滑閥真空泵性能再探——消耗功率

2011-09-16 許濤 浙江真空設(shè)備集團(tuán)有限公司

  滑閥真空泵的功耗主要是壓縮功、摩擦功、機(jī)械撞擊和液壓撞擊損失等。

壓縮功

  壓縮功是不可避免的,也是不可能人為減少的,它只隨入口壓力的變化而變化。減少無用壓縮功只能考慮減少和消除漏氣所造成的損失。氣鎮(zhèn)所消耗的功率也是壓縮功,它取決于氣鎮(zhèn)量的大小。而氣鎮(zhèn)量又取決于被抽氣體中可凝蒸氣量的多少。所以應(yīng)該按被抽氣體中可凝蒸氣量來調(diào)節(jié)氣鎮(zhèn)量,這樣既能完全抽除掉可凝蒸氣,又能恰到好處的控制壓縮功的損耗。

摩擦功

  通常摩擦功約占總功率的20%~25%左右,尤其在低壓和極限壓力時(shí),泵消耗的功率主要就是摩擦功,所以應(yīng)盡量減少摩擦功的損耗。

a、機(jī)械摩擦損失

  機(jī)械摩擦損失包含了所有轉(zhuǎn)動(dòng)零部件與靜止零部件、轉(zhuǎn)動(dòng)零部件與轉(zhuǎn)動(dòng)零部件之間的摩擦損失,為了減少摩擦損失,可以適當(dāng)放寬間隙,在提高零部件耐磨性的基礎(chǔ)上減少摩擦接觸面積。例如,減少滑閥(桿)進(jìn)氣側(cè)與導(dǎo)軌的接觸面積,減少滑閥(環(huán))內(nèi)圓與偏心輪外圓的接觸面,在偏心輪兩側(cè)加擋圈,防止偏心輪兩側(cè)面與泵蓋和中隔板發(fā)生摩擦等。減少零部件的質(zhì)量,例如減小滑閥的
質(zhì)量,對(duì)降低滑閥(桿)與導(dǎo)軌、滑閥(環(huán))與偏心輪、導(dǎo)軌與泵體小缸之間的摩擦,也是有益的。

b、軸承摩擦損失

  軸承摩擦損失也屬于機(jī)械摩擦損失,但有其特殊性。首先,要采用正規(guī)的軸承產(chǎn)品,謹(jǐn)防冒牌產(chǎn)品,以免產(chǎn)生不必要的摩擦損失。軸承的潤(rùn)滑是非常重要的一環(huán),少油或缺油都將導(dǎo)致不必要的磨擦損失和軸承的損壞,因此應(yīng)盡可能采用單獨(dú)供油或潤(rùn)滑脂。

  軸承內(nèi)、外圈與相關(guān)零部件的配合過盈量要適當(dāng),如過大將導(dǎo)致軸承內(nèi)、外圈滾道變形,產(chǎn)生過度擠壓、發(fā)熱和噪聲,使摩擦損失劇增;y泵軸大都屬于細(xì)長(zhǎng)軸,容易造成剛度不足,或者是兩軸承安裝中心線與泵軸中心線發(fā)生傾斜,都將使軸承內(nèi)、外圈軸心線發(fā)生傾斜,對(duì)那些非調(diào)心軸承來說,都會(huì)產(chǎn)生額外的摩擦損失和噪聲,所以對(duì)那些負(fù)荷較小的軸承,可以使用調(diào)心軸承或允許角度差稍大的軸承。此外,一些轉(zhuǎn)動(dòng)零部件,如軸、滑閥、偏心輪、皮帶輪和平衡輪的質(zhì)量都作用在軸承上,因此減少他們的質(zhì)量,就直接減少了軸承的摩擦功。皮帶的拉力也作用在軸承上,所以皮帶的張緊力要適當(dāng)。

c、液體的摩擦損失

  真空泵油在泵中起了密封、潤(rùn)滑、冷卻和頂開排氣閥的作用,所以泵油參與了壓縮和摩擦,又減少了各零部件之間的摩擦。對(duì)于沒有設(shè)置油泵的滑閥泵,只要滑閥與泵蓋、中隔板之間的間隙適當(dāng),泵的進(jìn)油量會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。但如配有油泵,則油泵的流量必須經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算,通常為(7~10)×10-4S(S 為泵的抽速L/s),如油量過大,進(jìn)入泵后將使真空泵變成油泵,不但壓縮功增加,而且摩擦損失急劇增加。

  泵油的運(yùn)動(dòng)粘度隨溫度的變化很大,如某廠的V100 油,40℃時(shí)粘度為104.62 mm2/s,100℃時(shí)粘度為11.63 mm2/s。所以在保證工作真空度的條件下,適當(dāng)?shù)奶岣弑脺,?duì)降低消耗功率是大有益處的,我們通過實(shí)驗(yàn)證明,把泵溫從50℃提高到70℃,消耗功率可降低7%,而且更有利于可凝性蒸氣的抽除,同時(shí)也減少了冷卻水消耗量。真空泵油一般在- 12℃ 就會(huì)凝固,故北方有些單位將泵置于室外工作是不可取的。這樣不但不利于泵的啟動(dòng),而且泵在啟動(dòng)后的短時(shí)間內(nèi),某些部位處于缺油或少油的狀態(tài),容易造成泵的損壞。

管路及其它

  對(duì)用戶而言,抽氣管道的口徑要與泵口直徑相同,長(zhǎng)度要盡量短,過多的彎頭,過長(zhǎng)的管道不僅會(huì)影響抽速也會(huì)影響功耗。排氣管道也如此,排氣管是用戶最容易忽視的,過長(zhǎng)的管道將增大排氣阻力,導(dǎo)致氣體返流增加而影響抽速,更會(huì)使消耗功率增加。

  我們研制的滑閥泵油霧消除器,接在泵的排氣口,可以達(dá)到氣體室內(nèi)排放的要求。當(dāng)然油霧消除器必然會(huì)損耗一部分功率,經(jīng)我們精心設(shè)計(jì),反復(fù)改進(jìn),不但排氣阻力小,而且效果很好,功率的增加也并不明顯,要注意的是油霧消除器的芯必須根據(jù)使用情況定期更換。

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