4 / 10
2. Следует не стремиться сознательно к усложнению формы вы-
ражения критерия оптимальности, не снижая при этом качество раз-
рабатываемого объекта. Это обстоятельство не исключает, конечно,
применения многокритериальной оптимизации, обратив внимание на
весомость и взаимосвязь каждого критерия.
3. Критерии оптимальности должны отражать главную особен-
ность разрабатываемого объекта.
4. Желательно, чтобы выбранные критерии оптимальности имели
четко выраженный экстремум.
5. Необходимо использовать критерии оптимальности, имеющие
непосредственную зависимость от управляемых параметров.
Особое внимание при этом следует обратить на соответствие и
значимость выбранных управляемых параметров особенностям кон-
структивной схемы насоса, совместимость расширенных пределов их
изменения в комплексных задачах различного уровня.
При разработке различных современных технических объектов с
оптимальными параметрами или характеристиками используются раз-
нообразные критерии оптимальности [1, 5], предназначенные для ре-
шения конкретных задач. В настоящей работе рассматриваются основ-
ные аспекты решения оптимизационных проблем при проектировании
высоковакуумных механических насосов.
Так, при разработке ТВМ, предназначенных для откачки относи-
тельно легких газов (например, водорода или гелия) возникает проб-
лема роста необходимого для обеспечения требуемых откачных па-
раметров числа рабочих колес. Это ведет к повышению габаритных
размеров, массы ротора, нагрузки на опоры вала и т.д. Поэтому в та-
ких случаях в качестве критерия оптимальности выбиралось число
колес в пакете насоса, что было оправдано, так как приводило к ре-
шению поставленной задачи без существенного усложнения процесса
разработки ТМН.
В табл. 1 в качестве примера приведены расчетные значения необ-
ходимого числа колес проточной части ТМН для обеспечения соответ-
ствующих значений давления по водороду на стороне всасывания
p
вс
и
стороне нагнетания
p
ф
, с использованием лопаточных и дисковых ра-
бочих колес [6]. Быстрота действия насоса по водороду
S
н
= 0
,
2
м
3
/с.
При этом расчеты проводились как с использованием известной мето-
дологии и рекомендаций на проектирование [6], так и по разработан-
ным в МГТУ им. Н.Э. Баумана методам расчета оптимальных параме-
тров проточной части ТМН [5]. Как наиболее полно удовлетворяющие
указанным требованиям в качестве управляемых параметров были вы-
браны [6]: угол наклона лопаток
α
, относительная ширина колеса
a/b
(
a
— абсолютная ширина канала колеса ТМН,
b
— протяженность ка-
нала), относительная высота канала по радиусу
λ
=
D
1
/D
2
(
D
1
—
диаметр корневых сечений лопаток,
D
2
— наружный диаметр колеса).
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 79