滑閥真空泵的主要零部件的結構分析(1)

1.平衡結構

      常用的平衡結構有三種(如圖1所示),即單缸、雙缸和三缸平衡結構。理論上的這些結構并不能完*平衡問題,但只要認真對待,仍然可以把振動降低到一個較為滿意的水平。

      相對而言,三缸結構(圖1a)是其中平衡條件的一種,通常是一長缸,二邊是二短缸(1/2長缸),它運轉平穩,振動zui小。但加工、裝配和維修較為復雜,主要用于雙級泵。

      雙缸結構有兩種形式,一種結構(圖1b)是一長缸、一短缸(1/2長缸),加上皮帶輪的平衡重量;另一種結構(圖1c)是將一長缸的偏心輪做成實心的,另一長缸的偏心輪做成空心的,再加上皮帶輪上的平衡重量。至于像H28泵那樣的雙缸結構,因用戶的特殊需要和維修而維持生產外,由于該結構根本沒有考慮動平衡,故新設計時不應采用。

圖1　滑閥泵常用的平衡結構

　　單缸結構(圖1d) 是一長缸加上二邊的皮帶輪和平衡輪的平衡重量,它結構簡單、工藝性好、維修方便,只要能保證平衡重量,同樣能達到運轉平穩、振動小的目的。以上所述均是外部平衡,還必須重視內部平衡,例如減少滑閥桿的質量,在滑閥環上加配重,在偏心輪空腔中的適當位置設置平衡塊等。

2.泵體

      泵體結構通常為整體鑄造,但對特大型泵,若受鑄造設備和加工設備的限制,也可采用分體鑄造。我公司曾在H21000 泵試制時采用過分體方案,泵體分成三只,加工后拼裝成整體,經用戶多年使用,未見異常。

      泵體中間的隔板,過去多采用與泵體一起整體鑄造,但這種結構鑄造時容易產生縮松、縮孔和裂紋,在機械加工時泵缸深度尺寸不易控制,很容易出廢品。有些生產廠商為了使缸深容易控制,設置了退刀槽,這種退刀槽直徑比缸徑大了1mm,必定會造成泵工作過程中的內泄漏,影響抽氣效果。此外在二缸加工時要調頭,也會影響二缸的同軸度。

        我公司早在上世紀70年代初,針對固定隔板所存在的問題,開展了活動隔板的研究。這個試驗是在H28泵上進行的,完成后又在用戶處經受了實際考驗,事實證明試驗是成功的。此后活動隔板逐步推到其它滑閥泵上,它鑄造工藝簡單、加工方便、尺寸精度容易保證,泵體強度也不受影響,并經受了30多年的考驗,從未有用戶對此提出異議。目前有人提出活動隔板是否會影響泵體強度的問題,我們認為這個擔心是沒有必要的,時間就是的證明。

3.滑閥

      早期滑閥結構都是拼裝的,這里既有當時工藝落后的原因,也有泵結構的限制,例如1401泵的滑閥桿太薄,只能用螺栓連接。拼裝式滑閥由于受力復雜,滑閥桿和滑閥環之間容易松動而導致桿、環和連接螺栓的損壞。

      現在的滑閥幾乎都是整體結構,兩側有潤滑油槽,這種結構強度高,不易損壞。從降低振動的觀點出發,應盡量減少滑閥桿的質量,例如縮短滑閥桿的長度,在桿的進氣側平面上挖孔等。如果滑閥能采用輕合金材料(如高強度鋁鎂合金),對降低振動更有利。

      滑閥桿進氣側的進氣孔形狀以八字形為好,可以更好地避免導軌與滑閥桿的咬死現象。

4.導軌

       導軌結構有幾種型式,一種是分體式的(圖2a),如醫藥行業過去普遍使用的1401泵、412H等滑閥泵都用這種導軌。分體式導軌結構簡單、加工方便,但它的間隙分配不均,間隙必須取得較大,所以泵的真空度偏低。安裝分體式導軌的泵噪聲相對偏大。