對(duì)1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)的構(gòu)造、原理、安裝與調(diào)試等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹，該風(fēng)機(jī)具有真空度高、風(fēng)量大、運(yùn)行周期長(zhǎng)、檢修率低等特點(diǎn)。

　　我廠選用的3臺(tái)1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)是濾堿機(jī)的配套使用設(shè)備，是引進(jìn)美國(guó)德萊塞公司制造的設(shè)備。它的構(gòu)造、原理、安裝和調(diào)試與我們國(guó)產(chǎn)羅茨真空風(fēng)機(jī)基本相同，但它在結(jié)構(gòu)和性能方面又優(yōu)于國(guó)產(chǎn)的羅茨風(fēng)機(jī)，在一定的工藝和操作條件下，具有較高的真空度和較大的風(fēng)量，這是國(guó)內(nèi)羅茨真空風(fēng)機(jī)所無(wú)法相比的，加上合理的選用材質(zhì)(1431型羅茨風(fēng)機(jī)殼及轉(zhuǎn)子采用球墨鑄鐵制造，轉(zhuǎn)子半軸及半軸連接螺栓采用不銹鋼制造)和較高的制造精度，又使它具有運(yùn)行周期長(zhǎng)、檢修率低的特點(diǎn)。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)調(diào)研了1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)性能參數(shù)如下：

1、構(gòu)造及原理

　　1.1、構(gòu)造

　　1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)由一對(duì)腰形漸開(kāi)線型轉(zhuǎn)子體(葉輪與軸的組合體)、同步齒輪、機(jī)殼、軸承、密封等部件組成。

　　兩葉輪安裝在兩根平行的軸上，在兩側(cè)用端蓋封住的泵殼內(nèi)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，空氣從泵殼一側(cè)入口吸入，另一側(cè)出口排出。風(fēng)機(jī)進(jìn)口區(qū)與出口區(qū)有效的分離是通過(guò)葉輪周圍很小的間隙和通過(guò)控制一定量的水封住這些間隙來(lái)完成。轉(zhuǎn)動(dòng)期間，兩葉輪的間隙是通過(guò)一對(duì)安裝在風(fēng)機(jī)機(jī)殼外側(cè)軸上的同步齒輪來(lái)維持恒定。

　　1431VJ-V型羅茨風(fēng)機(jī)主、從動(dòng)軸兩端采用調(diào)心滾子軸承，驅(qū)動(dòng)端軸承為軸向定位支承點(diǎn)，軸承內(nèi)外圈都采用了雙向定位的方式，齒輪端為游動(dòng)端，軸承內(nèi)外圈采用的是單向定位的方式。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于出口壓力高，機(jī)體溫度高，使軸和葉輪受熱膨脹時(shí)，可以沿著驅(qū)動(dòng)端軸承作軸向自由伸縮，以保持主、從動(dòng)軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中的直線性。

　　1.2、工作原理

　　1431型羅茨風(fēng)機(jī)是一個(gè)正排氣系統(tǒng)，排氣能力由風(fēng)機(jī)大小、運(yùn)行速度、真空壓力條件和密封水流量決定。在恒定的轉(zhuǎn)速下，它的排氣量與進(jìn)出口壓力變化無(wú)關(guān)，如果要改變排氣量就必須改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或改變空氣中的排氣量。

　　啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)(從同步齒輪端看)底部葉輪(主動(dòng)葉輪)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)空氣流從左到右，從進(jìn)口到出口，如圖1。上部葉輪(被動(dòng)葉輪)從圖①位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°到圖②位置時(shí)，它與機(jī)殼之間充滿相同體積B的空氣量時(shí)，底部葉輪已將A 體積的空氣量排到出口，兩葉輪進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)45°后，上部葉輪又將B體積的空氣量排到出口，與此同時(shí)，底部葉輪另一端面正形成第三個(gè)相等體積的空氣量如圖③，底部葉輪從圖②-圖③-圖④-圖⑤又將相同體積的空氣量排出，同時(shí)上部葉輪通過(guò)圖⑥-圖⑦-圖⑧-圖①又排出相同體積的空氣量，從圖①-圖⑧我們可以看到傳動(dòng)軸完整轉(zhuǎn)動(dòng)1周，上下兩葉輪交替的吸入4個(gè)相等已知體積的空氣量(每個(gè)葉輪2個(gè))并且排到出口。

圖1 羅茨真空風(fēng)機(jī)工作原理

2、葉輪間隙調(diào)整

　　羅茨風(fēng)機(jī)在安裝調(diào)試過(guò)程中，機(jī)殼內(nèi)兩葉輪之間和葉輪與泵殼各部位間隙的調(diào)整，是整個(gè)羅茨風(fēng)機(jī)安裝工藝的關(guān)鍵。間隙的大小除了影響風(fēng)機(jī)的技術(shù)性能外，還是保證風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的重要因素，如果間隙調(diào)整不符合要求，不僅會(huì)影響風(fēng)機(jī)的使用性能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)�造成設(shè)備事故的發(fā)生。

表1 1431VJ-V型羅茨風(fēng)機(jī)間隙數(shù)據(jù)

　　表1各部位間隙數(shù)據(jù)，是風(fēng)機(jī)在安裝或大修中需要重新組裝時(shí)必須遵循的數(shù)據(jù)。對(duì)處于良好運(yùn)行狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)，在運(yùn)行過(guò)程中間隙可能要發(fā)生變化，這些參數(shù)與實(shí)際可能會(huì)不符，這是正常的現(xiàn)象，但必須保證它們變化后的間隙值不應(yīng)小于所列的最小值。

　　葉輪兩端到兩端板(驅(qū)動(dòng)端和齒輪端)的間隙的調(diào)試方法和我們國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)是一樣的，是通過(guò)調(diào)整兩端板的調(diào)整墊片厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如增加齒輪端調(diào)整墊片的厚度，則葉輪端到齒輪端的間隙減小，葉輪到驅(qū)動(dòng)端的間隙增大，減小齒輪端調(diào)整墊片的厚度，則葉輪端到齒輪端的間隙增大，而葉輪端到驅(qū)動(dòng)端的間隙減小，反之亦然。葉輪徑向到機(jī)殼進(jìn)口、中心、排口的間隙可通過(guò)的調(diào)整同步齒輪輪轂與葉輪的相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。1431VJ-V 型羅茨真空風(fēng)機(jī)齒輪的輪緣和輪轂是一體的，它們之間的間隙是無(wú)法調(diào)整的，兩葉輪之間的前后間隙調(diào)整必須是輪在0～90°的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)完成。在一個(gè)完整(360°)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有2個(gè)前間隙和2個(gè)后間隙，如圖②和圖⑥為兩個(gè)前間隙，圖④和圖⑧為兩個(gè)后間隙。一般調(diào)整時(shí)要充分?jǐn)Q松一個(gè)同步齒輪上的所有的定位螺栓，保證齒輪輪轂和葉輪軸之間調(diào)整間隙，通過(guò)調(diào)整齒輪輪轂與葉輪的相對(duì)位置，來(lái)調(diào)整前、后間隙。若在一個(gè)齒輪上進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能達(dá)到理想的效果，還要松動(dòng)另外一個(gè)齒輪上的螺栓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整好間隙后必須緊固所有齒輪定位螺栓(定位螺栓精度等級(jí)為12.9)，要保證每個(gè)螺栓的扭矩為62kg·m，做到受力均勻。一般葉輪上半部的間隙，由于齒輪磨損而逐漸增大，下半部的間隙則逐漸減小。為了延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命及維修周期，在調(diào)整間隙時(shí)，可以人為地減小上半部的間隙，增加下半部的間隙，通常兩轉(zhuǎn)子上半部之間的間隙為總間隙的1/3，下半部的間隙為總間隙的2/3。

3、軟水密封

　　1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)的基本原理是兩葉輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生接觸，為滿足這一要求，并且滿足最大的風(fēng)機(jī)效率，在葉輪與葉輪之間和葉輪與機(jī)殼之間必須有最小的間隙來(lái)限定，任何來(lái)自水的礦物沉積和工藝流程中殘余物的結(jié)垢都會(huì)導(dǎo)致阻塞住這些間隙，從而導(dǎo)致機(jī)械損壞，所以1431型風(fēng)機(jī)采用的是軟水密封，其作用：

　　1)密封作用，防止葉輪與葉輪之間和葉輪與機(jī)殼間的間隙過(guò)大而造成風(fēng)機(jī)能力下降。

　　2)可以降低風(fēng)機(jī)的溫度，羅茨風(fēng)機(jī)是內(nèi)部無(wú)接觸的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于溫度的控制不是難點(diǎn)，而且1431VJ型風(fēng)機(jī)具有自我保護(hù)裝置，如果風(fēng)機(jī)出氣溫度超過(guò)60℃，就會(huì)自停。

　　3)密封水的流量一般控制在53L/min，如果連續(xù)運(yùn)行可達(dá)到106L/min，如果軟水流量超過(guò)最大值，風(fēng)機(jī)就會(huì)有噪音且運(yùn)行不平穩(wěn)，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，將大量的水帶到風(fēng)機(jī)中，會(huì)增大電機(jī)功率，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)裝置過(guò)載損壞。

4、同步齒輪安裝與定位

　　1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)進(jìn)口區(qū)與出口區(qū)有效的分離是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪之間及葉輪與機(jī)體周圍很小的操作間隙和通過(guò)控制一定量的水封住這些間隙來(lái)完成，轉(zhuǎn)動(dòng)期間，葉輪間的間隙通過(guò)一對(duì)安裝在兩個(gè)機(jī)殼外側(cè)軸上的定位齒輪來(lái)維持恒定。

　　同步齒輪不僅具有定位作用，而且具有傳動(dòng)扭矩的作用。只有在兩葉輪轉(zhuǎn)角完全一致的情況下，風(fēng)機(jī)的兩個(gè)葉輪才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則，兩個(gè)葉輪將會(huì)發(fā)生撞擊而破壞風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。

　　通常的齒輪與葉輪軸的定位都是通過(guò)鍵聯(lián)接，采用過(guò)渡或過(guò)盈配合，來(lái)保證齒輪的定位，這樣雖然能保證齒輪的傳動(dòng)具有較高的傳動(dòng)精度，但不利安裝、檢修及風(fēng)機(jī)葉輪各部位間隙的調(diào)整。

　　齒輪的定位方式是齒輪輪轂與葉輪軸采用間隙配合(間隙一般控制在0.02～0.03)，輪轂上裝有錐形緊定套，通過(guò)緊固齒輪螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)齒輪定位的，如圖2。

圖2 輪轂與錐形緊定套

　　錐套1裝在輪轂上，錐套2與錐套1配合安裝，當(dāng)調(diào)整好風(fēng)機(jī)各部位間隙后，要均勻緊固齒輪螺栓，通過(guò)對(duì)錐套2和錐套1的預(yù)緊使齒輪輪轂發(fā)生彈性變形，使輪轂與軸由間隙配合變?yōu)檫^(guò)盈配合，從而保證齒輪定位和穩(wěn)定的傳動(dòng)扭矩。

5、羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子體

　　轉(zhuǎn)子體是羅茨風(fēng)機(jī)的主要部件，它由葉輪與軸組成，葉輪為空心兩葉漸開(kāi)線直線葉輪，這種葉輪被廣泛采用的原因是，與其它類型的葉輪比較，當(dāng)葉輪的長(zhǎng)度、外徑及轉(zhuǎn)速相同時(shí)，其排出風(fēng)量最大，且容積效率高。國(guó)內(nèi)的羅茨真空風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子體(葉輪與軸)軸都是通根軸，而1431VJ-V型羅茨真空風(fēng)機(jī)的葉輪軸則是半軸，用螺栓聯(lián)接固定在轉(zhuǎn)子兩端，如圖3。這種裝配形式，具有較高的加工精度，不僅要求兩半軸裝配后具有較高的同軸度(同軸度必須小于或等于0.02)，同時(shí)還要保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的中心不變，否則兩轉(zhuǎn)子間隙無(wú)法調(diào)整。為了保證上述要求，檢修時(shí)一般采用以下兩種方法：

　　1)以轉(zhuǎn)子的中心孔(原式基準(zhǔn)，設(shè)備制造時(shí)做好的標(biāo)記)為基準(zhǔn)，將兩半軸的定位孔找好同心，加工制作半軸，精加工后，安裝調(diào)整到兩半軸的同心度在要求的范圍內(nèi)。

　　2)以轉(zhuǎn)子的中心孔為基準(zhǔn)，將兩半軸定位孔找好同心，加工制作半軸，將兩半軸粗加工后，用螺栓安裝在轉(zhuǎn)子體兩端，以一端軸為基準(zhǔn)，車另一端半軸，以此來(lái)保證兩半軸同軸度在要求范圍內(nèi)。

圖3 羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子體

6、動(dòng)平衡精度要求

　　根據(jù)1431VJ-V型羅茨風(fēng)機(jī)葉輪的長(zhǎng)度與外徑比值(L/d=800/580=1.37>0.2)和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速(794rpm)，1431型風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子體必須進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，平衡精度為G2.5。不平衡量根據(jù)公式：m=60　000×G×W/2×3.14×r×nm———轉(zhuǎn)子體的不平衡重量，kg；w———轉(zhuǎn)子體的重量，1431型風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子重量為258kg/個(gè)；G———平衡等級(jí)，羅茨風(fēng)機(jī)一般取2.5級(jí)；r———轉(zhuǎn)子半徑，1431型風(fēng)機(jī)的直徑為φ500；n———轉(zhuǎn)子體轉(zhuǎn)速，794rpm。m=60　000×2.5×258/2×3.14×250×794=31kg。1431VJ-V型風(fēng)機(jī)的動(dòng)平衡不平衡重量小于31kg即滿足風(fēng)機(jī)使用要求。

7、聯(lián)軸器的選型

　　電機(jī)與減速機(jī)的連接采用的是JS系列蛇型彈簧聯(lián)軸器，減速機(jī)與風(fēng)機(jī)的連接采用輪胎聯(lián)軸器。蛇型彈簧式聯(lián)軸器屬于金屬?gòu)椥栽�件�?lián)軸器，它主要特點(diǎn)：

　　1)金屬?gòu)椥栽�件，使用壽命長(zhǎng)，減振性好。

　　2)傳動(dòng)效率高，過(guò)載性強(qiáng)，常用轉(zhuǎn)距范圍為63～27000N·m，最大許用轉(zhuǎn)速為900～10000r/min。

　　3)拆裝簡(jiǎn)單，安裝精度要求低。許用相對(duì)徑向位移0.2～0.3mm，許用軸向位移1.5～20mm，許用角位移1.5。

　　輪胎聯(lián)軸器具有過(guò)載保護(hù)性能強(qiáng)的特點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生事故時(shí)，可以通過(guò)輪胎聯(lián)軸器來(lái)保護(hù)風(fēng)機(jī)。1431VJ-V型羅茨風(fēng)機(jī)在我廠已使用多年，從使用情況來(lái)看它具有運(yùn)行平穩(wěn)、使用周期長(zhǎng)、具有較高的真空度等特點(diǎn)，值得同行學(xué)習(xí)和借鑒。