羅茨真空泵講義

羅茨真空泵

第一節(jié)   概  述

一、 羅茨真空泵產(chǎn)生的原因：

羅茨真空泵是1944年在德國(guó)開始生產(chǎn)的，經(jīng)過了六十多年的發(fā)展，羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)日趨完善，穩(wěn)定性不斷提高，使用范圍也越來越廣泛。目前在國(guó)際上羅茨真空泵制造水平先進(jìn)的企業(yè)有：德國(guó)艾珍公司、普發(fā)公司、萊寶公司，英國(guó)愛德華公司等。我國(guó)的羅茨真空泵是上世紀(jì)五十年代后期在上海最先生產(chǎn)的，其結(jié)構(gòu)主要也是參照了國(guó)外同類產(chǎn)品技術(shù)。

以下圖片為目前國(guó)外公司產(chǎn)品：

羅茨真空泵是由于現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展的需要而產(chǎn)生，隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，真空技術(shù)在許多新工藝上被廣泛應(yīng)用。在許多真空應(yīng)用系統(tǒng)中，為了提高生產(chǎn)效率、縮短抽氣時(shí)間或適應(yīng)真空系統(tǒng)在一定真空（壓力）時(shí)的大量放氣，要求在10～10^－2mbar真空（壓力）時(shí)具有較大抽速的真空泵，而現(xiàn)有的油封式真空泵或油擴(kuò)散真空泵在10～10^－2mbar范圍內(nèi)要得到大抽速是困難的，即使得到也很勉強(qiáng)。但油封機(jī)械泵在10～10^－2mbar壓力時(shí)的抽速已明顯下降，出現(xiàn)了大泵小用，造成很大的浪費(fèi)，要在這種壓力范圍內(nèi)工作必須選用大容量的機(jī)械真空泵。例如：某一真空系統(tǒng)要求在10^－2mbar入口壓力時(shí)有600升/秒的抽速，若選H－150滑閥真空泵，因一臺(tái)H－150滑閥泵在10^－2mbar時(shí)的抽速只有15～20升/秒，也就需要30～40臺(tái)H－150滑閥泵并聯(lián)起來使用，造成設(shè)備費(fèi)用高，占地面積大，維護(hù)保養(yǎng)困難，耗電大等缺點(diǎn)。如果使用一臺(tái)ZJ－600羅茨真空泵串聯(lián)一臺(tái)H－70或H－150滑閥泵，已全部可以取代30～40臺(tái)H－150滑閥真空泵，這是一個(gè)極為好的經(jīng)濟(jì)效益。

有時(shí)為了抽除大量氣體或大容器內(nèi)的氣體，就要求有更大的真空泵，對(duì)于油封機(jī)械泵來講，要獲得大抽速必須增大泵的幾何尺寸或提高泵的轉(zhuǎn)速，這兩者都受到限制。所以為了達(dá)到這種工藝要求的抽速，除了并聯(lián)機(jī)械泵外，必須發(fā)展適應(yīng)各種需要的新型有效真空泵。

羅茨真空泵是由羅茨鼓風(fēng)機(jī)演變而來，由于羅茨真空泵在10～10^－2mbar時(shí)具有高的抽氣效率，且泵的運(yùn)動(dòng)部件摩擦損失小、轉(zhuǎn)速高、體積小，無不平衡部件、轉(zhuǎn)子與泵體無直接接觸摩擦、振動(dòng)小、噪聲低，可以制成很大容量的泵，泵內(nèi)清潔干燥，所以羅茨真空泵發(fā)展很快，使用越來越廣。

二、 羅茨真空泵的用途：

羅茨真空泵可廣泛應(yīng)用于需要大抽速和粗、中真空(10～10^－4mbar)的任何真空系統(tǒng)中,例如:

1、 冶金工業(yè)中的大規(guī)模鋼液真空脫氣過程，各種工業(yè)真空電爐脫氣，因?yàn)樵诖诉^程中，大量氣體在0.2～10^－3mbar區(qū)間放出。

2、 大型空間模擬試驗(yàn)設(shè)備中的動(dòng)態(tài)真空的獲得，例如：模擬高空飛機(jī)及火箭、宇宙飛船的高空條件試驗(yàn)，需要把燃燒排出的氣體抽除。

3、 電力電容器及變壓器的真空浸漬處理。

4、 化纖工業(yè)的滌綸切片的白色度。

5、 燈泡燈管的自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)中的抽氣系統(tǒng)能獲得大的抽氣速率和高真空度，就可使生產(chǎn)獲得高產(chǎn)、優(yōu)良。

6、 真空鍍膜設(shè)備中作為高真空泵的前級(jí)泵可以使整個(gè)抽氣時(shí)間大大縮短，提高生產(chǎn)效率。

7、 化工、制藥工業(yè)中，如果配上水環(huán)真空泵作為羅茨真空泵的前級(jí)泵，就可以抽除含有大量水蒸汽和腐蝕性的氣體，適用于各類真空蒸餾、真空濃縮、真空干燥等工藝上。

8、 食品、水果的真空保鮮、真空冷凍干燥處理，可大大延長(zhǎng)食品、水果的保鮮期。

☆   羅茨真空泵的主要性能參數(shù)如下：

抽氣速率：30～20000升/秒      （×3.6  m3/h）

極限壓力：5×10^－4～1×10^－3mbar（和配的前級(jí)泵有關(guān)）

配用功率：0.75～115千瓦   

轉(zhuǎn)    速：600～3000轉(zhuǎn)/分  

三、 羅茨真空泵的優(yōu)點(diǎn)：

1、 在較寬的壓力范圍內(nèi)（10～10^－2mbar）具有很大的抽速。

2、 泵腔及轉(zhuǎn)子工作時(shí)為干式無油，對(duì)被抽氣體中的灰塵，水蒸汽不敏感，油蒸汽污染真空系統(tǒng)的情況比油增壓泵、油擴(kuò)散泵和油封機(jī)械泵好。

3、 由于動(dòng)平衡較好，所以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)小、噪聲低。

4、 驅(qū)動(dòng)功率小，這是因?yàn)闄C(jī)械摩擦損失小。

5、 不用排氣閥。

6、 轉(zhuǎn)速高、體積小，可制成任何幾何抽速的泵。

7、 可凝性蒸汽對(duì)泵的抽氣性能沒有影響，因?yàn)榻?jīng)過泵時(shí)可凝性蒸汽還沒有被壓縮到飽和蒸汽壓。

8、 與其它機(jī)械真空泵比較，節(jié)能效果好，且耗油量很小。

第一節(jié) 羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

一、 羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)：

羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)示意如圖2－1所示，在泵殼（泵體）1內(nèi)有兩個(gè)8字型轉(zhuǎn)子2，平行地安裝在一對(duì)軸上，由一對(duì)傳動(dòng)比為1的同步齒輪帶動(dòng)，作反向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與泵殼之間均保持一定的間隙而且互不接觸，因而運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損失很小，摩擦消耗功率極小，且可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、 羅茨真空泵的工作原理：

羅茨真空泵系固定容積式機(jī)械，它在工作時(shí)被抽氣體在泵腔內(nèi)無內(nèi)壓縮，主要靠容積抽氣，因?yàn)榱_茨真空泵的轉(zhuǎn)子是高速旋轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子表面可將氣體分子帶走，達(dá)到抽氣目的。

圖2－2表示羅茨真空泵轉(zhuǎn)子由0°到180°的抽氣過程:

a位置:轉(zhuǎn)子1從被抽容器中封入V₀體積的氣體。

b位置：轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)到45°位置V₀腔與排氣口相通，由于排氣口壓力比V₀腔高，所以排氣口的氣體會(huì)有一部分反沖過來。

c位置：轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)到90°位置封入的V₀體積的氣體，此時(shí)連同反沖過來的氣體都排出泵體，同時(shí)轉(zhuǎn)子2也從被抽容器中封入V₀體積的氣體。 

d位置：轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)到135°轉(zhuǎn)子2的V₀體積的氣體與排氣口相通，由于排氣口壓力比V₀腔壓力高，所以排氣口的氣體會(huì)反沖過來一部分。

e位置：轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)到180°，此時(shí)和0°位置一樣。

可見轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周共排出4個(gè)V₀體積的氣體，所以理論的幾何抽速為：

Sth=4* V₀*n/60=2×3.14×R²×n×L×K₀×10^-6/60(L/S)

式中：n—泵軸的轉(zhuǎn)速（r/min）

      R—轉(zhuǎn)子的半徑（mm）

      L—轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度 （mm）

K₀—轉(zhuǎn)子的斷面系數(shù) （一般為0.5左右）

三、 主要零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與作用

1、 轉(zhuǎn)子：分為主、從動(dòng)轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子均由葉輪、軸和圓錐銷組成，它們緊壓成一個(gè)整體，動(dòng)力從電機(jī)通過聯(lián)軸器首先傳給主動(dòng)轉(zhuǎn)子再通過一對(duì)轉(zhuǎn)速比為1的一對(duì)同步齒輪傳給從動(dòng)轉(zhuǎn)子。由于同步齒輪的作用，兩個(gè)轉(zhuǎn)子在泵殼內(nèi)保持一定的間隙，作等速反向旋轉(zhuǎn)而完成抽吸和輸送氣體的作用。

為保障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無振動(dòng)、無噪音，一對(duì)轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)必須有較好的平衡性能，平衡不好不但影響泵運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)，而且還會(huì)使軸承和齒輪加速磨損，降低使用壽命。轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡試驗(yàn)是在具有足夠精度的動(dòng)平衡機(jī)上，通過去除葉輪上不平衡部分的金屬來獲得的。

2、 同步傳動(dòng)齒輪：一對(duì)同步傳動(dòng)齒輪安裝在二個(gè)轉(zhuǎn)子軸的同一端上相互嚙合傳動(dòng)，它的作用是通過主動(dòng)轉(zhuǎn)子把動(dòng)力傳給從動(dòng)轉(zhuǎn)子，并使主、從動(dòng)轉(zhuǎn)子保持一定間隙在嚙合狀態(tài)中作同步旋轉(zhuǎn)，從而使二個(gè)轉(zhuǎn)子完成抽除和輸送氣體的作用。因此，這一對(duì)齒輪的速比等于1，嚙合系數(shù)全部相同的一對(duì)齒輪。

由于轉(zhuǎn)子相互間的位置在裝配中需要調(diào)整，因此，要求齒輪固定在轉(zhuǎn)子軸上時(shí)相對(duì)于轉(zhuǎn)子位置也可進(jìn)行調(diào)整，圖2－4所示的幾種齒輪和轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)是幾種常用的形式。

圖2－4A為整體齒輪，用錐面和轉(zhuǎn)子軸固定。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整轉(zhuǎn)子間隙方便，但對(duì)錐面加工精度要求高，傳遞功率不大，適用于小泵上。

圖2－4B為分體齒輪，齒圈和齒殼用錐面固定和轉(zhuǎn)子軸固定采用直孔，鍵連接。這種結(jié)構(gòu)傳遞的功率較大，適用于中型泵上。

圖2－4C為分體齒輪，齒殼和齒圈用直孔固定，用錐銷定位，和轉(zhuǎn)子軸采用直孔，鍵連接。這種結(jié)構(gòu)調(diào)整間隙麻煩，但傳遞功率較大，適用于大型泵上。

無論采用那種結(jié)構(gòu)形式，對(duì)齒輪有如下幾個(gè)要求：

1) 保障足夠的強(qiáng)度和使用壽命。

2) 保障在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低。

3) 能控制轉(zhuǎn)子間隙在運(yùn)轉(zhuǎn)中無多大變化。

因此，選擇齒輪的材料和加工工藝時(shí)要根據(jù)上述要求考慮，一般選用中碳鉻鋼齒表面高頻熱處理后，高精度磨齒加工，這樣才能使齒輪具有足夠的強(qiáng)度，耐磨性和高精度。

為了保障齒輪的正常使用壽命，羅茨真空泵的傳動(dòng)齒輪必須采用安全穩(wěn)定的潤(rùn)滑措施。由于齒輪是在真空條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的，因此，一般均可采用飛濺式潤(rùn)滑，利用甩油盤將潤(rùn)滑油濺起。

大泵因?yàn)辇X輪的線速度較高，所以在齒輪箱內(nèi)安裝了水冷卻器以冷卻潤(rùn)滑油溫，改善齒輪的潤(rùn)滑條件，用于高壓范圍的小泵也需配冷卻器。

3、 內(nèi)軸封：二個(gè)轉(zhuǎn)子上有四組內(nèi)軸封，每組內(nèi)軸封采用2－4根活塞環(huán)和活塞環(huán)襯套構(gòu)成（圖2－5）活塞環(huán)放入活塞環(huán)襯套槽內(nèi)，由于活塞環(huán)的漲力，緊貼在端蓋孔內(nèi)不轉(zhuǎn)，形成迷宮式密封，以防止高低壓區(qū)間空氣的流動(dòng)和齒輪箱、軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)入泵腔。

活塞環(huán)在襯套槽內(nèi)具有一定的側(cè)面間隙，可以形成干式不摩擦的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但如果槽內(nèi)有毛刺，贓物或活塞環(huán)開口平面互相錯(cuò)開，則在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)造成側(cè)面相互摩擦，輕者使零件磨損，重者造成咬住的嚴(yán)重故障，因此要求裝活塞環(huán)前必須將毛刺去掉，活塞環(huán)放在平板上經(jīng)過檢查，裝配和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)注意贓物落入。

4、 外軸封：外軸封位于主軸的出軸處，是羅茨真空泵中一個(gè)的一個(gè)動(dòng)密封，它的密封性能的好壞對(duì)羅茨真空泵的極限壓力會(huì)有明顯的影響。

新型泵的外軸封的結(jié)構(gòu)如圖2－6所示，一個(gè)平衡式機(jī)械密封安裝在前蓋上，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)密封面通過高速旋轉(zhuǎn)的甩油盤將真空泵油不斷飛濺至動(dòng)密封面上，確認(rèn)密封面的潤(rùn)滑和摩擦部件的冷卻。因此在安裝機(jī)械密封時(shí)嚴(yán)禁碰傷密封件表面。判斷機(jī)械密封是否正常，一是檢測(cè)真空度是否達(dá)到要求；二是通過油窗觀察真空泵油是否有大量氣泡，如有大量氣泡說明真空度不合格。一旦機(jī)械密封有漏，需及時(shí)更換。一般機(jī)械密封的壽命為18個(gè)月。

老產(chǎn)品的外軸封結(jié)構(gòu)如右圖所示，兩個(gè)骨架油封相對(duì)安裝在前蓋的軸封座上，中間充滿密封用的真空泵油，為了顯示油封是否已經(jīng)漏，在前蓋上安裝了一個(gè)玻璃油杯，正常情況下油杯里的油消耗極少，如發(fā)現(xiàn)耗油極快，說明軸封已損壞，需更換。

為了減少油封摩擦產(chǎn)生的溫度，在油封座外加上冷卻水套以提高油封的使用壽命。小泵由于線速度較低，所以不加冷卻水套。

油封采用橡膠制的帶彈簧骨架油封，為了保護(hù)轉(zhuǎn)子軸不受磨損，在軸上裝一個(gè)經(jīng)過熱處理的軸套，軸套與軸之間放一個(gè)O型密封圈。

為了保障密封性能，軸套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)無明顯的跳動(dòng)，油封孔與軸套外園要同軸。一般骨架油封的壽命只有6個(gè)月。

5、 端蓋部件：端蓋是支承全部回轉(zhuǎn)零部件的零件，位于泵殼兩側(cè)，兩主孔是兩轉(zhuǎn)子中心距的定位孔，尺寸精度要求較高，且兩主孔分別與泵殼孔同軸。

兩主孔分別為前后孔，前孔為軸承孔，后孔為內(nèi)軸封孔，中間為一空腔，這一空腔的作用是端蓋外側(cè)齒輪箱和軸承箱里的潤(rùn)滑油飛濺潤(rùn)滑軸承后有一部分油可能進(jìn)入空腔，在空腔內(nèi)安裝有擋油圈來阻擋潤(rùn)滑油進(jìn)入泵腔，因此大部分潤(rùn)滑油被阻隔，使極少量潤(rùn)滑油進(jìn)入泵殼（見圖2－7）。

為了保護(hù)內(nèi)軸封孔不受損壞，在孔內(nèi)加一襯套，使活塞環(huán)不直接和端蓋接觸，這樣即使活塞環(huán)和孔有相對(duì)磨檫，也不會(huì)損壞端蓋。

內(nèi)軸封主要作用是防止?jié)櫥瓦M(jìn)入泵腔，在高壓差下對(duì)氣體無明顯的密封作用，但工作中端蓋空腔內(nèi)，齒輪箱和軸承箱內(nèi)的氣體卻不會(huì)很快通過內(nèi)軸封被泵抽除，而是慢慢地泄漏過去，造成極限壓力上得慢，為了充分發(fā)揮泵的性能作用，在端蓋與泵殼排氣腔之間連接一孔，使端蓋空腔內(nèi)、齒輪箱、軸承箱內(nèi)的氣體通過此孔很快地被前級(jí)泵抽除，為了防止?jié)櫥蛷拇丝走M(jìn)入泵腔，孔的位置應(yīng)位于上方，而且應(yīng)處于油飛濺不到的地方。

6、 轉(zhuǎn)子端面間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)：如果轉(zhuǎn)子在泵殼內(nèi)可以軸向竄動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)中，會(huì)發(fā)生平面磨檫、磨損，甚至咬死卡住現(xiàn)象，因此必須把轉(zhuǎn)子作軸向固定，使端面間隙分為固定端間隙和活動(dòng)端間隙，工作中由于轉(zhuǎn)子受熱膨脹，但間隙的縮小只限于活動(dòng)端，如何控制裝配中轉(zhuǎn)子固定端間隙量，就需有轉(zhuǎn)子端面間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。備注：天田羅茨泵的端面間隙是不需要調(diào)整。

以下是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品端面間隙的調(diào)整方法。

轉(zhuǎn)子端面間隙的調(diào)整是靠增減軸承座下面的墊片來實(shí)現(xiàn)的（圖2－8）。

圖2－8a：將軸承座與端蓋用螺釘緊固，軸承壓蓋壓緊使轉(zhuǎn)子無軸向竄動(dòng)，測(cè)量出轉(zhuǎn)子固定端間隙量δ。

圖2－8b：拆除軸承座與端蓋的緊固螺釘，用頂離螺釘將軸承座連同軸承、轉(zhuǎn)子一起移動(dòng)至轉(zhuǎn)子端面與端蓋平面接觸。

圖2－8c：軸承座下面每個(gè)緊固螺釘間墊一組厚為δ減去要求的固定端間隙δ1，得到的尺寸為δ的墊片，然后拆去頂離螺釘，用緊固螺釘將軸承座緊固。再?gòu)?fù)測(cè)δ是否為要求值。

由于兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸上零件尺寸不一致，因此再裝配時(shí)這些零件不能對(duì)換，否則每次裝配必須重復(fù)上述調(diào)整端面間隙過程。

第二節(jié) 羅茨真空泵的安裝和使用

一、 前級(jí)泵的選配與連接

ZJ型羅茨真空泵主要技術(shù)參數(shù)

ZJP型羅茨真空泵主要技術(shù)參數(shù)

1、 前級(jí)泵的選配

羅茨真空泵不能單獨(dú)使用，必須配上前級(jí)泵組成機(jī)組，使用前級(jí)真空泵是為了降低羅茨真空泵的排出壓力，由于羅茨真空泵的壓縮比是有限的，所以選擇前級(jí)真空泵的抽速是重要的，如圖3－1表明，羅茨真空泵的最大壓縮比是隨排出壓力而變化的，在高排出壓力下，最大壓縮比最大3：1，而高壓縮比是在排出壓力為1到10mbar之間（1 mbar＝100pa）可達(dá)40:1，甚至更高些。

因此，選擇前級(jí)泵的抽速，要根據(jù)羅茨真空泵的長(zhǎng)期工作壓力范圍考慮。例如有一真空系統(tǒng)用羅茨真空泵機(jī)組抽氣，要求在1 mbar入口壓力時(shí)有600升/秒的抽速，并長(zhǎng)期工作，問應(yīng)選擇多大抽速的前級(jí)泵。

先假定用30升/秒的前級(jí)泵時(shí)，壓縮比K＝600：30＝20從圖3－1查得K＝20時(shí)最大排出壓力為30 mbar。

因此，得出當(dāng)選用30升/秒前級(jí)泵時(shí)，在入口壓力低于1.5 mbar以下工作是可行的，但高于1.5 mbar入口壓力工作時(shí)就選用大一些前級(jí)泵了，工作真空度1 mbar低于1.5 mbar，所以30升/秒的前級(jí)泵可以滿足上述真空系統(tǒng)的抽氣要求。

另外應(yīng)當(dāng)考慮的是，對(duì)預(yù)抽時(shí)間的要求問題，如果正常工作時(shí)間遠(yuǎn)比預(yù)抽時(shí)間長(zhǎng)，可選較小的前級(jí)泵，假如真空室較大，而且要求很快預(yù)抽，就要用較大的前級(jí)泵，有時(shí)為了更好發(fā)揮設(shè)備的效率，機(jī)組裝有較大的預(yù)抽泵，在正常工作后停掉它，而用較小的前級(jí)泵維持。

對(duì)羅茨真空泵機(jī)組的極限壓力的要求，也是選擇前級(jí)泵的必須考慮的，對(duì)真空度要求較高（達(dá)1－10^－2pa）一般選用雙級(jí)旋片式油封機(jī)械泵或雙級(jí)滑閥機(jī)械泵作為前級(jí)泵。真空度要求在之間（達(dá)10－10^－1pa）可選用單級(jí)油封機(jī)械泵，真空度要求在幾mbar－10mbar之間可選用往復(fù)式真空泵或水環(huán)式真空泵。

當(dāng)選用往復(fù)式或水環(huán)式粗真空泵作為羅茨真空泵的前級(jí)泵時(shí)，前級(jí)泵的抽速一般為羅茨真空泵的1/2－1/4，前級(jí)泵不能太小，否則將使羅茨泵超過其最大允許壓差，造成羅茨真空泵的排氣溫度高、轉(zhuǎn)子卡死而不能正常工作。

選用前級(jí)泵時(shí)還必須考慮被抽氣體中是否有腐蝕性介質(zhì)，是否含有可凝性氣體，是大量的還是微量的。當(dāng)系統(tǒng)含有腐蝕性氣體，就不能選用油封機(jī)械泵，如果勉強(qiáng)使用，側(cè)前級(jí)泵的壽命不長(zhǎng)。油封機(jī)械泵不適宜抽除含有大量可凝性蒸汽的氣體，否則將會(huì)使真空泵油很快乳化，抽除含有微量可凝性蒸汽的氣體時(shí)，也必須帶有氣鎮(zhèn)裝置的油封機(jī)械泵作為前級(jí)泵。

為了獲得在低入口壓力（10~100pa）時(shí)的高的抽氣速率，可用一臺(tái)羅茨真空泵作為另一臺(tái)羅茨真空泵的前級(jí)泵組成的三級(jí)機(jī)組，二臺(tái)羅茨真空泵的抽速比一般在2~5之間。

2、 前級(jí)泵的連接

前級(jí)泵是為了降低羅茨真空泵的排出壓力。所以前級(jí)泵的進(jìn)口是與羅茨真空泵的排氣口直接相連的（圖3－2）。

為了安裝連接方便、密封穩(wěn)定和減少機(jī)械振動(dòng)通過連接管路影響真空泵，在羅茨真空泵與前級(jí)泵之間的連接管路上需連接一段彈性管，彈性管可以用金屬波紋管，或特制的橡膠彈性管，也可以用內(nèi)襯金屬?gòu)椈傻能浰芰瞎埽话愦蟊玫倪B接都用金屬波紋管，小泵的連接三者都可選用。

連接管路與法蘭等零件焊接加工后須經(jīng)過氣密性試驗(yàn)，法蘭與法蘭之間用O型橡膠密封圈密封。

在羅茨真空泵的排氣口與前級(jí)泵的吸入口的連接管上需安裝一個(gè)電磁放氣閥，防止在前級(jí)泵停機(jī)后由于壓差的作用把泵油倒吸入真空系統(tǒng)中去。如果前級(jí)泵為水環(huán)泵，還需安裝逆止閥，防止水環(huán)泵停機(jī)后泵內(nèi)水的快速反沖，前者電磁放氣閥的動(dòng)作一般與前級(jí)泵的電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。逆止閥是靠反壓差使閥關(guān)閉的。

羅茨真空泵與前級(jí)泵的連接必須按圖3－3要求，錯(cuò)誤的連接會(huì)造成管內(nèi)被泵油或水堵住，影響羅茨真空泵的排氣，輕的使泵性能下降，重的使羅茨真空泵過熱故障。

前級(jí)管路要有足夠的通道能力，否則也會(huì)造成前者影響性能，重者使羅茨真空泵過熱故障，因?yàn)檫^細(xì)、過長(zhǎng)的前級(jí)管路使通道能力降低，使羅茨真空泵排出壓力升高，壓縮比增大而前級(jí)泵卻發(fā)揮不出原有的抽氣作用。

二、 羅茨真空泵的過載保護(hù)裝置

羅茨真空泵壓縮氣體所消耗的功率為：

W＝0.133(P出-P入)Sth （W）

式中:

P出—羅茨真空泵出口壓力mbar

P入—羅茨真空泵入口壓力mbar

Sth—羅茨真空泵的理論抽速L/S

從公式可看出,泵壓縮氣體所消耗的功率隨(P出-P入)的增加而增加當(dāng)(P出-P入)達(dá)到一定值時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)就會(huì)滿載,如果超過這一值時(shí),電動(dòng)機(jī)就會(huì)超載燒壞。而羅茨真空泵為了控制壓縮溫度，電動(dòng)機(jī)的配用功率都較小，所以使用羅茨真空泵，當(dāng)前級(jí)泵選定后，要嚴(yán)格控制高入口壓力值來控制(P出-P入)值，不使電動(dòng)機(jī)超載。為了控制穩(wěn)定方便，可采用真空繼電器控制羅茨真空泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)起?；蜻M(jìn)氣閥的啟閉。

ZJP型帶旁通閥羅茨真空泵，它是一種可以在任何入口壓力時(shí)工作、具有自身過載保護(hù)裝置的產(chǎn)品，它的結(jié)構(gòu)如圖3－4，在泵的進(jìn)排氣口通道上垂直地安裝著一個(gè)自重閥頭，閥可以在導(dǎo)向桿中自由地浮動(dòng)，閥頭的重量等于設(shè)計(jì)的高的(P出-P入)值作用閥座通徑D面積上的總壓力，當(dāng)(P出-P入)值作用在閥座通徑D面積上的總壓力超過閥的自重時(shí)，也就是(P出-P入)值超過設(shè)計(jì)值時(shí)，閥就被自動(dòng)頂開這樣一部分排氣口的氣體通過閥座通徑回到進(jìn)氣口，使過高的排氣壓力得到控制，如果(P出-P入)值作用在閥座通徑D面積上的總壓力沒超過閥的自重，閥就依靠自重在閥座通徑口密封，使進(jìn)排氣口隔離。這樣不管泵的入口壓力多高，其(P出-P入)值始終不會(huì)超過設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)允許的高壓差。

使用帶旁通閥羅茨真空泵不會(huì)因泵的入口壓力迅速升高而過載燒壞電動(dòng)機(jī)，因此它不需裝設(shè)其它壓力過載保護(hù)裝置，由于泵可以在任何入口壓力時(shí)工作，所以能最有效地發(fā)揮泵的抽氣作用。使泵對(duì)系統(tǒng)的抽氣時(shí)間縮短。

除了壓力過載保護(hù)外，一般還需裝設(shè)機(jī)械故障過載保護(hù)裝置，如電器裝置熱繼電器之類，在起動(dòng)順序上，還應(yīng)裝備在前級(jí)泵尚未起動(dòng)工作時(shí)羅茨真空泵無法起動(dòng)的互鎖裝置。

第三節(jié) 羅茨真空泵的維修保養(yǎng)和

                        常見的故障、原因及消除方法

1， 定期檢查

1.1， 每日檢查：

（1），油位檢查：檢查齒輪箱、軸承箱的油位，齒輪箱和軸承箱的油位過多，油溫會(huì)升高；油位過低，會(huì)造成齒輪、軸承潤(rùn)滑不良。一般規(guī)定正常油位是羅茨泵運(yùn)行時(shí)必須達(dá)到2/3油窗高度左右。

（2），溫度檢查：用溫度計(jì)檢查各部位溫度。正常情況泵體高溫升為45℃，水環(huán)羅茨機(jī)組的羅茨泵溫升可能達(dá)到55℃以上，主要與羅茨泵的壓差大小有關(guān)。

（3），電動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢查：用功率表或電流、電壓表測(cè)量電動(dòng)機(jī)負(fù)荷。

1.2， 每月檢查：聯(lián)軸器彈性體或三角膠帶的張力。

1.3， 每季檢查；齒輪箱內(nèi)潤(rùn)滑油是否變質(zhì)。

1.4， 每半年檢查：

（1），前蓋軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油是否變質(zhì)。

（2），骨架油封或機(jī)械密封是否損壞。

1.5， 每一年檢查：

（1），軸承是否磨損。

（2），活塞環(huán)及活塞環(huán)襯套是否磨損。

（3），齒輪微量程度的磨損對(duì)轉(zhuǎn)子正常工作是否產(chǎn)生影響是否需要調(diào)整。

2，拆裝注意事項(xiàng)：

羅茨真空泵進(jìn)行拆卸和重新裝配時(shí)，須根據(jù)以下注意事項(xiàng)進(jìn)行：

2.1，未拆卸前，必須測(cè)量并記錄主、從動(dòng)轉(zhuǎn)子各部分間隙。

2.2，拆卸時(shí)應(yīng)避免用重錘直接敲打零件，拆下的零件不得碰傷，要清洗并妥善保管。

2.3，將需要更換的零部件的更換原因及情況詳細(xì)記錄下來。

2.4，重新裝配前，必須把全部裝配零件修光毛刺并擦干凈。

2.5,無密封墊襯或密封圈的靜密封平面用“106”有機(jī)硅橡膠涂料密封，用于靜密封的橡膠密封件可涂上真空脂。

2.6,根據(jù)泵拆卸前各處的間隙量，調(diào)整主、從動(dòng)轉(zhuǎn)子各處的間隙。

2.7，全部裝好后須進(jìn)行檢漏試驗(yàn)。

2.8，重裝后須進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和必要的性能測(cè)試，待正常后才能投入正常使用。

3，拆泵步驟：

拆泵前放盡泵內(nèi)積水和油箱內(nèi)的潤(rùn)滑油并切斷總電源

3.1,拆固定端:（固定端結(jié)構(gòu)見圖4）

1) 松開電機(jī)與電機(jī)連接架之間的緊固件后卸下電機(jī)及電機(jī)連接架；

2) 拆下軸封（機(jī)械密封）壓蓋； 

3) 拆下機(jī)械密封的密封件；(更換機(jī)械密封部件,在完成1～3步后,裝上新機(jī)械密封部件即可。)；

4) 拆下前蓋;(更換整套機(jī)械密封,在完成1～4步后,裝上新機(jī)械密封即可。)；

5) 松開軸用園螺母及甩油盤；

6) 拆下軸承壓蓋；

7) 把軸承壓蓋和軸承從端蓋拆出(更換軸承),拆下時(shí)注意將零件安裝位置以便下次重新安裝時(shí)使用；

8) 拉出活塞環(huán)襯套和活塞環(huán)(更換活塞環(huán)或襯套)； 

9) 用拆裝螺釘將端蓋從泵體上拆下；

10) 壓出保護(hù)套；

3.2拆活動(dòng)端（活定端結(jié)構(gòu)見圖5）

1) 拆下后蓋；

2) 松開并拆下齒輪鎖緊螺帽后拉出齒輪(分體齒輪須把齒圈和齒殼松開)；

3) 把軸承從端蓋拆出(更換軸承)；

4) 拉出活塞環(huán)襯套和活塞環(huán)(更換活塞環(huán)或襯套)；

5) 用拆裝螺釘將端蓋從泵體上拆下；

6) 壓出保護(hù)套；

7) 拉出轉(zhuǎn)子，拆泵完畢；

8) 如果是帶旁通閥羅茨真空泵須拆下旁通閥壓蓋，取出旁通閥閥頭，檢查導(dǎo)向套與閥頭孔的上下運(yùn)動(dòng)是否靈活及密封圈是否穩(wěn)定；

4,裝泵步驟:

裝泵前須將各件清潔并修除毛刺并注意：各密封面不得上油！

1) 將一對(duì)轉(zhuǎn)子放入泵體,注意長(zhǎng)短軸轉(zhuǎn)子的位置；

2) 在兩端的端蓋與泵體接觸的平面上均勻涂上一層薄薄的106硅橡膠,緊固各螺釘；

3) 裝上活塞環(huán)及活塞環(huán)襯套和擋油套等部件；

4) 裝上軸承座及軸承和軸承鎖緊螺帽及軸承壓蓋(在固定端軸承座下將原拆下的調(diào)整墊片按原位置放入后,緊固軸承座)；

5) 用塞尺測(cè)量轉(zhuǎn)子與泵的兩個(gè)端蓋間的間隙(參數(shù)見間隙一覽表)；

6) 在活動(dòng)端裝上齒輪及齒輪鎖緊螺帽并略微擰緊鎖緊螺帽后，（按圖6，位置測(cè)量轉(zhuǎn)子間隙）并根據(jù)間隙一覽表參數(shù)調(diào)整兩個(gè)轉(zhuǎn)子間的間隙；具體方法是：首先將一個(gè)不帶長(zhǎng)槽的齒輪裝入泵的主軸（見圖7）并擰緊6個(gè)六角螺釘和圓螺母，然后將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至圖6左側(cè)視圖位置。根據(jù)泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的間隙放入相應(yīng)厚度的塞尺后，再將一個(gè)帶長(zhǎng)槽的齒輪裝入從動(dòng)軸，略緊六角螺釘。按照?qǐng)D6左側(cè)和右側(cè)位置重復(fù)測(cè)量轉(zhuǎn)子間的間隙直到符合要求后，擰緊六角螺釘和圓螺母。由于泵體與端蓋的定位由圓柱銷定位，因此，轉(zhuǎn)子外圓與泵體內(nèi)圓的間隙一般不需調(diào)整；

7) 在后蓋平面上涂上106硅橡膠后，擰緊各螺釘；

8) 在固定端裝上擋油盤、軸套等零件，在前蓋內(nèi)裝入內(nèi)軸封后，在前蓋平面上涂上106硅橡膠并緊固前蓋；

9) 帶旁通閥羅茨真空泵須裝上溢流閥閥頭和壓蓋；

10) 裝上機(jī)械密封壓蓋后，在主動(dòng)軸上裝入聯(lián)軸器，用手盤動(dòng)聯(lián)軸器應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不得有卡住現(xiàn)象。最后裝上電機(jī)連接架和電機(jī)；

11) 如有可能對(duì)泵進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，可在泵內(nèi)打入0.2～0.3MPa的干燥空氣，用肥皂液涂在各密封面，檢查是否有漏氣現(xiàn)象；

12) 將各放油螺塞裝上后給泵加油，注意油位高度一般為油窗3/4左右；

13) 接好電源線、水管及蓋好泵的進(jìn)氣口蓋；

14) 啟動(dòng)泵，注意轉(zhuǎn)向，如有必要檢測(cè)泵的各項(xiàng)性能。

故障原因及其消除方法