真空泵培训资料

1、泰兴新型工业泵厂真空泵培训资料二O一二年目 录一.概述1二.真空泵的选型2三.立式真空泵的基本构造和工作原理3四.真空泵的主要零部件结构3 4.1机身3 4.2气缸44.3气阀44.4活塞和活塞杆54.5活塞环和填料密封64.6曲轴84.7连杆84.8十字头94.9润滑104.10安装104.11真空泵试车114.12试运行114.13运转中检查124.14停机12五.故障排除13往复式真空泵一.概述真空泵是一种用来抽吸设备或系统中的气体，使其低于一个绝对大气压的气体压力的设备。真空泵在多个工业部门中应用极为广泛。在石油和化学工业中，物料的过滤、蒸发、浓缩、蒸馏、干燥、结晶、气体解析、尾气回收

2、、真空包装等过程大多需要真空泵，以形成真空才能进行操作，尤其是电子工业和原子能工业，需要获得更高的真空才能使过程得以实现，真空泵已日益成为工业生产和国防部门经常采用的重要机器之一。机械式真空泵按其结构型式可以分为往复式、回转式、水环式几大类，而按其工作条件则可分为干式及湿式两种类型，前者只用于抽吸气体，而后者可抽吸气液混合物。真空泵按其工作原理可分为容积式和速度式。往复式真空泵、水环式真空泵、螺杆式真空泵、罗茨真空泵都属于容积式真空泵。蒸汽喷射泵、水喷射泵属于速度式真空泵。在真空技术中，习惯采用/mmHg（毫米汞柱）或Torr（托），1托为单位来衡量真空系统可达到的真空度。在中低压真空范围内常

3、用真空度P乙来表示真空系统所达到的真空程度。P乙=PN - P mmHg式中：P-水银柱压差（mmHg）。 PN-当时当地的大气压（mmHg）。 真空度P乙即为真空系统的绝对压力。当真空系统中绝对压力大于1mmHg时，常采用真空度百分数表示。即：真空度（%）=（PN（760）-P）/ PN（760）100% PN-当时当地的大气压（mmHg）。各种真空泵由于本身结构上的问题，能获得的真空度都有一定限制，一般机械真空泵能达到的最低极限压力约为10-2-10-4mmHg，通常称10-2-10-4mmHg为该泵的极限真空，其定义是指真空泵能达到的最低极限压力值，极限真空是真空泵性能的重要指标之一。-

4、1-我厂生产机械式真空泵极限真空在15Torr（托）即2000Pa左右。1Torr=1mmHg机械式往复泵的极限真空测量一般是用U型水银真空计测量。测量时先对要被测量的真空泵进行气密性试验，确保不泄漏，然后开泵，把真空泵进口封闭，进口法兰上接水银计，读出水银计上的水银柱的压差，用当时当地的大气压（水银柱）减去水银柱压差即可。往复式真空泵型号编制：我厂生产的真空泵是立式的，型号示意如下：W L W F A B 往复式 立式 无油 防腐 无隔腔，基础型 有隔腔，耐溶剂型抽气速率：L/S。我厂生产立式无油真空泵抽气量在600L/S以下（含600L/S）为单缸双作用，1200L/S以上为双缸双作用。立

5、式真空泵与其他往复真空泵如V型真空泵，它的主要优点是：1.占地面积小。2.由于垂直布置往复运动惯性力被地面全部吸收，振动小。3.由于气阀上下都是水平布置，进排气阀片垂直运动，摩损小，上下运动流畅，工作更可靠，使气阀工作周期更长。4.由于气缸垂直布置，活塞密封表面不承受活塞重量，活塞、活塞环、导向环磨损比较小，工作条件有所改善，活塞杆与填料的磨损也均匀延长密封件的使用寿命。5.惯性力作用方向垂直基础，而基础抗垂直振动力强，故基础尺寸可小。6.机身受竖直载荷，对机身产生简单的抗应力，使机身结构简单。7.气缸中心线方向可自由热变形，弹性变形，不需要气缸支架。所以立式真空泵对于无油润滑的填充四氟、填料

6、、活塞环、导向环工作更加有利。二.真空泵的选型：真空泵有多种多样的类型和形式，由于工作原理不同，工况不同，故选型的方式也各不相同。-2-WLW型往复真空泵选型方法简介绍如下：第一种计算法：按照气体状态方程:P1V1/T1=P2V2/T2将工况条件下抽气量换算成标准状态下的抽气量（T=273KP=100KPa）再乘以1.2的系数，对照型号选取真空泵，再根据气体的特性和腐蚀性选取普通泵还是耐腐蚀泵，另外，排气背压高低也是一个重要参数，它决定了真空泵功率的大小。第二种：查表表格WLW-1200B、WLW-2400B型无油立式真空泵使用说明书P5抽气速率表。纵座标表示抽气速率，横座标表示极限压力。根据

7、提供的参数，抽气速率和极限压力表从纵座标和横座标延伸上去，根据交点在曲线上的位置，取一定的裕量，即可选型。三.立式真空泵的基本构造和工作原理：真空泵的主要零部件有机身、隔腔（B型）、曲轴、连杆、活塞、活塞杆、F4密封件（填料、活塞环、导向环）、进排气阀、十字头、油泵等。曲轴由电动机带动旋转运动，曲轴上的曲柄销带动连杆大头瓦回转，通过连杆，使连杆小头瓦沿滑道作往复运动，连杆小头瓦又带动十字头和活塞杆上的活塞在气缸中作上下往复运动。活塞在气缸中往复运动，使气缸的气体体积扩大和缩小，通过进排气阀完成吸气、压缩、排气过程。活塞在一次往复运动过程中只吸入和排出一次气体称为单作用式真空泵。活塞在一次往复运

8、动过程中有两次吸入和排出气体过程称为双作用真空泵。我厂生产的WLW型真空泵，上下各有相同数量的进排气阀，在一次往复过程中有两次吸入和排出气体过程，是双作用式真空泵。四.真空泵主要零部件的结构：4.1机身：机身一般由铸铁制造，材质为HT200，WLW-1200B以上的机身根据客户要求也有用钢板焊接的。-3-传动件如曲轴、连杆、十字头都安装在机身里，沿滑道作往复运动。4.2气缸：气缸是真空泵中的主要零件，也是比较复杂、要求较高的一个零部件。结构必须要满足以下几方面的要求：1.由于气缸是直接做功的的工作件，气缸体应具备有足够的强度。2.由于活塞在缸内作往复运动，内壁承受摩擦，因此应当有良好的耐磨性。

9、3.由于气体在气缸内做功，必须要求有合适的措施。4.为了防止泄漏，结合部分密封和连接要可靠。5.为了减少气体阻力，进排气阀应合理布置，减小流阻。6.应具有良好的工艺制造性和安装检修方便的特点。我厂生产的WLW型真空泵，气缸由HT250铸造，安装前进行强度试验和气密性试验，强度试验0.6MPa，气密试验0.15-0.2MPa，根据用户要求气缸也可以用304、316L和钛材制造。气缸里的气阀是上下面轴向布置，装拆检修比较方便，且提高气缸的容积系数，减少导向环、活塞环的磨损（缸壁上设有阀孔）。气缸冷却水采用低进高出，以避免产生气泡，冷却水如果是硬水，水温最好不要超过40，否则可产生水垢，降低导热效率

10、，流速取1-1.5米/秒。为了提高密封件和气缸的耐磨性，在精加工以后进行珩磨粗糙度要求在Ra0.8以上。铸铁气缸硬度一般在HB170-241。气缸的端盖与气缸、气缸与机身、气阀与气阀之间都必须密封可靠，保证不泄漏。我厂生产的WLW型真空泵吸气量小于600L/S以下的气缸与端盖、气缸与机身密封用膨化F4带密封，排量在600L/S以上密封面用=3mm硅橡胶密封，对有腐蚀的气体用不锈钢金属缠绕垫密封，气阀安装面的密封用=2四氟垫密封。4.3气阀：气阀是真空泵的主要部件之一，属于易损件，它的作用是控制气缸中气体的吸入和排出，按作用原理分可分为强制式和自动式，自动式气阀是利用气缸内外压力差来-4-自动开

11、启与关闭。WLW型真空泵气阀是用气缸内外压力差来工作的，属于自动式气阀，阀片是环状的，又称环状阀。它的组成由阀座、阀盖（升程限制器、阀片、弹簧等组成。对气阀的要求是关闭时不泄漏，开启时流阻小，工作可靠正确且余隙容隙小，使用寿命长。阀盖、阀座、阀片密封面均要求有很高的平整度和粗糙度，一般阀片粗糙度为Ra0.2，阀座粗糙度为Ra0.4，并不允许有任何划痕、裂纹等缺陷，接合面必须配研，以保证密封性。阀盖、阀座的材质有球铁、铸铁、锻钢等。阀片的材质有50CrVA、2Cr13、3Cr13等。弹簧的材质有50CrVA、17Ph、304等。气阀安装时，一定要把进气和排气阀安装正确，切不能反装，从气阀螺母一侧

12、看，进气阀无弹簧排气小孔，排气阀有弹簧排气小孔。在组装气阀时，进排气阀的弹簧不能装错，把排气弹簧装到进气上将使真空泵真空度下降，进气阀的弹簧比排气阀的弹簧要软。气阀装到气缸上一定要用压阀螺钉（顶丝）把阀的密封垫压紧。4.4活塞和活塞杆：活塞部件和气缸构成压缩容积，活塞在气缸中作往复运动，排出气体，形成真空。对活塞的要求是：能保证活塞环与气缸内壁有良好的贴合性，有足够的强度、刚度和表面硬度。常用的活塞形式有筒形、盘形、级差形、组合式和柱塞。我厂WLW型真空泵使用的是盘形活塞，WLW-1200以下真空泵活塞采用铸钢材质为ZG2535，WLW-2400B活塞材质为ZL104A。活塞结构中空，为加强强

13、度和刚度，里面有加强筋。活塞的外圆上有活塞环和导向环。导向环是为稳定活塞运动和避免活塞与气缸壁摩擦而设置。-5-活塞环内圈有涨力环，以保证活塞环一直贴合于气缸面，我厂WLW型真空泵采用的是扁弹簧涨力环，材质65Mn，淬火处理，在安装时，一定要检查外圆与端面的垂直度，否则活塞环就有可能凸出活塞环槽，安装时，两道活塞环的剖面必须错开180o。活塞杆是用来固定活塞和十字头的，我厂WLW-B系列真空泵在活塞杆和十字头中间增加了一根接杆，这样在更换填料易损件时不需要打开气缸，只要拧下接杆，即可更换检修。在这项检修流程上与没有接杆的结构相比节约时间70%。由于活塞杆承受的是拉一压交变载荷，活塞杆机械性能要

14、求有韧性，为了密封需要，活塞杆表面与填料不断摩擦，并承受一定的气体密封力，为了防止活塞杆表面拉毛，要求活塞杆有一定的硬度，一般硬度在HRC50以上，还要求有一定的粗糙度，一般在Ra0.4以上。为达到以上要求，活塞杆材质选取45#钢或40Cr钢，经调质T235后表面高频淬火。活塞杆与活塞连接采用圆柱凸肩连接，整个活塞力的传递分别由活塞杆的凸肩和螺母来承担，要求连接可靠，为减少应力集中，连接螺纹采用细牙螺纹，活塞与活塞杆连接采用飞翅锁片作为防护措施，安装就位后，需配装飞翅以策安全。真空泵运转时，由于受到拉压应力，运转中气体发热，由于线膨胀系数不同，会在活塞和活塞杆之间产生间隙，因此发生撞击和异响，

15、因此在装配时一定要清理，凸肩螺母与活塞端面的毛刺、垃圾，并使螺母与活塞杆螺纹中间有一定的预紧力，并把锁片固定到位。我厂WLW真空泵防松锁片是用=2mmQ235.F钢板线切割制造，装配时把翅片中间的凸缘对准放在活塞杆上的键槽中，装上螺母并紧，然后把翅片对准、外园上相应凸缘翻下即可。4.5活塞环和填料密封：WLW真空泵是无油润滑，工作时为使介质无油污染，主要特点就是在密封材料（包括活塞环、填料和导向环）上采用了有一定强度、自润性、耐磨性且高温性能稳定的填充F4材料。填充F4主要成份是F4，另填充了石墨、碳纤维、二硫化钼、玻纤、陶瓷粉、石棉粉等。-6-聚四氟乙烯简称四氟，它化学性质稳定，对HNO3和

16、H2SO4组成的王水都不起反应，且能耐250的温度，同时具有很强的自润性。但它本身有一个缺点，强度不高有冷流现象，为改善其性能，采用加填料剂的办法，加15%以上的碳纤维，可以有效的增强其强度，加入玻纤、陶瓷和石棉粉能增强耐磨性能，降低收缩率，填充F4长期使用工作温度在180200以下。气缸部分的密封件主要有活塞环、导向环、活塞杆密封件有上填料和下填料。活塞环密封是阻止气缸内气体从气缸壁和活塞间缝隙泄漏。活塞环型式有整环开口式和分瓣式两种，我厂使用的活塞环是整环开口式，开口型式是搭口式，在安装时，开口一定要保证10-15mm间隙，保证在工作以后不会因温度上升，使活塞环伸长造成涨缸现象，亦可按l=

17、(3.2-3.8)%D来计算，l开口间隙，D活塞环外径。因为活塞环有两根，安装时把开口相错开180o，增加密封性，同时安装好活塞环和涨力环后，总高度要低于活塞环槽深度。导向环开口间隙亦参照活塞环。填料是用来阻止气体从活塞杆与气缸之间的缝隙泄漏的组件。对填料的基本要求是密封性能好，耐磨及摩擦系数小。我厂生产的WLW真空泵使用的是自紧式平面填料，每三瓣（两瓣）为一片，每二片为一组，每组装一个填料盒，每台真空泵6-8组填料，每套填料中间有充气环（隔环）。WLW300真空泵以下上填料是二瓣的，下填料是二瓣式的，WLW300真空泵以上下填料都是三瓣式。WLW真空泵填料又分上填料和下填料，上填料封气体、下

18、填料封曲轴箱润滑油，不让润滑油进入隔腔和气缸，影响介质洁净度。上填料主要是平面密封，对填料本体与填料接触的填料盒，结合面粗糙度需达到0.4以上外，还要研磨，以保证平面紧密贴合。在每组填料与填料盒之间，轴向尺寸配合上，一定要保证有0.12-0.15mm的热间隙。保证在正常运行以后，由于温度升高，消除此间隙。在把全套填料装上填料函体时，一定要使填料总高度小于函体总高度0.5-1mm。以保填料压盖压紧后民，压盖和函体间有间隙。-7-为了保证密封，不使介质外漏，WLW真空泵为满足用户要求，增加保护气，保护气大多用氮气，压力比背压大1020KPa，保护气通过管子接到填料函体、隔环、充气环的位置上，所以在

19、装填料函体的时候，一定要注意充气环的位置是否与保护气接管的孔相通。下填料由两组（或一组）金属刮油环与两组F4密封环组成，组装时同样要注意间隙和安装位置，刮油环不能装反，同时刮油口不能倒圆，填料装配时一定要按原记号组装，不能混装，否则影响精度，起不到密封作用。4.6曲轴：曲轴是真空泵重要的运动部件，它将电机输入的扭矩通过连杆、十字头滑道转变成往复作用力，使真空泵做功，由于曲轴承受着很大的且方向和大小周期变化着的气体力和惯性力，因而产生交变的弯曲力和扭转应力，从而产生疲劳和振动，同时曲轴还受到严重的摩擦和磨损。我厂使用的曲轴材质是球墨铸铁，牌号QT600-3。曲轴安装时要保证在轴向上有一定热间隙0

20、.50.8mm，以保证曲轴正常工作后因热量引起的膨胀不影响正常运转。装配时油道一定要通畅，否则会引起烧瓦，同时还要检查有无碰伤等缺陷，不要因此而引起应力集中，损坏曲轴。平衡铁也是曲轴的重要组件，一定要连接可靠。曲轴上油泵传动轴套装配要可靠，才能保证油泵正常运转。4.7连杆：连杆是将曲轴的旋转运动变成十字头往复运动的机件，连杆的运动是复杂的，其大头与曲轴一起作旋转运动，而小头则与十字头作往复运动，同时杆身作摆动。连杆由杆体、大头、小头组成，连杆分闭式和开式两种。我厂WLW真空泵上使用的是开式连杆，大头分为与连杆连在一起的大头座和大头盖，大头盖和大头座用连杆螺丝联接，螺栓上用开口销作为防松措施，连

21、杆螺丝承担着交变应力，是重要的连接零件，一旦断裂，则传动部件都会破坏，因此连杆螺丝在使用60008000小时以后一定要强制更换。我厂使用连杆材质为QT600-3，且经过探伤处理。-8-为了保证连杆螺丝连接可靠，必须保证预紧力。一种方法是测量连接螺丝的伸长量。碳素钢连杆螺栓伸长长度为螺栓长度的0.03/100，不超过0.03/100。合金钢连杆螺栓伸长长度为螺栓长度的0.04/100，不超过0.04/100。另一种方法是用扭矩扳手。公称直径紧固力矩 .N.m强度级别8.8 10.9 12.9 M22 578 824 988 M24 744 1044 1256 M27 1084 1524 1836

22、 M30 1876 2088 2494 M36 2576 3626 4394以上参数仅供参考。WLW真空泵大头瓦采用薄壁瓦，壁厚与内径之比0.05。它的外壁为钢质，内部为巴氏合金，厚度为0.3-1.5mm左右。轴向定位靠瓦上的凸台，径向定位靠轴瓦的余面高度保证。与曲轴配合的径向间隙为0.00075-0.0005d，d为曲柄直径尺寸。配合公差取H7/h7，滚动轴承配合采用H7/k6，与轴承座配合采用J7/h6。薄壁瓦质量检查，一是听敲击声音，不能有哑声，二是放在煤油里浸一下擦干后涂上白粉，看有没有油渍渗出。大头瓦中分面紧固后，不能有0.02塞尺进入。连杆小头瓦采用整体铜套结构，材质是锡青铜。4.

23、8十字头：十字头是连接摆动的连杆和往复运动的活塞的重要零件，起到导向传递动力的作用。它承受轴向力，同时也承受侧向力，它有可拆式和整体式两种。-9-我厂生产的WLW型真空泵为整体式，WLW600L/S以下的真空泵是整体QT,WLW1200B和WLW2400B十字头是铸钢浇注巴氏合金。十字头与活塞杆（接杆）连接，是用锁紧螺母加防松垫片作为联接方式。调整活塞上下间隙只要把垫片和螺母松开，用螺纹调节上下距离，同时软铅测量间隙，符合要求再锁紧即可，顶部间隙要大于下行间隙。十字头与连杆小头瓦连接是用十字头销，它传递全部活塞力，因此要有韧性、强度和耐磨性，它是用低碳钢渗碳或中碳钢高频淬火，表面硬度HRC55

24、-65，粗糙度为0.8-0.4。十字头销固定是两边用端盖加防松措施，弹簧、垫圈、螺丝连接。十字头与滑道间隙：WLW3050100150200300600间隙0.1-0.180.17-0.260.2-0.30.2-0.30.2-0.30.26-0.350.28-0.44.9润滑：WLW600以下采用单独轴头泵和飞溅式润滑，即大头瓦和小头瓦用轴头泵供油，滑道用飞溅式润滑油，油压力1.5kgf/cm2,没有油压表的小真空泵看指示器是否动作。润滑油冬季使用N32，夏季用N46，油要经过过滤，不能混合使用。4.10安装：我厂制造的WLW型真空泵出厂前都经过24h检验，各部位已调整好，用户在出厂三个月内安

25、装使用，不必拆卸清洗，如出厂时间过长或运转安装中有污染，就需重新清洗组装。真空泵的找正：把气缸顶上气阀拆掉一个并把平面擦拭干净，用方框水平纵向横向测量，马达端应偏高，水平保证在0.2/100以下。电机皮带轮与真空泵皮带轮在两轴连线和垂直平面都要在一条直线上。皮带安装时要按包装成组安装，不能搞乱。波纹管的安装，因为真空泵工作时温度会升高，所以在安装时要有预拉力。波纹管里有个内衬，开口要背向排气口，否则会使波纹管加快损坏。真空泵安装二次灌浆后，夏天需一周，冬天要10-15天（视气温而定，气温越低时越长），以后才能紧固螺丝。-10-真空泵与真空泵之间最小的距离为250cm-300cm，泵与墙面距离1

26、50cm，管道安装不能有附加应力在主机上。4.11真空泵试车：试车前要做好电、水、管道、油的准备工作。电：注意供电电压，查看电机防爆等级。电机要干燥测量电阻，进行1-2小时的空载测试，电流额定电流的40%，相差3%，不能有杂声和过热现象。滚动轴承温升65。水：检查冷却水管连接是否正确，各接头是否渗漏，供水压力2-4Kgf/cm2。假如闭式供冷却水要注意进出水口压力差。管道：真空泵在运行前必须将管道吹扫干净，吹扫前必须把系统中的所有仪表、安全阀附件用盲板替代，吹扫时应分段进行，各段吹扫时间不少于30分钟，吹扫后，在排气口用湿白布或涂有白漆靶板检查，5分钟内上面无铁锈、尘土、油迹为合格，最后拆除盲

27、板，将仪表、安全阀等装上。安装好后进行气密试验，试验压力1-1.5Kgf/cm2（包括主机）。4.12 试运行：将主机与系统隔离。1.开启水系统全部阀门，检查水压，水温和回水量。2.关闭进气口，打开排气口。3.盘动皮带轮数圈，无阻滞现象，打开保护气，压力大于背压10-20KPa。4.启动辅泵（有辅泵），油压在0.15MPa以上，查看各润滑点润滑情况，检查润滑油指示器是否动作。5.瞬间启动电机，检查转向是否正确，机器各部分运动部件有无异声及异常。-11-6.再次启动电机，检查机器各部分声响、温度及振动情况，若有异常情况应立即停止运转，及时处理，测量电流。7.关闭进口阀，连续运转2-4小时，每30分钟做一次运转记录，若运转正常，打开进气阀，进入带荷运转。4.13运转中检查：1.检查各运动部件供油润滑情况和温度，油压0.15Kgf/cm，指示器是否动作，油过滤器压差0.1MPa。2.滑动轴承温度不超过60。3.滚动轴承最高温度不超过75。4.填料压盖温度不大于60，活塞杆温度70。5.滑道温度不大于60。6.检查进排气口压力和温度。7.检查冷却水回水温度80。8.检查机身振动情况，垂直方向和水平方向11mm/S。9.检查电流，不大于额定电流，检查皮带松紧度并及时调整，每30分钟记录情况，情况正常连续运转8-12小时，若以上各项指标正常且达到运