羅茨真空泵設計方案與結構選擇
2012-05-17
羅茨真空泵設計方案與結構選擇
設計羅茨真空泵時所已知的條件如下:
1)羅茨泵的實際抽速在真空度為1~10-2Torr時，達到600L/s.
2)極限真空度不低于5x10-6Torr,(前級泵的極限真空度不低于1x10-2Torr)。
3)泵的容許工作壓差P出-P入=30Torr。
4)泵在1Torr入口壓強以下可連續工作8h。
5)泵的溫升不大于50℃。
在已知條件確定后，即進行設計方案和結構選擇。
(1)結構形式:選擇臥式，可降低泵的重心，達到運轉平穩的目的，裝配間隙易于控制。進氣口開在泵體上方，排氣口開在泵的下部兩側。
(2)傳動方式:羅茨泵體積不大，屬于小型泵，可選用感應電機彈性聯軸節直接驅動主軸。當然也可選用液力偶合器驅動。
為了使運轉可靠，可選用6級精度的斜齒圓任齒輪(或正齒輪)傳動齒輪裝在電機的另一側，這樣加工方便，裝配和檢修也較容易，為防止主動軸扭轉變形大，在選擇軸徑時可適當放大。
3.轉子:選用壓力角為45°的漸開線型轉子。因容積利用系數大，可以縮小泵的尺寸，便于加工和測量。
由于是小泵，轉子不大，所以可采用球磨鑄鐵作轉子，并可將轉子和軸鑄成一體。這樣一方面能減少加工工序，同時它避免了轉子腰部強度減弱的缺陷，對泵軸來說也實現了以鑄代鍛，以鐵代鋼而節約鋼材的原則。
(4)密封形式:出軸端的動密封采用帶加強環的皮碗密封，兩個密封圈對裝，中間用油杯供油。為防止因摩擦溫度升高，周圍須鑄出水套，通水冷卻。
泵體兩大端面可用室溫硫化橡膠密封，轉子兩端用脹圈密封。
(5)泵的潤滑和冷卻:出軸端密封處用油杯潤滑，齒輪端的軸承靠齒輪甩油潤滑。出油端的軸承靠加在從動軸端的甩油環來潤滑。
除上述動密封處采用水套冷卻以外，為防止齒輪嚙合和攪油產生高溫，在齒輪箱中的油池中設且一個冷卻水套。
轉子的冷卻采用水冷片式的空氣冷卻或水冷卻，因允許壓差不高，這種冷卻方式還是可以滿足要求的。
(6)泵軸的安裝方式和軸承的選排:軸的固定端選在出軸端，采用兩個對裝的向心推力軸承，并設法卡住內外圈，以限制這一端固定不動。
齒輪端選為活動端，選用一個內外圈，這樣即使有少許位移也不影響運轉的圓柱滾子軸承，保證在泵軸因溫升而產生的軸向伸張不受限制。
上海帕特泵業制造有限公司
2012年05月17日 星期四
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