无油涡旋真空泵工作时动、定涡旋盘之间的摩擦生热、散热不良并且处于干摩擦状态使涡旋盘遭受高温是泵头内热的主要来源。涡旋盘的变形则是由于涡旋盘金属的弹性极限随温度的升高而降低使涡旋盘在变形后不能依靠弹性恢复原形状造成的。高温和变形严重时会使泵内运动部件相互干涉，产生振动、噪音甚至导致无油涡旋真空泵寿命降低。

　　本文运用有限元分析软件ANSYS对无油涡旋真空泵内工作条件下的温度场及其产生的热变形、应力场进行了模拟和。

　　用3涡旋S三维载荷图像在UG中先进行动、定涡旋盘体的三维实体建模，而后导入到ANSYS当中，输入基本试验数据如杨氏模量、密度、泊松比、线性膨胀系数、比热容及导热系数等后，进行模型有限元网格划分。采用SOLID98结构-热耦合单元并采用自由网格划分，划分等级为10级。其效果如、5所示。

　　2模拟计算结果与实测值2.1温度场及热变形如、7所示，不同颜色的分布表示温度场的分布。由此可见动、定涡旋盘体平均高温度分布主要处于涡旋盘壁底部，且沿径向由里向外逐渐增高。

　　从图中也可以看出涡旋盘热变形态势，实际上热变形沿径向方向随半径增大而增大。以定涡旋盘为例，将涡旋盘壁各个表面上节点变形量数据比较，可见热变形大处在涡旋盘壁顶部表面。涡旋盘壁底部表面上所有节点X方向大变形量是处在涡旋盘壁径向半径X负方向节点15451处，变形量值为-0.039mm；Y方向大变形量在径向半径Y轴正方向节点207，变形量值为0049mm；Z方向大变形量在盘体径向半径小处也就是盘体中轴孔壁上的节点1746，变形量值为-0.021mm.动涡旋盘类似定涡旋盘，且其数据数值数量级和范围基本与定涡旋盘相当。

　　2.2等效应力场、9是动、定涡旋盘的等效应力场分布图，不同颜色的分布表示等效应力场在涡旋盘中的分布，可见应力变化较大的区域主要集中在涡旋盘壁底部。

　　定涡旋盘等效应力云。3涡旋盘温度变化趋势以定涡旋盘为例，无油涡旋真空泵工作时，摩擦生热主要发生在涡旋盘壁底部表面（与动涡旋盘壁顶部表面及密封圈摩擦生热），因此选择涡旋盘壁底部平面显示平面上的全部节点，然后自中心沿径向向外直至涡旋盘壁末端选择若干个节点以定义一条路径，沿此路径可以绘制出涡旋盘温度及热变形变化趋势曲线。虚线则表示涡旋盘温度及热变形变化实测值。如0所示。

　　瓯0涡旋盘温度变化趋势模拟与实测tfi由上述曲线可见，前端以较大速度升温的曲线表示温度沿着主要摩擦区域涡旋盘壁上升，后端直线表示脱离动、定盘体摩擦表面后的温度保持不变。温升总趋势是沿径向随半径增大而增大。动涡旋盘与定涡旋盘类似。通过实测对比，本次试验曲线和实测数据曲线基本吻合。

　　3结论从各个时间段的温度场云图可以看出，平均高温度一般出现在涡旋盘壁底部，而且自涡旋盘中心起沿径向向外逐渐增高。

　　从各个时间段的等效应力场云图来看，等效应力场比较密集且变化幅度较大的区域是涡旋盘壁底部且沿径向愈向外愈大。

　　从各个时间段的热变形云图来看，热变形主要是沿径向热变形，且从涡旋盘中心开始越向外变形量越大。沿轴向亦有相对径向的少量变形。

　　模拟图像基本符合实际工况。