真空泵中转子的作用
转子的动静平衡与实际现场工作处理经验时间:2009-10-13 来源:真空技术论坛 编辑:99462325 在现场工作中遇到如下案例，共探讨分享
某主给水泵电机因非驱动端轴承内一固定螺栓断裂且轴瓦间隙过大（油膜涡动）导致振动超标，缺陷处理完成后连续启停时没有按照规程操作（连续启停间应间隔0.5～1小时以上，以均匀热场），导致塑性弯轴。
解体检查，转子中间部位弯度约0.5mm。由于受工期限制，直轴困难。经专家讨论，进行动平衡，动平衡块加在轴端的风扇叶轮槽内（原先已经加装了约5kg，后又加装了3kg)。动平衡机上显示残余动不平衡量小于许用动不平衡量。动平衡合格。
回装再次启动，振动比动平衡前更大，且频谱显示故障特征仍为动不平衡。再次解体检查，安装过程满足要求。原因出在哪呢？再次查找该类型电机的技术说明书，并联系厂家。发现犯了一个致命错误，该电机工作转速约2981Rpm，超过了该转子的一次临界值。当时为了安装方便，动平衡块都集中在了轴的两端，在低速情况下（500rpm），整个转轴是刚性的，根据动平衡理论是能实现动平衡的。但到了工作转速，转子产生了一阶变形，原有的配重（刚好是同向配重），进一步加剧了变形量（向中间拱起）。导致振动比动平衡前更严重。
解决措施：取消为消除塑性弯轴而加装的配重块，加工同等质量的长纤丝（方便安装在线包槽中），按照原有角度，从轴的两端移至中间部位）。
完成后，再次启机，振动合格，工作正常。
转子的静平衡和动平衡
1、定义
1）静平衡
在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。
2）动平衡
在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定
如何选择转子的平衡方式，是一个关键问题。其选择有这样一个原则：只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，则不要做动平衡，能做动平衡的，则不要做静动平衡。原因很简单，静平衡要比动平衡容易做，动平衡要比静动平衡容易做，省功、省力、省费用。那么如何进行转子平衡型式的确定呢？需要从以下几个因素和依据来确定：
1）转子的几何形状、结构尺寸，特别是转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值，以及转子的支撑间距等。
2）转子的工作转速。
3）有关转子平衡技术要求的技术标准，如GB3215、API610第八版、GB9239和ISO1940等。
3、转子做静平衡的条件
在GB9239-88平衡标准中，对刚性转子做静平衡的条件定义为："如果盘状转子的支撑间距足够大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小，从而可忽略偶不平衡（动平衡），这时可用一个校正面校正不平衡即单面（静）平衡，对具体转子必须验证这些条件是否满足。在对大量的某种类型的转子在一个平面上平衡后，就可求得最大的剩余偶不平衡量，并除以支撑距离。如果在最不利的情况下这个值不大于许用剩余不平衡量的一半，则采用单面（静）平衡就足够了。从这个定义中不难看出转子只做单面（静）平衡的条件主要有三个方面：一个是转子几何形状为盘状；一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大；再一个是转子旋转时其校正面的端面跳动要很小。
对以上三个条件作如下说明：
1）何谓盘状转子
主要用转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值来确定。在API610第八版标准中规定D/b＜6时，转子只做单面平衡就可以了；D/b≥6时可以作为转子是否为盘状转子的条件规定，但不能绝对化，因为转子做何种平衡还要考虑转子的工作转速。
2）支撑间距要大
无具体的参数规定，但与转子校正面间距b之比值≥5以上均视为支撑间距足够大。
3）转子的轴向跳动
主要指转子旋转时校正面的端面跳动，因为任何转子做平衡试都是经过精加工的，加工后已保证了转子的孔与校正面之间的行为公差，端面跳动很小。
根据上述转子做单面（静）平衡的条件，再结合有关泵方面的技术标准（如GB3215和API610第八版），只做静平衡的转子条件如下：
1）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速＜1800转/分时，不论D/b＜6或D/b≥6只做静平衡即可。但是如果要求做动平衡时，必须要保证D/b＜6，否则只能做静平衡。
2）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转/分时，如果D/b≥6只做静平衡即可。但平衡后的剩余不平衡量要等于或小于许用不平衡量的1/2。如果要求做动平衡，要看两个校正面的平衡是否能在平衡机上分离开，如果分离不开，则只能做静平衡。
3）对一些开式叶轮等转子，如果不能实现两端支撑，只做静平衡即可。因为两端不能支撑，势必进行悬臂，这样在平衡机上做动平衡很危险，只能在平衡架上进行单面（静）平衡。
4、转子做动平衡的条件
在GB9239标准中规定："凡刚性转子如果不能满足做静平衡的盘状转子的条件，则需要进行两个平面来平衡，即动平衡。只做静平衡的转子条件如下（平衡静度G0.4级为最高精度，一般情况下泵叶轮的动平衡静度选择G6.3级或G2.5）：
1）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转/分时，只要D/b＜6时，应做动平衡。
2）对多级泵和组合转子（3级或3级以上），不论工作转速多少，应做组合转子的动平衡。
补充：
在《离心泵检验和试验规定》，对平衡试验做了如下规定：
3.5 平衡试验
3.5.1 主要运转部件如叶轮平衡鼓等应单独做静平衡检验
3.5.2 除静平衡外若属下列工况应做动平衡检验
(1) 设计流量超过55m3/h且叶轮直径大于150mm 泵设计转速大于1500r/min
(2) 两级或多级泵且泵设计转速大于1500r/min
(3) 泵设计转速大于3000r/min
3.5.3 对于立式泵应通过手动盘车利用千分表在填料箱或机械密封处测量轴或轴套的径向跳动量指示读数不应超过60μm
3.5.4 转子装配和平衡修正的顺序应遵照GB9239 且应达到G2.5以上。
单级悬臂式离心抽沙泵主要零部件的检查与测量，对于清洗后的零部件，应该认真地进行检查和测量。因为经过长时间运转的离心泵，各个零共手形职市生下业花时地。对零福件除了要仔细检查其外表外，还应对电们做好有关的测量工作。
第一：转子的检查与测量 离心抽沙泵的转子包括叶轮、轴套、泵轴及平键等零部件。叶轮腐蚀与磨损情况的检查对于时轮的检查， 主要是检查叶轮被介质腐蚀的情况.
第二：叶轮径向跳动量的测量如果离心抽沙泵叶轮外圆的旋转轨迹不在同一半径的圆周上，而是出现忽大忽小的旋转半径，其最大的旋转半径与最小的旋转半径之差即为该叶轮的径向跳动量。
第三：轴套磨损情况的检查 轴套的内圆与轴颈形成间隙配合，并且使用销子定位。
第四：泵轴的检查与测量 离心泵在运转中，如果出现振动、撞击或扭矩突然加大，将会使泵轴造成弯曲或断裂现象。这些现象的出现会影响离心泵的使用性能，同时，还会大大缩短抽沙泵泵轴的使用寿命。
整体式转子其结构特点为转子由一整体材料直接加工而成。这种结构的转子整体强度好,工艺过程简单。但旋片槽的加工比较困难,槽的精度和摩擦表面粗糙度不易做得很高,这样就在一定程度上影响旋片真空泵叶片的正常工作。
组合式转子一般有两种结构:螺钉固定转子盘结构和热压套结构。组合式转子结构的特点为转子体与转子轴分别制做,然后组合而成。这种结构解决了旋片槽的加工精度和旋片槽摩擦表面的粗糙度问题,但工艺复杂,其强度和刚度也没有整体式转子好。热压套结构一般在小抽速旋片式真空泵上采用,且不多见。
焊接转子是指转子体与转子轴经焊接而构成一整体转子,这种结构对于大抽速泵来说是比较轻巧的,但因焊接应力消除不充分转子易产生变形,且工艺也比较复杂,目前采用的很少。
在以上结构中,国内、外厂家采用最多的是组合式转子和螺钉固定转子盘结构。雅之雷德认为,大抽速泵的主转子体结构仍以采用此种结构为好。
凡是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵，称为机械真空泵。
机械真空泵按其工作原理及结构特点分述如下：
一、变容真空泵
它是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。气体在排出泵腔前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种。
1、往复式真空泵 ：利用泵腔内活塞往复运动，将气体吸入、压缩并排出。又称为活塞式真空泵。
2、旋转式真空泵 ： 利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。它大致有如下几种分类：
1)油封式真空泵 它是利用真空泵油密封泵内各运动部件之间的间隙，减少泵内有害空间的一种旋转变容真空泵。这种泵通常带有气镇装置。它主要包括旋片式真空泵、定片式真空泵、滑阀式真空泵、余摆线真空泵等。
2)液环真空泵 将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把工作液体抛向泵壳形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小的旋转变容吸排气腔。工作液体通常为水或油，所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。
3)干式真空泵 它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。由于干式真空泵泵腔内不需要工作液体，因此，适用于半导体行业、化学工业、制药工业及食品行业等需要无油清洁真空环境的工艺场合。
4)罗茨真空泵泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子。转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。
二、动量传输泵
它依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。这类泵可分为以下几种形式：
1、分子真空泵 ：它是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为：
1)牵引分子泵气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。
2)涡轮分子泵 靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。这种泵通常在分子流状态下工作。
3)复合分子泵它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。
按其工作原理，基本上分为气体输送泵和气体捕集泵两种类型。
一、气体输送泵包括：1、液环真空泵（水环式真空泵）2、往复式真空泵3、旋片式真空泵4、定片式真空泵5、滑阀式真空泵6、余摆线真空泵7、干式真空泵8、罗茨真空泵9、分子真空泵10、牵引分子泵11、复合式真空泵12、水喷射真空泵13、气体喷射泵14、蒸汽喷射泵15、扩散泵等
二、气体捕集泵包括：吸附泵和低温泵等。
1、真空泵的极限压强
泵的极限压强单位是Pa，是指泵 在入口处装有标准试验罩 并按规定条件工作，在不引入气体正常工作的情况下，趋向稳定的最低压强。
2、真空泵的抽气速率
泵的抽气速率单位是m3/s或l/s，是指泵装有标准试 验罩，并按规定条件工作时，从试验罩 流过的气体流量与在试验罩指定位置测得的平衡压强之比。简称泵的抽速。
3、真空泵的抽气量
真空泵的抽气量 单位是Pam3/s或Pal/s。是指 泵入口的气体流量。
4、真空泵的起动压强
真空泵的起动压强单位为Pa，它是指泵无损坏起动并有抽气作用 时的压强。
5、真空泵的前级压强
真空泵的前级压强 单位是Pa，它是指排气压强 低于一个大气压的真空泵的出口压强。
6、真空泵的最大前级压强
真空泵口最大前级压强单位是Pa，它是指超过了 能使泵损坏 的前级压强。
7、真空泵的最大工作压强
真空泵的最大工作压强单位是Pa，它是指对应最大抽气量 的入口压强。在此压强下，泵能连续工作而不恶化或损坏。
8、真空泵的压缩比
压缩比是指泵对给定气体的出口压强与入口压强之比。
9、真空泵的何氏系数
泵抽气通道面积上的实际抽速 与该处按分子泻流计算的理论抽速 之比。
10、真空泵的抽速系数
泵的实际抽速与泵入口处按分子泻流计算的理论抽速之比。
11、真空泵的返流率
泵的返流率 单位是g/cm2.s。它是指 泵按规定条件工作时，通过泵入口单位面积的泵流质量流。
12、水蒸气允许量
水蒸气 的允许量单位是kg/h，它是指泵在正常环境条件下，气镇泵 在连续工作时能抽除的水蒸气质量流量。
13、最大允许水蒸气入口压强
最大允许水蒸气入口压强 单位是Pa。它是指 在正常环境条件下，气镇泵在连续工作时所能抽除的水蒸气的最高入口压强。
扩展资料
按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即变容真空泵和动量传输泵。
变容真空泵是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。气体在排出泵腔前被压缩。
动量传输泵依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。
变容真空泵又分为：往复式，旋转式（旋片式、滑阀式、液环式、罗茨式、螺旋式、爪形转子式），其它型式。
参考资料来源：百度百科-真空泵
真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。
通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。在泵腔内形成通过旋转产生体积的变化而将气体排出泵外，主要是在吸气过程中，吸气腔体积增大，真空度降低，将容器内气体吸入泵腔，在排气过程中体积变小，压强增大，最终通过油封将吸入的气体排出泵外。
按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体捕集泵和气体传输泵。
特点
(1)在较宽的压力范围内有较大的抽速；
(2)转子具有良好的几何对称性，故振动小，运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实现较高转速；
(3)泵腔内无需用油密封和润滑，可减少油蒸气对真空系统的污染；
(4)泵腔内无压缩，无排气阀。结构简单、紧凑，对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感；
(5)压缩比较低，对氢气抽气效果差；
(6)转子表面为形状较为复杂的曲线柱面，加工和检查比较困难。
旋叶真空泵各部分名称泵体，转子，旋片，端盖，弹簧，定子。在旋片真空泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。
旋叶真空泵工作原理
在旋片真空泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切，转子槽内装有带弹簧的二个旋片，旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿旋片真空泵腔内壁滑动。
泵及四周环境应该经常保持清洁，防止杂物进入泵内，泵在运转过程中，油箱内的泵油量不得低于油标中心，不同种类和牌号的真空泵油，不可混合使用，泵在使用中，因系统损坏等特殊事故，进气口突然暴露在大气时，应尽快停泵，并切断与系统连接管道，防止喷油，污染场地。
装配时应注意，凡转动部位应先打上真空油，注意清洁严禁铁屑泥沙尘埃等落入泵内，定位销钉要接触良好，装好的旋片式真空泵应转动轻松，无转重不均，并没有阻滞现象。
