Интенсификация газовыделения конструкционных материалов путем их предварительной «промывки» 32
III.10 Расчет удельной поглотительной способности адсорбентов 35
III.10.1 Адсорбент СКТ-4 36
III.10.2 Адсорбент NaX 38
III.11 Исследование характеристик адсорбционного насоса в режиме регенерации 42
III.11.1 Методика испытания адсорбционного вакуумного насоса. Расчет массы адсорбента в насосе 46
III.11.2 Экспериментальное определение постоянных уравнения адсорбции 47
III.11.3 Порядок проведения опытов 51
III.11.4 Обработка результатов экспериментов 51
III.11.5 Оценка точности проведенных экспериментов 53
III.11.6 Результаты эксперимента 54
IV Конструкторская часть 56
V Расчет турбомолекулярного насоса 57
V.1.1 Расчет рабочих колес 57
V.1.2 Определение числа рабочих колёс 63
V.1.3 Построение откачной характеристики 69
V.1.4 Выбор электродвигателя 70
V.1.5 Расчет критического числа оборотов вала 74
V.1.6 Расчёт подшипников на долговечность 80
V.1.7 Выбор форвакуумного насоса 82
V.1.8 Форвакуумный насос VE-2100 82
V.1.9 Расчет допустимого дисбаланса ротора 83
V.2 Расчет адсорбционного насоса 84
V.2.1 Расчет температуры адсорбента 84
V.2.2 Расчет удельной поглотительной способности адсорбента 85
V.2.3 Расчет газовой нагрузки 87
V.2.4 Расчет массы адсорбента 88
V.2.5 Определение быстроты действия насоса 90
V.2.6 Определение периодичности регенерации адсорбента 91
V.3 Расчет вакуумной камеры 92
V.3.1 Расчет газовыделений вакуумной камеры 92
V.4 Расчет ирисовой диафрагмы 93
V.4.1 Расчет червячной передачи 95
V.5 Расчет вакуумной системы 98
V.5.1 Расчет проводимости участка вакуумной системы между камерой и турбомолекулярным насосом 98
V.5.2 Определение проводимости участка вакуумной системы между камерой и адсорбционным насосом 99
V.5.3 Расчет проводимости участка вакуумной системы между турбомолекулярным и форвакуумным насосом 101
V.5.4 Время откачки камеры турбомолекулярным насосом 102
V.5.5 Время откачки камеры адсорбционным насосом 103
V.6 Расчет на прочность 105
V.6.1 Расчет вакуумной камеры на прочность 105
V.6.2 Расчет на прочность обечайки адсорбционного насоса 108
V.6.3 Расчет на прочность днища адсорбционного насоса 110
VI Технологическая часть 113
VI.1 Технологический процесс сборки ТМН-400 114
VI.1.1 Анализ технологичности изделия 114
VI.1.2 Контроль качества сборки 115
VI.1.3 Разработка технологических схем сборки 116
VI.2 Технологический процесс сборки ТМН-400 117
VI.2.1 Технологический процесс узловой сборки балансируемого узла 117
VI.2.2 Технологический процесс узловой сборки статора в сборе 117
VI.2.3 Технологический процесс узловой сборки опоры нижнего подшипника 117
VI.2.4 Технологический процесс общей сборки ТМН-400 118
VI.3 Испытательный стенд 118
VI.3.1 Испытание на герметичность 118
VI.3.2 Испытание на работоспособность 118
VI.4 Балансировка роторного узла 120
VII Организационно-экономическая часть 122
VII.1 Расчет себестоимости изготовления насосов 123
VII.1.1 Себестоимость изготовления ТМН-400 123
VII.1.2 Себестоимость изготовления адсорбционного насоса 125
VII.2 Расчет себестоимости установки 127
VII.2.1 Себестоимость изготовления вакуумной камеры 127
VII.2.2 Себестоимость установки 128
VII.3 Эксплуатационные затраты 130
VII.3.1 Амортизационные отчисления 131
VII.3.2 Затраты на электроэнергию 131
VII.3.3 Затраты на жидкий азот 132
VII.3.4 Затраты на охлаждающую воду 132
VII.3.5 Затраты на заработную плату обслуживающему персоналу 133
VIII Экологическая часть 135
VIII.1 Анализ проектируемой установки с точки зрения БЖД 136
VIII.1.1 Анализ параметров микроклимата 137
VIII.1.2 Вибрация 138
VIII.1.3 Шум 142
VIII.1.4 Электробезопасность 144
VIII.1.5 Пожарная безопасность 144
VIII.1.6 Освещение 146
VIII.1.7 Герметичность установки 146
VIII.1.8 Высокая температура 148
VIII.1.9 Автоматика 149
VIII.2 Утилизация и рециклирование 150
VIII.3 Вывод 157
IX Заключение 158
Список литературы 159
Приложения 161
Спецификаций нет вообще. Так же не хватает некоторых картинок. Но в целом работа хорошая, чертежи как на картинке предварительного просмотра + еще в архиве.
