羅茨真空泵性能試驗方法探討 本文把試驗研究提高到一個的高度來認識，羅茨泵的特性和質量是設計和制造出來的，試驗是產品特性的前導和鑒證。分析探討了試驗研究與設計、工藝之間的關系，以及它們對羅茨泵的特性，如漏率、零流量壓縮比、zui大容許壓差、噪聲和振動以及運轉的安全性、可靠性所帶來的影響，對多發性和容易出現的問題提出了解決和改進的措施。分析研究了試驗條件、試驗裝置和試驗方法對保證和鑒證羅茨真空泵特性的重要性，指出試驗研究為產品的發展提供了設計依據和研究方向。嘗試了設計、標準和試驗研究三結合，取得了豐碩的成果。 羅茨真空泵的特征性能和質量是設計和制造出來的，設計是保證羅茨泵特征性能和質量的先決條件，工藝則是性能和質量的保證，設計決定了羅茨泵的特征性能，而試驗研究更是特征性能的前導和鑒證，為產品的發展提供了設計依據和研究方向。 1、工藝與試驗 工藝是設計質量的保證，但又必須通過試驗來驗證，試驗結果又反過來促進工藝的改進。羅茨泵轉子加工后的形狀和嚙合間隙是直接影響羅茨泵零流量壓縮比和zui大容許壓差的關鍵。轉子的形狀直接影響到轉子之間的嚙合間隙，間隙過小，不能承受zui大容許壓差的考驗，也就會影響泵安全運轉的可靠性。羅茨泵的溫度與壓差成正比，隨著壓差的增加，泵溫會越來越高，熱膨脹將使轉子之間的間隙越來越小，甚至發生碰撞和尖銳的噪聲，嚴重時轉子之間將會卡住。 間隙過大或間隙不均勻，將使羅茨泵通過轉子之間的間隙由出口向入口返流的氣體增加，零流量壓縮比下降。零流量壓縮比與zui大容許壓差是相互制約的一對矛盾，設計時必須統籌兼顧，既要保證間隙的均勻性，又要保證它的合理性。 羅茨泵轉子與側蓋之間的間隙也是直接影響羅茨泵零流量壓縮比和zui大容許壓差的關鍵。在高壓差運轉時，轉子溫度很高，由于長度方向的熱膨脹，使轉子有一定的伸長。泵體溫度相對比較低，伸長量不大，為了保證運轉的可靠性，所以在轉子的長度方向與兩側蓋之間保持了一個適當的間隙。為了便于間隙的控制，通常設一端為固定端，它的間隙比較小，另一端為活動端，使轉子在長度方向的伸長只能向活動端延伸。 當然泵缸和轉子的長度公差必須由加工工藝來保證，轉子與側蓋間的間隙調整則由裝配工藝來執行。為了保證上述間隙調整工作的正常進行，首要的是，要確保固定端是真正的固定的。根據我們的實踐經驗，它的關鍵在于軸承，要選用質量好、精度高的軸承。對羅茨泵而言，要確保固定端的固定，軸承的軸向竄動應當越小越好，但軸承的數據中通常沒有軸向游隙這一項，實際上徑向游隙越小，表明它的相對轉動的零部件之間的間隙就越小，軸向游隙也就越小，軸向竄動就小。需要注意的是，同一只軸承的軸向游隙要大于徑向游隙，因此要知道軸承的軸向游隙實際測量。 上述間隙究竟控制為多少才是zui合適的呢?必須通過試驗來確定。為此我們曾作過多種多樣的、超負荷的、甚至是破壞性試驗，特地通過工藝安排，制作了各相關部位、多種間隙的羅茨泵，按*標準和同類產品要求，做了數月的各種試驗，也損壞了好多臺泵，得出了符合國內實際情況的一系列間隙數據。 滿負荷、超負荷的研究性深入試驗使我們發現了不少問題，真空技術網(http://www.chvacuum。。ｃｏｍ/)認為運轉中轉子與泵體的碰擦就是其中之一。羅茨泵在zui大容許壓差下運轉1h，泵體出口處的氣流溫度高達240℃~260℃，轉子溫度基本上也在這個范圍內，由于出口處泵體和轉子都處于高溫狀態下，所以二者之間雖有一定程度的溫差，但也一般不會發生碰擦;而在泵進口處則不是如此，因為這里沒有對氣體進行壓縮，所以進口處泵體的溫度一般只有40℃~50℃，進口處泵體與轉子的溫差高達200℃以上，如在進口處仍然保持原來的間隙，則很難保證泵體與轉子之間的熱膨脹而不發生碰擦;如將進、出口處的間隙都放大，則勢必影響零流量壓縮比，因此只能將進口處泵體與轉子間的間隙適當放大。 此外，羅茨泵的轉子軸通常屬于細長軸類型，在徑向受力的情況下會產生程度不同的撓度，在羅茨泵進行zui大容許壓差試驗時，或在高壓差條件下工作時，轉子軸所受力的方向是從出口指向進口的，因此也須將進口處泵體與轉子間的間隙適當增加。 根據這兩種聯合作用的情況，為避免轉子與泵體進口處發生碰擦，必須在轉子軸中心與泵缸中心之間作適當的工藝調整，將轉子軸中心適當下移(相對于泵缸中心)，這樣將使泵出口處的間隙適當減少，進口處的間隙適量放大，既不影響零流量壓縮比，又保證了高壓差運轉時的可靠性。通過工藝改進，既解決了問題，又進一步提高了泵的質量。 軸承的軸向游隙也是試驗中發現的一個重要問題，我們曾遇到過這樣的一個情況，一批羅茨泵在zui大容許壓差試車時，有多臺泵端面卡死，拆檢發現泵的相關轉動零部件公差都符合要求，一時也找不出其它原因。為此我們隨意抽取了10 臺泵，送試驗室做進一步嚴格試驗，也發現 有數臺泵的端面卡死。零部件尺寸檢測也都合格，zui后懷疑是否是軸承的間隙有問題，結果發現，同一批購入的所謂“進口”軸承中，只有少數幾只軸承的軸向竄動(游隙)為0.05mm，大部分都在0.25mm~0.30mm，顯然這是一批冒牌的軸承，這樣的軸承用到羅茨泵上，固定端幾乎變成了活動端，正常的間隙就無法保證了。自此以后，嚴格規定軸承采購必須從正規渠道進貨，軸承進庫隨機抽檢，*杜絕了上述事件的再現。因此，采購也是一道工序，也必須嚴格尊循有關規定。 2、齒輪的實用檢查 齒輪的加工和檢驗需要設備，為了降低成本和提高生產效率，通常羅茨泵生產廠家都采取外加工的形式，但這些齒輪使用中經常會出現這樣和那樣的問題，所以檢驗是一個非常重要的環節。 一般羅茨泵生產廠不可能配備齒輪檢驗設備，也不會花精力去逐項檢查齒輪精度，因為專業加工的齒輪通常不會出現太大的問題，所以zui簡單、zui有效的方法是配對實用檢查。實用檢查是在保證齒輪中心距處于中公差的工裝上進行的，主要檢查齒輪嚙合情況和間隙，檢查后齒輪必須配對使用，這一方法我們使用多年，確有成效。除此以外，更多的問題還需通過試驗來發現和解決。 |
