罗茨油泵常用的冷却方法及噪声机理探讨

发布时间：2023-08-12

(一)、LC罗茨泵常用的冷却方法

LC罗茨泵的入口压力高于1Torr时，出口与入口的压力差可能达到15-20Torr，或高。泵的功率是与压差成正比。因此压差大，泵的功率急剧增加，因此排气温度，泵内零件的温度，特别是转子的温度会随之增加，如不采取冷却措施（特别是对转子的冷却措施）。LC罗茨泵在大气压下长时间运转，转子的热膨胀可能导致间隙消失，转子被楔住，卡死，乃至损坏。

常用的冷却方法有两种，一种是在排气侧装上后冷却器，冷却的原理是，散热片的一端设在转子头扫过的周围，散叶片的长度等于转子的轴向长度。如果没有冷却器，排气回流通过间隙流过的热气体将会对转子加热。如果设置水冷却器，转子就可以用回流的已被冷却的气体来冷却。用这种后冷却器，许可压差达85Torr，还可以正常运转。如果没有冷却器，较大许可压差为20Torr，采用冷却器能带走相当于压缩功80％的热量。其原理如图5所示。

另一种方法是利用通过转子内部来冷却转子的方法，其原理如图6所示，冷却油也被用来润滑轴承和齿轮，把循环的油封在系统内。工作时，转子的温度往往比泵体低。随着气体负荷的增加，转子和泵体之间的温差也随之增大，这样一来，就可能引起泵内间隙增大，而使抽速降低。为了避免这种情况的发生，以泵的负荷大小来调节循环油量的多少。在负荷特别大时，也可考虑对泵体进行冷却。以保持原始的间隙值。

(二)、罗茨泵噪声机理探讨

罗茨泵(简称罗茨泵)是一种无内压缩的旋转变容式真空泵。其抽气过程如图1所示，在泵腔内有两个形状对称的转子，转子形状有两叶、三叶和四叶的。两个转子彼此朝相反方向旋转。由轴端齿轮驱动同步转动。转子彼此无接触，转子与泵腔壁也无接触，其间通常有0.15～1.0mm的间隙，泵壁靠间隙来密封。通常间隙的改变也是导致噪声产生的主要原因，而传动齿轮间的齿隙是齿轮箱发热的直接原因。发热的同时也会产生噪声。两者关系密不可分。

噪声的成因和降低措施

的噪声，通常指泵在运转稳定时测得的噪声级。它包括泵本身的噪声和电机的噪声。就发声的部位来分，泵的噪声有下列几个可能方面。

①轴承噪声;

②齿轮噪声;

③转子与侧盖间隙的改变，导致转子与侧盖磨擦产生的噪声以及由此产生气流的噪声。

①轴承及齿轮除本身制造误差导致产生的噪声外，其实较主要的噪声是由于泵的定子、侧盖、轴承座的制造误差的累积。反映在轴承上是两端轴承的同轴度变大。

由于泵体两端面的平行度误差，侧盖端面与承座内孔的垂直度误差，轴承座内孔与外圆的同轴度误差，以及侧盖与定子定位时的位置误差。较终结果反映在轴承上是前后轴承内孔出现误差累积。即转子轴出现情况:轴承受力不平衡，造成转子轴扭曲变形，转子震动，轴承发热且出现噪音。双列轴承出现该现象为明显。因为单列轴承较薄，在限制轴的转动自由度时并没有双列轴承强烈。

②齿轮产生的噪声与轴承产生噪声的原因基本相同。但与齿轮本身的制造精度关系大，由于齿轮的外齿与内圆的同轴度存在误差，当一对齿轮在相互啮合时会出现一部分齿啮合较紧，即相互间的齿隙太小，而与其相对的一部分较松。出现该种情况可以把其中一个齿轮卸下，把该齿轮沿转子轴旋转180度再装上，把齿轮的外齿与内圆的同轴度误差相互抵消，可以使齿轮相互间的间隙均匀，即可齿轮啮合时的噪声。减少齿轮发热。但如果是齿轮的齿本身的加工精度达不到要求，用这种方法也是解决不了的。只有提高齿轮的本身加工精度，才是降低罗茨泵噪声的措施。

③在罗茨泵工作压缩过程中产生的热量被传到转子和泵体上。转子很难将热量传至泵外，而泵体的热量很容易被散失到周围大气中。因而转子与泵体间就出现温差。加剧了转子的热膨胀。当泵负荷增大时(即泵的进出气口压差超过允许压差)，转子膨胀会消失间隙，使转子与侧盖相互磨擦，加大热膨胀，直至被卡死。

若转子在运转过程中不能被卡住，故在型线设计时，要求转子之间，转子与泵腔之间，转子与端盖之间规定有间隙，以补偿真空泵的制造和装配的不准以及受热引起的变形等，而且转子形状对称，动平衡性能良好，能够减小震动噪声及发热。