CN105649980A - 一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵 - Google Patents

一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵 Download PDF

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Abstract

一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，在机壳端面开设有环形凹槽供密封滑环在其内部轴向移动，并且开设有连通机壳内外部的径向测量槽，密封滑环开启时，通过测量槽能够方便精确的测量转子与墙板之间的端面间隙，密封滑环关闭后，能够实现气缸内外的密封。该罗茨真空泵的同步齿轮之一为可调组合齿轮，通过在齿轮内外环上的扇形凸台以及在凸台间添加调整滑块来实现该齿轮的周向可调，进而实现微调转子间间隙。本发明能够准确测量出转子端面的间隙，在力矩的传递过程中没有摩擦力矩，运转的可靠性较高。

Description

一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵
技术领域
本发明涉及真空泵，具体涉及一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵。
背景技术
罗茨真空泵是一种双转子真空泵，两转子的轴线相互平行，转子之间、转子与机壳、转子与墙板端面之间均具有微小的间隙，这些微小间隙是为了避免在运转过程中转子与墙板、机壳之间发生磨损。以上间隙的尺度一般在10-2毫米的级别，间隙尺寸如果偏大，将大幅降低罗茨真空泵的容积效率，并且影响其能达到的极限真空度；如果偏小，转子在罗茨真空泵运转过程中受热膨胀容易与墙板、机壳发生刮蹭。因此装配过程中需要严格保证其达到设计精度，但现有结构对间隙的调整和测量不能满足方便与精确的要求。
目前最常用的转子与墙板端面间隙的测量方法是由进排气口处将塞尺塞入转子与端面之间来达到测量端面间隙的目的。但这种方法存在着一定问题：首先，罗茨真空泵的进排气口到转子与墙板的间隙处的路径是曲折的，塞尺不便于深入测量位置，易于造成误差；其次，对于结构紧凑的微小型罗茨真空泵，其机壳中没有足够空间进行测量；最后，用此种方法测量间隙需要保证进排气口为较大的规整的开口，不利于采用有优良减噪作用的异形排气口。
罗茨真空泵两个转子同步反向等速旋转，通过合理的型线和初始相位角使转子间的间隙维持在近似相等的位置，在装配过程中调整转子间隙实质是调整转子的初始相位角。该相位角的调整是通过调整同步齿轮与转子的周向位置来实现的。通常情况下转子与轴由键连接，其相对周向位置固定不变，因此只需调整轴与同步齿轮之间的周向位置即可。目前较为常用的齿轮调整方式为：胀套或锥面连接，使齿轮可相对于轴做无级周向位移，等调整好转子之间的间隙后，通过压紧胀套或带锥度的接触面使齿轮与轴紧固在一起，其实质是利用轴向的压力通过斜面转化为周向的摩擦力，通过摩擦力来达到齿轮与轴同步旋转的目的，此种方式有一定缺点，当需要传动的力矩大于最大摩擦力矩的时候，齿轮和轴即齿轮与转子之间就会产生周向位移，改变了转子的之间的相对相位角即转子之间的间隙发生改变，此时高速运转的转子就会发生干涉进而产生碰撞，造成罗茨真空泵的损坏。再者合理的周向角度公差一般在±0.1°左右，由于该公差区间很小，且现行安装过程没有通用的工装，其在安装过程中很难保证微小的调整量，造成调整过量，需要从头再来，多次尝试的调整过程造成工时的浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，不需要通过进排气口从而方便精确的测量转子端面间隙，同时能够微调转子间的间隙且通过正压力而非摩擦力来锁紧齿轮。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
包括相互固定的机壳和墙板，机壳和墙板组成用于安装从动轴、从动转子、主动轴以及主动转子的封闭腔体；机壳的端面设有用于安装密封滑环的环形凹槽，密封滑环上开设有第一螺纹孔，墙板上开设有第二螺纹孔，真空泵正常工作时通过第一连接螺栓将机壳和墙板进行固定，第一连接螺栓的公称直径与第二螺纹孔相等并且小于第一螺纹孔，测量转子与墙板端面间隙时将第一连接螺栓替换为与第一螺纹孔公称直径相等的顶丝，顶丝穿过第一螺纹孔顶在第二螺纹孔上，使机壳上形成相贯通的测量槽，将塞尺塞入测量槽实现对端面间隙的测量；所述的从动轴端部安装从动齿轮，所述的主动轴端部安装有与从动齿轮相啮合的用于调整转子间间隙的主动组合齿轮；所述的主动组合齿轮包括齿轮内环、调整滑块组以及齿轮外环，齿轮内环包括开设有腰型孔的内环扇形凸台，齿轮外环包括开有第三螺纹孔的外环扇形凸台，第三连接螺栓穿过腰型孔安装在第三螺纹孔上，将齿轮外环和齿轮内环连接在一起，所述的调整滑块组为通过调整螺栓组固定在内环扇形凸台与外环扇形凸台之间的楔形块。
所述的密封滑环内设有两个O型圈，包括设置在密封滑环内侧用于对密封滑环与机壳之间的泄漏通道进行密封的第一O型圈以及设置在密封滑环端面上用于对密封滑环与墙板之间的泄漏通道进行密封的第二O型圈。
所述的密封滑环四角为带有螺纹孔的凸起，与该凸起位置对应的机壳外侧开有缺口，用于安装使密封滑环能够轴向滑动并将其固定于墙板上的螺栓。
所述的测量槽高度为0.5mm～3mm。
所述的调整滑块沿内环扇形凸台以及外环扇形凸台的轴线设置。
所述的调整滑块与内环扇形凸台以及外环扇形凸台相接触的侧壁面为曲线，该曲线为切线夹角能够变化的曲线，包括渐开线、摆线、椭圆弧或圆弧当中的任意一种，并且该曲线与内环扇形凸台以及外环扇形凸台的侧壁相切。
所述的主轴端部最外侧安装有用于顶紧主动轴所有组件的圆螺母。
所述的主动轴与主动转子过盈配合，主动轴与主动转子之间采用键连接，所述的齿轮内环与主动轴之间采用键连接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
通过在机壳中放置能够轴向移动的密封滑环，使需要测量转子端面间隙时，不会受到机壳内部空间以及进排气口的形状限制，仅需通过轴向移动密封滑环，即能够使机壳上的测量槽贯通，塞尺由此能够方便的进入转子与墙板的间隙处，从而准确测量出转子端面的间隙，采用本发明除了测量结果比较精确外，还有利于采用新型进排气结构以减少真空泵的气动噪音。此外，本发明通过移动调整滑块，来调整齿轮内外圈的周向位移，从而达到调整转子相位角以及转子间间隙的目的。由于调整滑块侧面曲线的切线夹角较小，齿轮周向位移与调整滑块径向位移的比值较低，因此能够实现较为精确的周向微调，提高了装配过程的效率，当调整滑块上的拧紧螺栓拧紧后，齿轮的力矩传递依次通过齿轮外环、调整滑块、齿轮内环传递给主轴，在力矩的传递过程中没有摩擦力矩，因此提高了罗茨真空泵运转的可靠性。
附图说明
图1为本发明罗茨真空泵的纵向剖视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1密封滑环处的细节示意图；
图4为调整转子间间隙的局部零件结构示意图；
图5为图4的后视图；
图6为图5的C-C剖视图；
图7为图6的E-E剖视图；
图8为图5的D-D剖视图；
附图中：1.主动转子；2.第二连接螺栓；3.密封滑环；31.凸台；32.内壁密封槽；33.侧壁密封槽；34.第一螺纹孔；4.机壳；41.环形凹槽；42.测量槽；5.从动轴；6.墙板；61.第二螺纹孔；7.从动齿轮；8.齿轮外环；81.外环扇形凸台；82.第三螺纹孔；9.调整滑块组；91.第一调整滑块；92.第二调整滑块；10.调整螺栓组；101.第一调整螺栓；102.第二调整螺栓；11.齿轮内环；111.腰型孔；112.内环扇形凸台；113.键槽；114.调整螺纹孔；12.第一定位轴套；13.齿轮键；14.圆螺母；15.第三连接螺栓；16.第二定位轴套；17.主动轴；18.主动转子；19.转子间间隙；20.主动组合齿轮；21.第一连接螺栓；22.第二O型圈；23.第一O型圈；19.转子间间隙；20.主轴齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1-3，本发明机壳4和墙板6通过第二连接螺栓2固定在一起，密封滑环3嵌在机壳4端面的环形凹槽41中，密封滑环3上的第一螺纹孔34为公称直径大于第一连接螺栓21的过孔。第一连接螺栓21经第一螺纹孔34拧入墙板6上的第二螺纹孔61，将密封滑环3固定于墙板6上。当需要测量从动转子1或主动转子18端面与墙板6之间间隙时，拧下第一连接螺栓21，换上较大的与第二螺纹孔34具有相同公称直径的顶丝，墙板6上第二螺纹孔61小于顶丝直径，顶丝无法进入第二螺纹孔61，然后拧紧顶丝，在顶丝的作用下密封滑环3在环形凹槽41的导向下离开墙板6，在墙板6和密封滑环3之间形成一圈缝隙，机壳4上的测量槽42贯通，此时将塞尺从测量槽42中塞入，就能够直接到达转子与墙板之间的缝隙处，可精确测量出端面间隙的尺寸。当测量完取出塞尺后，取下顶丝，用第一连接螺栓21将密封滑环3移动并固定到墙板6上，测量槽42被截断。此时墙板6与密封滑环3之间通过第二O型圈22密封，密封滑环3与机壳4间通过第一O型圈23密封，此时的密封均为静密封，拧紧第一连接螺栓21后，气缸内密封可靠。
在图1中齿轮的轴向定位靠圆螺母14依次顶住第一定位轴套12、齿轮内环11以及第二定位轴套16等，最后顶在主动转子18上，主动转子18与主动轴17为过盈配合。齿轮内环11和主动轴17之间为键连接，主动组合齿轮20的齿轮内环11和齿轮外环8是靠第三连接螺栓15连接的。
从图4、5所标示的转子间间隙19，其值大小是由主动转子18和从动转子1之间的相位角决定的，主动转子18逆时针转动，则左侧间隙变小，右侧间隙变大，反之亦然。在装配过程中要求两个间隙大小尽可能一致，且数量级一般为10-2毫米级别，转换为两转子相位角公差为±0.1°，该相位角的调整是通过主动组合齿轮20与主动转子18的周向位置来达到目的。通常情况下，主动转子18与主动轴17由键连接，其相对周向位置固定不变，因此，只需调整主动轴17与主动组合齿轮20之间的周向位置即可。如图8所示，主动组合齿轮20由齿轮内环11和齿轮外环8组成，齿轮内环11由齿轮键13与主动轴17连接，周向也得到固定，因此，最后转子间间隙19的调整变成了主动组合齿轮20的齿轮内环11和齿轮外环8的周向调整。
齿轮内环11上有腰型孔111，齿轮外环8上设有第三螺纹孔82，第三连接螺栓15穿过腰型孔111旋入第三螺纹孔82，将齿轮内环11和齿轮外环8连接在一起。由于齿轮内环为腰型孔，可以使内外环之间有一定的周向位移。调整滑块组9位于内环扇形凸台112和外环扇形凸台81之间的扇形缺口区域，通过调整螺栓组10控制调整滑块组9的径向运动。测量转子间间隙，如果判断出需要内外环之间做顺时针转动时，如图6、7所示，稍微松开第三连接螺栓15，使内外环之间可相对运动，松开第二调整螺栓102，使第二调整滑块92背轴运动，同时拧紧第一调整螺栓101，第一调整滑块91向轴运动，此时第一调整滑块91所处的扇形缺口区域角度变大，第二调整滑块92所处的扇形缺口区域角度变小，从而达到齿轮内外圈周向顺时针转动的目的。如需逆时针转动，则反之。由于调整滑块组9侧面的曲线的切线夹角较小，调整滑块组9较大的径向位移转换成齿轮内环11与齿轮外环8之间的周向位移是很小的，可以实现较为精确的周向微调，以适应调整转子间隙的微小公差。完成主动组合齿轮20的调整，确定转子间隙合适后，拧紧第三连接螺栓15和调整螺栓组10，此时已完成转子间隙19的调整。当罗茨真空泵运转时齿轮的力矩传递依次通过齿轮外环8、调整滑块组9、齿轮内环11、齿轮键13传递给主动轴5，在力矩的传递过程中没有摩擦力矩，提高了真空泵运转的可靠性。

Claims (8)

1.一种便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：包括相互固定的机壳(4)和墙板(6)，机壳(4)和墙板(6)组成用于安装从动轴(5)、从动转子(1)、主动轴(17)以及主动转子(18)的封闭腔体；机壳(4)的端面设有用于安装密封滑环(3)的环形凹槽(41)，密封滑环(3)上开设有第一螺纹孔(34)，墙板(6)上开设有第二螺纹孔(61)，真空泵正常工作时通过第一连接螺栓(21)将机壳(4)和墙板(6)进行固定，第一连接螺栓(21)的公称直径与第二螺纹孔(61)相等并且小于第一螺纹孔(34)，测量转子与墙板端面间隙时将第一连接螺栓(21)替换为与第一螺纹孔(34)公称直径相等的顶丝，顶丝穿过第一螺纹孔(34)顶在第二螺纹孔(61)上，使机壳(4)上形成相贯通的测量槽(42)，将塞尺塞入测量槽(42)实现对端面间隙的测量；所述的从动轴(5)端部安装从动齿轮(7)，所述的主动轴(5)端部安装有与从动齿轮(7)相啮合的用于调整转子间间隙的主动组合齿轮(20)；所述的主动组合齿轮(20)包括齿轮内环(11)、调整滑块组(9)以及齿轮外环(8)，齿轮内环(11)包括开设有腰型孔(111)的内环扇形凸台(112)，齿轮外环(8)包括开有第三螺纹孔(82)的外环扇形凸台(81)，第三连接螺栓(15)穿过腰型孔(111)安装在第三螺纹孔(82)上，将齿轮外环(8)和齿轮内环(11)连接在一起，所述的调整滑块组(9)为通过调整螺栓组(10)固定在内环扇形凸台(112)与外环扇形凸台(81)之间的楔形块。
2.根据权利要求1所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的密封滑环(3)内设有两个O型圈，包括设置在密封滑环(3)内侧用于对密封滑环(3)与机壳(4)之间的泄漏通道进行密封的第一O型圈(23)以及设置在密封滑环(3)端面上用于对密封滑环(3)与墙板(6)之间的泄漏通道进行密封的第二O型圈(22)。
3.根据权利要求1所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的密封滑环(3)四角为带有螺纹孔的凸起，与该凸起位置对应的机壳(4)外侧开有缺口，用于安装使密封滑环(3)能够轴向滑动并将其固定于墙板(6)上的螺栓。
4.根据权利要求1所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的测量槽(42)高度为0.5mm～3mm。
5.根据权利要求1所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的调整滑块(9)沿内环扇形凸台(112)以及外环扇形凸台(81)的轴线设置。
6.根据权利要求1或5所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的调整滑块(9)与内环扇形凸台(112)以及外环扇形凸台(81)相接触的侧壁面为曲线，该曲线为切线夹角能够变化的曲线，包括渐开线、摆线、椭圆弧或圆弧当中的任意一种，并且该曲线与内环扇形凸台(112)以及外环扇形凸台(81)的侧壁相切。
7.根据权利要求1所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的主轴(5)端部最外侧安装有用于顶紧主动轴(17)所有组件的圆螺母(14)。
8.根据权利要求1所述便于测量端面间隙及调整转子间间隙的罗茨真空泵，其特征在于：所述的主动轴(17)与主动转子(18)过盈配合，主动轴(17)与主动转子(18)之间采用键连接，所述的齿轮内环(11)与主动轴(17)之间采用键连接。
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