設(shè)計(jì)羅茨泵真空泵時所已知的條件如下:
1)羅茨泵的實(shí)際抽速在真空度為1?10的負(fù)二次方Torr時,最高達(dá)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)泵的最大容許工作壓差P出-P入=30Torr。
4)泵在1Torr入口壓強(qiáng)以下可連續(xù)工作8h。
5)泵的最高溫升不大于501C。
在已知條件確定后,即進(jìn)行設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)選擇。
(1)結(jié)構(gòu)形式:選擇臥式,可降低泵的重心,達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的目的,裝配間隙易于控制。進(jìn)氣口開在泵體上方,排氣口開在泵的下部兩側(cè)。
(2)傳動方式,羅茨泵體積不大,屬于小型泵,可選用感應(yīng)電機(jī)彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動主軸。當(dāng)然也可選用液力偶合器驅(qū)動。
為了使運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,可選用6級精度的斜齒圓柱齒輪(或正齒輪)傳動齒輪裝在電機(jī)的另一側(cè),這樣加工方便,裝配和檢修也較容易,為防止主動軸扭轉(zhuǎn)變形大,在選擇軸徑時可適當(dāng)放大。
(3)轉(zhuǎn)子:選用壓力角為45。的漸開線型轉(zhuǎn)子。因容積利用系數(shù)大,可以縮小泵的尺寸,便于加工和測量。
由于是小泵,轉(zhuǎn)子不大,所以可采用球磨鑄鐵作轉(zhuǎn)子,并可將轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子腰部強(qiáng)度減弱的缺陷,對泵軸來說也實(shí)現(xiàn)了以鑄代鍛,以鐵代鋼而節(jié)約鋼材的原則。
(4)密封形式:出軸端的動密封釆用帶加強(qiáng)環(huán)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(zhuǎn)子兩端用脹圈密封。
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(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(huán)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(chǎn)生高溫,在齒輪箱中的油池中設(shè)置一個冷卻水套。
轉(zhuǎn)子的冷卻采用水冷片式的空氣冷卻或水冷卻,因允許最大壓差不高,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擇,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(shè)法卡住內(nèi)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(nèi)外圈,這樣即使有少許位移也不影響運(yùn)轉(zhuǎn)的圓柱滾子軸承,保證在泵軸因溫升而產(chǎn)生的軸向伸張不受限制。
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