滑阀真空泵的主要零部件的结构分析(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江真空设备集团有限公司 作者:王国民

1.平衡结构

      常用的平衡结构有三种(如图1所示),即单缸、双缸和三缸平衡结构。理论上的这些结构并不能完全解决平衡问题,但只要认真对待,仍然可以把振动降低到一个较为满意的水平。

      相对而言,三缸结构(图1a)是其中平衡条件最好的一种,通常是一长缸,二边是二短缸(1/2长缸),它运转平稳,振动最小。但加工、装配和维修较为复杂,主要用于双级泵。

      双缸结构有两种形式,一种结构(图1b)是一长缸、一短缸(1/2长缸),加上皮带轮的平衡重量;另一种结构(图1c)是将一长缸的偏心轮做成实心的,另一长缸的偏心轮做成空心的,再加上皮带轮上的平衡重量。至于像H28泵那样的双缸结构,因用户的特殊需要和维修而维持生产外,由于该结构根本没有考虑动平衡,故新设计时不应采用。

滑阀泵常用的平衡结构 

图1 滑阀泵常用的平衡结构

  单缸结构(图1d) 是一长缸加上二边的皮带轮和平衡轮的平衡重量,它结构简单、工艺性好、维修方便,只要能保证平衡重量,同样能达到运转平稳、振动小的目的。以上所述均是外部平衡,还必须重视内部平衡,例如减少滑阀杆的质量,在滑阀环上加配重,在偏心轮空腔中的适当位置设置平衡块等。

2.泵体

      泵体结构通常为整体铸造,但对特大型泵,若受铸造设备和加工设备的限制,也可采用分体铸造。我公司曾在H21000 泵试制时采用过分体方案,泵体分成三只,加工后拼装成整体,经用户多年使用,未见异常。

      泵体中间的隔板,过去多采用与泵体一起整体铸造,但这种结构铸造时容易产生缩松、缩孔和裂纹,在机械加工时泵缸深度尺寸不易控制,很容易出废品。有些生产厂商为了使缸深容易控制,设置了退刀槽,这种退刀槽直径比缸径大了1mm,必定会造成泵工作过程中的内泄漏,影响抽气效果。此外在二缸加工时要调头,也会影响二缸的同轴度。

        我公司早在上世纪70年代初,针对固定隔板所存在的问题,开展了活动隔板的研究。这个试验是在H28泵上进行的,完成后又在用户处经受了实际考验,事实证明试验是成功的。此后活动隔板逐步推到其它滑阀泵上,它铸造工艺简单、加工方便、尺寸精度容易保证,泵体强度也不受影响,并经受了30多年的考验,从未有用户对此提出异议。目前有人提出活动隔板是否会影响泵体强度的问题,我们认为这个担心是没有必要的,时间就是最好的证明。

3.滑阀

      早期滑阀结构都是拼装的,这里既有当时工艺落后的原因,也有泵结构的限制,例如1401泵的滑阀杆太薄,只能用螺栓连接。拼装式滑阀由于受力复杂,滑阀杆和滑阀环之间容易松动而导致杆、环和连接螺栓的损坏。

      现在的滑阀几乎都是整体结构,两侧有润滑油槽,这种结构强度高,不易损坏。从降低振动的观点出发,应尽量减少滑阀杆的质量,例如缩短滑阀杆的长度,在杆的进气侧平面上挖孔等。如果滑阀能采用轻合金材料(如高强度铝镁合金),对降低振动更有利。

      滑阀杆进气侧的进气孔形状以八字形为好,可以更好地避免导轨与滑阀杆的咬死现象。

4.导轨

       导轨结构有几种型式,一种是分体式的(图2a),如医药行业过去普遍使用的1401泵、412H等滑阀泵都用这种导轨。分体式导轨结构简单、加工方便,但它的间隙分配不均,间隙必须取得较大,所以泵的真空度偏低。安装分体式导轨的泵噪声相对偏大。

      此后曾出现过活络式导轨(图2b),它的间隙分布相对比较均匀,但对侧板的加工精度要求高,目前已无人使用。

     半封闭式导轨(图2c)的特点是拆卸方便,间隙分布均匀,但开端可能有开闭现象,加工也相对比较复杂。

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