一·、概述及起源
羅茨真空泵是一種旋轉(zhuǎn)式容積真空泵。其構(gòu)造方法是由羅茨鼓風機演化而來的。它于 1944 年首先呈現(xiàn)于德國，是為適應在 10 ～ 1000Pa 壓力規(guī)模內(nèi)具有大抽速的真空熔煉體系而作為機械增壓泵運用。 依據(jù)羅茨真空泵作業(yè)壓力規(guī)模的不一樣，分為直排大氣的低真空羅茨泵；中真空羅茨泵 ( 機械增壓泵 ) 和高真空多級羅茨泵。國內(nèi)用量最多的為中真空羅茨泵 ( 以下簡稱羅茨泵 ) 。
二、羅茨泵與其它油封式機械泵對比有以下特色：
(1) 在較寬的壓力規(guī)模內(nèi)有較大的抽速；
(2) 轉(zhuǎn)子具有杰出的幾許對稱性，故振蕩小，作業(yè)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有空隙，不必光滑，沖突丟失小，可大大下降驅(qū)動功率，然后可完成較高轉(zhuǎn)速；
(3) 泵腔內(nèi)無需用油密封和光滑，可削減油蒸氣對真空體系的污染；
(4) 泵腔內(nèi)無壓縮，無排氣閥。構(gòu)造簡略、緊湊，對被抽氣體中的塵埃和水蒸汽不靈敏；
(5) 壓縮對比低，對氫氣抽氣作用差；
(6) 轉(zhuǎn)子外表為形狀較為雜亂的曲線柱面，加工和檢測對比艱難。羅茨泵近幾年在國內(nèi)外得到較快的開展。在鍛煉、石油化工、電工、電子等職業(yè)得到了廣泛的運用。
三、羅茨泵的作業(yè)原理
羅茨泵的構(gòu)造如圖 15 所示。在泵腔內(nèi)，有二個“ 8 ”字形的轉(zhuǎn)子互相筆直地裝置在一對平行軸上，由傳動比為 1 的一對齒輪股動做互相反向的同步旋轉(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間，堅持有必定的空隙。因為羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故 中、高真空羅茨泵需求前級泵。因而，羅茨泵的極限真空除取決于泵自身構(gòu)造和制作精度 外，還取決于前級泵的極限真空度。
羅茨泵的作業(yè)原理既具有容積泵的作業(yè)原理，又有分子泵的抽氣效應。圖 16 為羅茨泵的作業(yè)原理圖。因為轉(zhuǎn)子的接連旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從泵進氣口吸入到下轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間 V0 內(nèi)，吸氣后 V0 空間是全關(guān)閉狀況。
跟著轉(zhuǎn)子的滾動，關(guān)閉的 V0 空間與排氣口相通，因為排氣側(cè)氣體壓力較高，導致一有些氣體反沖過來，使 V0 空間內(nèi)的氣體壓力俄然增高。當轉(zhuǎn)子持續(xù)滾動時， V0 空間內(nèi)本來封入的氣體連同反沖的氣體一同被排向泵外。
這時，上轉(zhuǎn)子又從泵進口封入 V0 體積的氣體。因為泵的接連作業(yè)，使兩個轉(zhuǎn)子不停地構(gòu)成關(guān)閉空間 V0 又不停地將關(guān)閉空間璣內(nèi)的氣體排出泵外，然后完成了抽氣的意圖。
轉(zhuǎn)子主軸旋轉(zhuǎn)一星期共排出四個 V0 體積的氣體。所以，泵的理論抽速為： （5.1）式中 A0 ──泵腔的有用吸氣面積 mm2 n ──泵軸的轉(zhuǎn)數(shù) r/min L ──轉(zhuǎn)子的長度 mm
四、羅茨泵──的構(gòu)造
1. 泵全體構(gòu)造型式
羅茨泵的泵體的安置構(gòu)造決議了泵的全體構(gòu)造?，F(xiàn)在國內(nèi)外的羅茨泵全體構(gòu)造大致有三種型式：?立式如圖 17(a) 所示，這種構(gòu)造的進、排氣口水平設置，裝置和銜接管路都對比便利。但泵的重心較高，在高速作業(yè)時穩(wěn)定性差，故這種型式多用于小泵。
?臥式如圖 17(b) 所示，泵的進氣口在上，排氣口鄙人。有時為了真空體系管道裝置銜接便利，可將排氣口從水平方向接出，即進、排氣方向是互相筆直的。
此刻，排氣口能夠從左或 右兩個方向開口，除接排氣管道一端外，另一端堵死或接旁通閥。這種泵構(gòu)造重心低，高速作業(yè)時穩(wěn)定性好通常大、中型泵多選用此種構(gòu)造。
?泵的兩個轉(zhuǎn)子軸與水平面筆直裝置。這種構(gòu)造裝置空隙簡略操控，轉(zhuǎn)子裝置便利，泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便利，光滑組織也相對雜亂。僅見于國外 商品。
2. 泵的傳動方法
羅茨泵的兩個轉(zhuǎn)子是經(jīng)過一對高精度齒輪來完成其相對同步作業(yè)的。自動軸經(jīng)過聯(lián)軸器與電機聯(lián)接在傳動構(gòu)造安置上首要 有以下兩種：
其一是電動機與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖 18(a) 所示。從動轉(zhuǎn)子由電動機端齒輪直接傳過去股動，這么自動轉(zhuǎn)子軸的改動變形小，則兩個轉(zhuǎn)子之間的空隙不會因為自動軸的改動變形大而有所改動，故使轉(zhuǎn)子之間的空隙在 作業(yè)過程中均勻。這種傳動方法的最大缺陷是： a. 自動軸上有三個軸承，增加了泵的加工和裝置難度，齒輪的拆裝及調(diào)整也不便利利； b. 全體構(gòu)造不勻稱，泵的重心傾向電動機和齒輪箱一側(cè)。
另一種是電動機和傳動齒輪別離裝在轉(zhuǎn)子兩邊，如圖 18(b) 所示。這種方法使泵的全體構(gòu)造勻稱，但自動軸改動變形較大。為確保轉(zhuǎn)子在作業(yè)過程中的空隙均勻，請求軸應有滿意的剛度，軸和轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)接要緊固 (現(xiàn)在已有轉(zhuǎn)子與軸焊或鑄成一體的構(gòu)造) 。這種構(gòu)造拆裝都很便利，所以被廣泛選用。
3. 泵的密封構(gòu)造與光滑方法
Ⅰ 自動軸外伸有些的動密封
現(xiàn)在選用較多的是規(guī)范類型的機械密封和帶加強環(huán)的骨架真空橡膠密封。機械密封功耗小，答應線速度大；但構(gòu)造雜亂，成 本較高。骨架密封構(gòu)造簡略，功耗較大，為削減軸與密封圈之間的沖突，軸的外表硬度和光潔度要高。為了避免軸的磨損，可在軸上加一個硬度較高的且與軸靜密封 的軸套。別的，還能夠選用獨立的密封盒構(gòu)造，使密封件的拆裝和替換愈加簡捷便利。還有的羅茨泵把電動機密閉在泵體一端的殼體內(nèi)，然后有用地處理了動密封問 題，進步了泵的真空度，下降了驅(qū)動功率。但為避免電機繞組線圈在真空下起弧，電動機的電源電壓應降至 50V 以下。該構(gòu)造用于中、小型泵。
Ⅱ端蓋殼體與泵腔之間的軸密封
因為齒輪箱或端蓋殼體內(nèi)均有預抽管道與泵的出口相通，即這有些的壓力與前級泵進口壓力根本一樣，與泵腔之間的壓差較小，所以通常可選用迷宮式密封、反螺旋式密封或活塞脹圈密封。
Ⅲ 泵體端面的靜密封
有的選用有機硅室溫硫化橡膠膜密封，密封面不必加工密封槽，但因該硫化橡膠密封膜為一次性運用，且制造較費事，給現(xiàn)場保護帶來不便利利，且密封膜的厚度對轉(zhuǎn)子端面空隙有影響，在裝置時要把握好膜的厚薄均勻性。
還可選用真空橡膠圈密封，密封牢靠，即確保了轉(zhuǎn)子軸向空隙，又可便利地在現(xiàn)場拆裝。假如對泵體端面的構(gòu)造規(guī)劃恰當，密封槽的加工能夠很便利。
Ⅳ 泵的光滑方法
羅茨真空泵的光滑部位首要有三處：軸封處── 通常用油杯光滑；齒輪和軸承處──用
齒輪或甩油盤濺油來確保光滑。關(guān)于大泵也可選用油泵強行供油光滑方法。
五、泵規(guī)劃中的要害問題
1. 羅茨泵的要害零件是轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子的要害是它的型線。轉(zhuǎn)子橫截面的外輪廓線即為轉(zhuǎn)子的型線。泵作業(yè)時，轉(zhuǎn)子的外表之間不觸摸，但轉(zhuǎn)子之間的空隙要堅持必定， 這么轉(zhuǎn)子的型線有必要做成共軛曲線。在實踐規(guī)劃中選用轉(zhuǎn)子型線時，除了要能滿意上述運動請求外，還應思考如下條件：
㈠ 泵轉(zhuǎn)子的容積利用系數(shù)要盡也許大，即轉(zhuǎn)子占的體積要小
㈡轉(zhuǎn)子應有杰出的幾許對稱性，確保作業(yè)平穩(wěn)、互換性好
㈢ 確保轉(zhuǎn)子有滿意的強度
㈣轉(zhuǎn)子應簡略加工，易得到較高的精度
通常運用的轉(zhuǎn)子型線有圓弧齒形、漸開線齒形和擺線齒型等。近年因由東北大學提出的“圓弧→漸開線→擺線”型轉(zhuǎn)子型線氣阻大，改進了泵在低壓下的功能，進步了泵的抽氣功率，得到較廣泛的運用。信任往后還會呈現(xiàn)更新非常好的羅茨泵轉(zhuǎn)子型線，使羅茨泵的作業(yè)功能進一步進步。
2. 為了操控泵轉(zhuǎn)子問、轉(zhuǎn)子與泵殼間的空隙，請求軸承的軸向、徑向位移量操控在必定規(guī)模內(nèi)。在規(guī)劃時，應準確挑選軸承精度，并挑選合適泵作業(yè)條件的軸承類型。 思考轉(zhuǎn)子軸向熱膨脹影響，轉(zhuǎn)子軸應留有活端 ( 通常為齒輪端 ) ，以答應軸因熱膨脹等要素而發(fā)生軸向移動。軸活端的轉(zhuǎn)子與側(cè)端面的軸向空隙能夠選大一些；而軸固定端的轉(zhuǎn)子與端蓋之間的軸向空隙則應選得小一些。
3. 請求齒輪耐磨性強，傳動平穩(wěn)，齒間的空隙不得過大。齒輪的精度常選用 5 ～ 6 級。為使傳動平穩(wěn)，噪音小，常用斜齒輪。為使齒輪裝置和調(diào)整轉(zhuǎn)子間的空隙便利，可選用調(diào)隙構(gòu)造齒輪并在齒輪與軸之間采廂漲套聯(lián)接方法。
