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羅茨鼓風(fēng)機(jī)的原理及工作過程
羅茨鼓風(fēng)機(jī)為容積式風(fēng)機(jī)，輸送的風(fēng)量與轉(zhuǎn)數(shù)成比例，二葉型葉輪每轉(zhuǎn)動一次由1個葉輪進(jìn)行1次吸、排氣。風(fēng)機(jī)2根軸上的葉輪與橢圓形殼體內(nèi)孔面，葉輪端面和風(fēng)機(jī)前后端蓋之間及風(fēng)機(jī)葉輪之間者始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風(fēng)從風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口沿殼體內(nèi)壁輸送到排出的一側(cè)。風(fēng)機(jī)內(nèi)腔不需要潤滑油，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能穩(wěn)定，適應(yīng)多種用途，已運(yùn)用于廣泛的領(lǐng)域。作為風(fēng)機(jī)核心部件的葉輪轉(zhuǎn)子，其發(fā)展趨勢在很大程度上決定了風(fēng)機(jī)的發(fā)展。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的加工精度直接影響風(fēng)機(jī)的使用性能；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子加工過程中中心不對稱直接影響風(fēng)機(jī)的使用壽命；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子加工表面質(zhì)量和轉(zhuǎn)子輪廓曲面質(zhì)量直接影響風(fēng)機(jī)工作噪聲。
其工作原理是利用兩個或者三個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運(yùn)動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。其工作原理如下圖：
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計算方法
羅茨風(fēng)機(jī)的理論風(fēng)量為
，式中
為轉(zhuǎn)子在垂直位置時與機(jī)殼內(nèi)壁所包圍的面積，計算中近似取它等于轉(zhuǎn)子運(yùn)動所描繪的面積
／4的1／3，
＝l／3
／4＝
／12。因而，得出理論風(fēng)量為
＝4
)／12＝1／3
由于轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)于間、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間有縫隙存在，空氣將會漏回至吸風(fēng)側(cè)，因而實(shí)際輸氣量小于理論風(fēng)量，即
D——腰形轉(zhuǎn)子直徑．即轉(zhuǎn)子兩頂點(diǎn)間距離，mm；
L——腰形轉(zhuǎn)子的長度，mm；
n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)，rpm；
——容積效率，一般
=0.75-0.85。
從理論分析可知，只要電動機(jī)能帶及動，鼓風(fēng)機(jī)就可在任何壓強(qiáng)下工作。但是，如出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口壓強(qiáng)相差過大，就會有大量空氣經(jīng)間隙漏回至進(jìn)口，導(dǎo)致羅茨鼓風(fēng)機(jī)效率降低；同時，轉(zhuǎn)速過高，也可能引起機(jī)器振動而縮短壽命，故出風(fēng)口壓強(qiáng)不宜過高。國產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的靜壓在19620～Pa之間，風(fēng)量在0．25－250m3／min(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，一般轉(zhuǎn)速有580、730、960及1450r/pm。取鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口斷面，列出包含有羅茨鼓風(fēng)機(jī)機(jī)械能的方程，就可得出能量與氣體熱力學(xué)過程有關(guān)。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的分類
由于工作方式不同，羅茨鼓風(fēng)機(jī)(真空泵)有單級與雙級、干式與濕式之分。
(1)單級與雙級。只有一個壓縮級的鼓風(fēng)機(jī)(真空泵)，稱為單級鼓風(fēng)機(jī)(真空泵)。將兩臺單級鼓風(fēng)機(jī)(真空泵)串聯(lián)起來，對氣體連續(xù)進(jìn)行兩次壓縮，即為雙級鼓風(fēng)機(jī)(真空泵)。
(2)干式與濕式。鼓風(fēng)機(jī)一般作干式輸送，真空泵有干式和濕式兩種情況。所謂濕式真空泵，就是從泵的進(jìn)氣口向機(jī)殼內(nèi)注人少量的水，通過水分與氣體混合，吸收氣體壓縮過程中產(chǎn)生的熱量;同時利用水對機(jī)殼內(nèi)部間隙進(jìn)行密封，減少氣體經(jīng)過間隙的泄漏。因此，注入的水既稱冷卻水，又稱密封水。
此外，還有下列各種分類方法:按葉輪頭數(shù)分，有兩葉鼓風(fēng)機(jī)和三葉鼓風(fēng)機(jī)。按密封型式分，有迷宮密封、漲圈密封、填料密封和機(jī)械密封等各種型式的鼓風(fēng)機(jī)。按冷卻方式分，有空冷鼓風(fēng)機(jī)、水冷鼓風(fēng)機(jī)和逆流冷卻鼓風(fēng)機(jī)等。按結(jié)構(gòu)型式分，有立式鼓風(fēng)機(jī)、臥式鼓風(fēng)機(jī)、豎軸式鼓風(fēng)機(jī)、密集成組型風(fēng)機(jī)等。按傳動方式分，有直聯(lián)鼓風(fēng)機(jī)、帶聯(lián)鼓風(fēng)機(jī)等。按介質(zhì)種類分，有空氣鼓風(fēng)機(jī)、煤氣鼓風(fēng)機(jī)、氫氣鼓風(fēng)機(jī)、二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)等。還可按用途分，如立窯鼓風(fēng)機(jī)、氣化鼓風(fēng)機(jī)、曝氣鼓風(fēng)機(jī)等。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)
與其他類型的氣體壓縮機(jī)械比較，羅茨鼓風(fēng)機(jī)具有下述特點(diǎn):
(1)由于是容積式鼓風(fēng)機(jī)，因而具有強(qiáng)制輸氣特征。在轉(zhuǎn)速一定的條件下，流量也一定(隨壓力的變化很小)。即使在小流量區(qū)域，也不會像離心式鼓風(fēng)機(jī)那樣發(fā)生喘振現(xiàn)象，具有比較穩(wěn)定的工作特性。
(2)作為回轉(zhuǎn)式機(jī)械，沒有往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，沒有氣閥，易損件少，因此使用壽命長，并且動平衡性好，能以較高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要重型基礎(chǔ)。運(yùn)轉(zhuǎn)一周有多次吸、排氣，相對于活塞式壓縮機(jī)而言，氣流速度比較均勻，不必設(shè)置儲氣罐。
(3)葉輪之間、葉輪與機(jī)殼及墻板之間具有間隙，運(yùn)轉(zhuǎn)時不像螺桿式和滑片式壓縮機(jī)那樣需要注油潤滑，因此可以保證輸送的氣體不含油，也不需要使用氣一油分離器等輔助設(shè)備。由于存在間隙及沒有氣閥，輸送含粉塵或帶液滴的氣體時也比較安全。
(4)無內(nèi)壓縮過程，理論上比那些有內(nèi)壓縮過程的鼓風(fēng)機(jī)要多耗壓縮功。但除同步齒輪和軸承外，不存在其他的機(jī)械摩擦，因此機(jī)械效率高。特別是大型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，容積效率高，絕熱效率也比較高。
此外，羅茨鼓風(fēng)機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、操作方便、維修周期長等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是:①無內(nèi)壓縮過程，絕熱效率較高(小機(jī)型偏低);②由于間隙的存在，造成氣體泄漏，且泄漏流量隨升壓或壓力比增大而增加，因而限制了鼓風(fēng)機(jī)向高壓方向的發(fā)展;③由于進(jìn)、排氣脈動和回流沖擊的影響，氣體動力性噪聲較大。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用范圍
作為一種典型的氣體增壓與輸送機(jī)械，羅茨鼓風(fēng)機(jī)在其特定壓力區(qū)域內(nèi)具有廣泛的適用特性。其流量通常為0. 5 – 80 /min，單級工作壓力為53.3—98kPa。雙級串聯(lián)時，鼓風(fēng)機(jī)正壓可達(dá)196kPa，真空泵負(fù)壓可達(dá)80kPa。采用逆流冷卻時，單級正壓可達(dá)156.8kPa，負(fù)壓可達(dá)78.4kPa。
下圖是錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表：
就應(yīng)用而言，羅茨鼓風(fēng)機(jī)大多作空氣鼓風(fēng)機(jī)使用，其用途遍布建材、電力、冶煉、化工與石油化工、礦山、港口、輕紡、郵電、食品、造紙、水產(chǎn)養(yǎng)殖和污水處理等許多領(lǐng)域。采用氣密性好的密封裝置時，也可用來輸送空氣之外的氣體，如氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、甲烷、乙炔、煤氣等。另外，在醫(yī)藥、食品、化工和石油化工等部門，羅茨鼓風(fēng)機(jī)通常用作各種低壓氣力輸送系統(tǒng)的氣源機(jī)械。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
鼓風(fēng)機(jī)的主要零部件有機(jī)殼、墻板、轉(zhuǎn)子、同步齒輪、軸承及密封件等。
1.機(jī)殼
機(jī)殼為截面呈橢圓形的缸體，一般由高強(qiáng)度鑄鐵制成，輸送腐蝕性氣體時可采用不銹鋼制造。缸體上設(shè)有進(jìn)、排氣孔口，外部鑄有加強(qiáng)筋和安裝腳，大多為整體結(jié)構(gòu)。也有些大尺寸機(jī)殼采用水平中分結(jié)構(gòu)，上、下殼體之間采用銷釘定位。
2.墻板
在機(jī)殼與主、副油箱之間設(shè)有墻板。其作用一是作為端蓋，將機(jī)殼兩端封閉起來;二是作為支座，將轉(zhuǎn)子兩端支承起來。靠近軸伸端的稱為前墻板，另一端的稱為后墻板。有的墻板上配有側(cè)板，裝配時將側(cè)板嵌人機(jī)殼端口，可滿足轉(zhuǎn)子徑向定位的要求;工作時即使發(fā)生磨損，也只需要更換側(cè)板，而不至于讓整塊墻板報廢。墻板一般為高強(qiáng)度鑄鐵制件。輸送腐蝕性氣體時，通常與機(jī)殼一樣，采用不銹鋼制造。
3.轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子通常由葉輪與軸經(jīng)熱套或冷壓結(jié)合而成，有主動與從動之分。軸為優(yōu)質(zhì)碳素鋼或高強(qiáng)度合金鋼制件，從動軸相對較短。葉輪一般為高強(qiáng)度鑄鐵制件，必要時采用不銹鋼制造。小型轉(zhuǎn)子也可將葉輪與軸做成一個整體，采用高強(qiáng)度球墨鑄鐵鑄造。為減輕重量，往往將葉輪頭部做成空心結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)子按葉輪頭數(shù)有兩葉與三葉之分，按葉輪形狀有直葉與扭曲葉片之分。兩葉轉(zhuǎn)子均為直葉，三葉轉(zhuǎn)子有直葉和扭曲葉片兩種形狀。就聲學(xué)性能而言，三葉優(yōu)于兩葉，扭曲葉片優(yōu)于直葉。但因加工條件所限，實(shí)際應(yīng)用中以直葉轉(zhuǎn)子居多。
葉輪橫斷面的圖形稱為葉型，其輪廓線稱為型線。型線由一組特定曲線組合而成，通常按其中某段曲線的名稱給葉型命名。以兩葉轉(zhuǎn)子為例，圓弧線葉型、漸開線葉型及擺線葉型等常用葉型的型線特征。
4.同步齒輪
同步齒輪的作用，一是傳遞動力，二是確定兩葉輪間的間隙，保證兩轉(zhuǎn)子同步運(yùn)轉(zhuǎn)。主、從動齒輪具有相同的嚙合參數(shù)，是一對傳動比等于1:1的圓柱齒輪。為了便于周向調(diào)整，從動齒輪大多由齒圈與輪轂組合而成。調(diào)整時，應(yīng)按規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。反向旋轉(zhuǎn)時，齒輪側(cè)隙將空置到齒槽的另一側(cè)去，主、從動葉輪之間的間隙將隨之發(fā)生變化。
齒輪有直齒、斜齒及人字齒等幾種齒型，材料一般為優(yōu)質(zhì)碳素鋼或高強(qiáng)度合金鋼。齒輪與軸、齒圈與輪毅之間為圓柱配合或錐度配合。采用圓柱配合時，在配合面間裝有起固定作用的平鍵。
5.軸承
就承載而言，主要是徑向載荷。當(dāng)同步齒輪為直齒或人字齒時，不存在軸向力;采用斜齒輪時，會產(chǎn)生一定的軸向力，但載荷較小。常用軸承，有深溝球軸承、調(diào)心滾子軸承、角接觸球軸承及圓柱滾子軸承等型式。圓柱滾子軸承大多作承載軸承使用，其他幾種軸承既可承載，也可對轉(zhuǎn)子起軸向定位作用。
6，密封
密封的目的，主要是防止氣體和潤滑油泄漏。密封的好壞，在一定程度上能反映產(chǎn)品設(shè)計制造水平的高低和使用性能的優(yōu)劣。特別是在輸送易燃、易爆或有毒氣體時，密封是關(guān)系到鼓風(fēng)機(jī)能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
密封分為兩大類。一類是固定部位的密封，如墻板與機(jī)殼之間、墻板與油箱之間以及軸承壓蓋與軸承座之間的密封，稱為靜密封;另一類是運(yùn)動部位的密封，如軸端部位、軸承座尾部及軸伸部位的密封，稱為動密封(或軸密封)。靜密封結(jié)構(gòu)簡單，一般為橡膠石棉板、O形密封圈等。軸密封結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，常用的有迷宮密封、骨架油封組、漲圈密封、填料密封和機(jī)械密封等型式。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安裝及注意事項(xiàng)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)由于是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，所以會產(chǎn)生震動，又由于其內(nèi)部空氣的脈動左右，也加大了羅茨鼓風(fēng)機(jī)的震動，所以羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安裝時需要固定在地面上的。注意事項(xiàng)：
1、不應(yīng)把風(fēng)機(jī)安裝在人經(jīng)常出入的場所，以防受傷和燙傷。
2、不應(yīng)把風(fēng)機(jī)安裝在易產(chǎn)生易燃、易爆及腐蝕性氣體的場所，以防火災(zāi)和中毒等事故。
3、根據(jù)進(jìn)排氣口方向和維修需要，基礎(chǔ)面四周應(yīng)留有適當(dāng)寬裕的空間。
4、風(fēng)機(jī)安裝時，應(yīng)察看地基是否牢固，表面是否平整，地基是否高出地面等。
5、風(fēng)機(jī)室外配置時，應(yīng)設(shè)置防雨棚。
6、風(fēng)機(jī)在不大于40℃的環(huán)境溫度下可長期使用，超過40℃時，應(yīng)安裝排氣扇等降溫措施，以提高風(fēng)機(jī)使用壽命。
7、當(dāng)輸送空氣沼氣天然氣等介質(zhì)，其含塵量一般不應(yīng)超過100mg/m3。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)試
1、檢查各部位的緊固情況及定位銷是否有松動現(xiàn)象。
2、鼓風(fēng)機(jī)機(jī)體內(nèi)部無漏油現(xiàn)象。
3、鼓風(fēng)機(jī)機(jī)體內(nèi)部不能有結(jié)垢、生銹和剝落現(xiàn)象存在。
4、注意潤滑和散熱情況是否正常，注意潤滑油的質(zhì)量，經(jīng)常傾聽鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行有無雜聲，注意機(jī)組是否在不符合規(guī)定的工況下運(yùn)行，并注意定期加黃油。
5、鼓風(fēng)機(jī)的過載，有時不是立即顯示出來的，所以要注意進(jìn)、排氣壓力，軸承溫度和電動機(jī)電流的增加趨勢，來判斷機(jī)器是否運(yùn)行正常。
6、拆卸機(jī)器前，應(yīng)對機(jī)器各配合尺寸進(jìn)行測量，做好記錄，并在零部件上做好標(biāo)記，以保證裝配后維持原來配合要求。
7、新機(jī)器或大修后的鼓風(fēng)機(jī)，油箱應(yīng)加以清洗，并按使用步驟投入運(yùn)行，建議運(yùn)行8小時后更換全部潤滑油。
8、維護(hù)檢修應(yīng)按具體使用情況擬訂合理的維修制度，按期進(jìn)行，并作好記錄，建議每年大修一次，并更換軸承和有關(guān)易損件。
9、鼓風(fēng)機(jī)大修建議由專業(yè)維修人員進(jìn)行檢修。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行檢查
1、開機(jī)前檢查：
（1）檢查螺栓、螺母的連接松緊情況。
（2）檢查潤滑狀況，使油面處于油標(biāo)中心位置。
（3）檢查皮帶張力和皮帶輪偏正。
（4）檢查電源的電壓和頻率；
（5）檢查各儀表是否正常，如有異常及時通知維修人員更換。
（6）將管道上的主閥門、需要運(yùn)行的風(fēng)機(jī)出口閥門打開，其它未運(yùn)行的風(fēng)機(jī)出口閥門處于“關(guān)閉”狀態(tài)，避免風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)器受損。
2、開機(jī)中檢查：
（1）如果需要風(fēng)機(jī)運(yùn)行“工頻”時，則只需要把電控箱上相應(yīng)的鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)打到“工頻”檔，然后按下“啟動”按鈕即可，其他風(fēng)機(jī)的開關(guān)和變頻器的開關(guān)打到“停止”，注意在按下“啟動” 按鈕之前一定要檢查一下運(yùn)行的風(fēng)機(jī)出口閥門是否打開，按下的“啟動” 按鈕的風(fēng)機(jī)與實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)機(jī)是否一致。
（2）如果需要風(fēng)機(jī)運(yùn)行“變頻”時，把變頻器的開關(guān)打倒“啟動”按鈕，然后把電控箱上相應(yīng)的鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)打到“變頻”檔后即可，注意其他風(fēng)機(jī)的開關(guān)處于“停止”，在把開關(guān)打到“變頻”檔之前一定要檢查一下運(yùn)行的風(fēng)機(jī)出口閥門是否打開，按下的“變頻” 按鈕的風(fēng)機(jī)與實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)機(jī)是否一致。
（3）待風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后（一般需要1分鐘時間），然后將排氣閥慢慢的關(guān)閉，以免由于關(guān)閉過快，造成風(fēng)機(jī)瞬時電流過大燒壞電機(jī)。
3、運(yùn)行中檢查：
（1）調(diào)節(jié)接觸氧化池的進(jìn)風(fēng)口閥門，使之均勻曝氣；
（2）溶解氧控制在2～4mg/L（通過溶氧儀讀出）。
（3）運(yùn)行初期由于潤滑油的粘滯而有噪音和電流過高的情況，運(yùn)行10～20分鐘可自行消失。
（4）流量大小不能通過開關(guān)閥門來調(diào)整。該風(fēng)機(jī)是容積形壓縮機(jī)，通過調(diào)整轉(zhuǎn)速來改變流量和軸功率；
（5）壓力表開關(guān)處于常閉狀態(tài)，如需測定壓力時可將壓力表開關(guān)打開。
（6）同一機(jī)型噪音也有差異，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)在機(jī)械室內(nèi)的位置及配管情況不同會造成噪音的差異。
4、關(guān)機(jī)檢查：
（1）慢慢打開“排氣閥” 至全開。
（2）按下電控箱上的“停止”按鈕。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的使用操作
1、應(yīng)對風(fēng)機(jī)各部件全面進(jìn)行檢查，機(jī)件是否完整，各螺栓、螺母的連接松緊情況、各緊固件和定位銷的安裝質(zhì)量、進(jìn)排氣管道和閥門安裝質(zhì)量等。
2、為了保證鼓風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行，不允許承載管道、閥門、框架等外加負(fù)荷。
3、檢查鼓風(fēng)機(jī)與電動機(jī)的找中、找正質(zhì)量。
4、檢查機(jī)組的底座四周是否全部墊實(shí)，地腳螺栓是否緊固。
5、向油箱注入規(guī)定牌號之機(jī)械油至油位線之中。
6、檢查電動機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合指向要求。
7、在皮帶輪（聯(lián)軸器）處應(yīng)安裝皮帶罩（防護(hù)罩），以保證操作使用的安全。
8、全部打開鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)、排氣口閥門，盤動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，無撞擊和磨擦等現(xiàn)象，確認(rèn)一切正常情況下，方可啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)使用。
9、鼓風(fēng)機(jī)空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)
⑴新安裝或大修后的風(fēng)機(jī)都應(yīng)經(jīng)過空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑵羅茨鼓風(fēng)機(jī)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的概念是：在進(jìn)排氣口閥門全開的條件下投入運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑶沒有不正常的氣味或冒煙現(xiàn)象及碰撞或摩擦聲，軸承部位的徑向振動速度不大于6.3mm/s。
⑷空負(fù)荷運(yùn)行30分鐘左右，如情況正常，即可投入帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)運(yùn)行不正常，進(jìn)行檢查排除后仍需做空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)。
10、鼓風(fēng)機(jī)正常帶負(fù)荷持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)
⑴要求逐步緩慢地調(diào)節(jié)，帶上負(fù)荷直至額定負(fù)荷，不允許一次即調(diào)節(jié)至額定負(fù)荷。
⑵所謂額定負(fù)荷，系指進(jìn)、排氣口之間的靜壓差，按銘牌上的標(biāo)定壓力值。在排氣口壓力正常情況下，須注意進(jìn)氣口的壓力變化，以免超負(fù)荷。
⑶風(fēng)機(jī)正常工作中，嚴(yán)禁完全關(guān)閉進(jìn)、排氣口閥門，應(yīng)注意定期觀察壓力情況，超負(fù)荷時安全閥是否動作排氣，否則應(yīng)及時調(diào)整安全閥，不準(zhǔn)超負(fù)荷運(yùn)行。
⑷由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的特性，不允許將排氣口的氣體長時間地直接回流入鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口（改變了進(jìn)氣口的溫度），否則必將影響機(jī)器的安全，如需采取回流調(diào)節(jié)，則必須采用冷卻措施。
⑸要經(jīng)常注意潤滑油的油量位置，定期檢查，并做好記錄，確保油量。可采用自動注入潤滑油的方式，進(jìn)行羅茨風(fēng)機(jī)的設(shè)備保養(yǎng)，如圖所示：
11、停車鼓風(fēng)機(jī)不宜在滿負(fù)荷情況下突然停車，必須逐步卸負(fù)荷后再停車，以免損壞機(jī)器，關(guān)于緊急停車原則，用戶可另行擬訂細(xì)則。
12、 鼓風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命，取決于正確而經(jīng)常地維護(hù)和保養(yǎng)，并應(yīng)注意任何事故的苗子，除了要注意一般性維修規(guī)程外，對下述各點(diǎn)要著重注意。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的故障及處理辦法
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的預(yù)防維護(hù)辦法
泵腔防腐保護(hù)
金屬腐蝕的形態(tài)，可分為全面（均勻）腐蝕和局部腐蝕兩大類。前者較均勻的發(fā)生在風(fēng)機(jī)的全部表面，后者只是發(fā)生在局部。例如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、氫腐蝕破裂、磨損腐蝕、脫層腐蝕等。特別是石油、化工行業(yè)以及海洋大氣環(huán)境尤為突出。
針對羅茨風(fēng)機(jī)腐蝕的問題，更換設(shè)備部件是企業(yè)通常采用的方法，但設(shè)備受材質(zhì)及加工工藝等方面的影響，普遍價值高，例如搪玻璃設(shè)備、聚四氟部件、鈦材等高值金屬材料等。采用高分子復(fù)合材料實(shí)施表面有機(jī)涂層防腐是有效的防腐蝕措施之一，目前國內(nèi)應(yīng)用較為成熟的有福世藍(lán)系列。表面粘涂保護(hù)可廣泛應(yīng)用于磨蝕、氣蝕、腐蝕部位的修復(fù)和預(yù)保護(hù)涂層，其具有良好的耐化學(xué)性能及優(yōu)異的力學(xué)性能和粘接性能，與傳統(tǒng)的壓力容器焊接修補(bǔ)相比，具有施工簡便、成本低、安全性能，修復(fù)效果好的特點(diǎn)。
轉(zhuǎn)子軸鍵槽損傷
因?yàn)槭茉O(shè)備運(yùn)行環(huán)境等因素的影響，羅茨風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)軸頭、鍵槽磨損損壞現(xiàn)象，問題出現(xiàn)后，按照傳統(tǒng)方法要補(bǔ)焊或刷鍍后機(jī)加工修復(fù)。但是補(bǔ)焊高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力無法完全消除，容易出現(xiàn)彎曲或斷裂；電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落。而且以上方法都是用金屬修復(fù)金屬，無法改變“硬對硬”的配合關(guān)系，在各種力的綜合作用下，仍會造成再次磨損。
采用高分子復(fù)合材料，可免機(jī)加工快速有效修復(fù)軸承室磨損。既無補(bǔ)焊熱應(yīng)力影響，修復(fù)厚度也不受限制，同時產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性，吸收設(shè)備的沖擊震動，并且可使配合面100%接觸，避免了再次出現(xiàn)磨損的可能。
殼體裂紋治理
羅茨風(fēng)機(jī)部件因鑄造、加工缺陷或內(nèi)應(yīng)力、超負(fù)荷運(yùn)行等原因經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備部件出現(xiàn)裂紋或斷裂現(xiàn)象，常規(guī)的修復(fù)方法是采用焊接。焊接常常會導(dǎo)致零件產(chǎn)生熱變形或熱應(yīng)力，特別是薄壁件，而且有的零件材質(zhì)是鑄鐵、鋁合金、鈦合金一類難焊材料。還有一些易于發(fā)生爆炸危險的場合，如石化行業(yè)等，更不易采用焊接修復(fù)方法。
油封漏油
由于羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中滲油嚴(yán)重，給安全生產(chǎn)帶來眾多弊端，傳統(tǒng)方法是需要長時間停機(jī)拆卸更換密封墊和處理結(jié)合面，在設(shè)備運(yùn)行中想要實(shí)現(xiàn)有效的治理，傳統(tǒng)方法不可能實(shí)現(xiàn)。邁特雷超級密封劑&潤滑劑，具有超強(qiáng)的自潤滑性能，減小嚙合部位的間隙，有效緩解設(shè)備噪音及動密封部位的滲漏油問題。超級潤滑劑是一種油品添加劑，不會對油品造成污染或使油品變質(zhì)，在不停機(jī)情況下給企業(yè)解決了生產(chǎn)中的安全隱患，為企業(yè)節(jié)約了高額的維修或更換成本。
溫度過高處理辦法
⑴ 油箱內(nèi)油太多、太稠、太臟；
⑵ 過濾器或消聲器堵塞；
⑶ 壓力高于規(guī)定值；
⑷ 葉輪過度磨損，間隙大；
⑸ 通風(fēng)不好，室內(nèi)溫度高，造成進(jìn)口溫度高；
⑹ 運(yùn)轉(zhuǎn)速度太低，皮帶打滑。
⑴ 降低油位或重新加注牌號正確的；
⑵ 清除堵物；
⑶ 降低通過鼓風(fēng)機(jī)的壓差；
⑷ 修復(fù)間隙；
⑸ 開設(shè)通風(fēng)口，降低室溫；
⑹ 加大轉(zhuǎn)速，防止皮帶打滑。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能減耗
節(jié)能
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是不受風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制的，不論轉(zhuǎn)速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變。而風(fēng)量則與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的，即Q=KN
Q：表示風(fēng)量 N：表示風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 K：為系數(shù)
從公式可知，風(fēng)量調(diào)節(jié)，完全由變頻器改變電機(jī)頻率達(dá)到無級變速，起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的效果。根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用工藝風(fēng)機(jī)的最低頻15HZ，通常在35HZ左右，有個別時刻50HZ滿風(fēng)量運(yùn)行，由于立窯工藝基本是一致的，因此在不同的立窯風(fēng)量調(diào)節(jié)量是基本相同的，凡立窯應(yīng)用變頻技術(shù)都可以獲40%左右的節(jié)能效果。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)個恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降成正比即N%=△N%，雖然不同于一般風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電率更高，但因它的功率較大，而且只要爐墻不壞，是連續(xù)24小時工作的，并開動時間亦很長。因此節(jié)電潛力大，節(jié)電費(fèi)用高。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造后，改變了過去以調(diào)節(jié)出口（進(jìn)口）閥門開度方式來調(diào)節(jié)風(fēng)壓或風(fēng)量的生產(chǎn)方式，勞動強(qiáng)度減輕，調(diào)節(jié)的及時性好，提高了產(chǎn)品的合格率，單耗明顯下降。
減耗
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命，取決于是否經(jīng)常正確地維護(hù)和保養(yǎng)，并應(yīng)注意任何事故苗子，如果長時間的不使用三葉羅茨風(fēng)機(jī)，就要切斷其機(jī)體上的所有電源，把其放置在一個通風(fēng)干燥的地方，這樣就可以有效地避免機(jī)體在長期的不使用中而產(chǎn)生的生銹等現(xiàn)象。此外在羅茨風(fēng)機(jī)的使用過程中要定期對其進(jìn)行上油，只有這樣才能最大限度地保證三葉羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性。
除了這樣做之外，平時還要注意以下幾點(diǎn)：
1. 檢查羅茨鼓風(fēng)機(jī)各部位的緊固情況及定位銷是否松動現(xiàn)象，如有松動應(yīng)抓緊固定。
2. 風(fēng)機(jī)機(jī)體內(nèi)部不能有結(jié)垢、生銹和剝落現(xiàn)象存在。防止機(jī)體內(nèi)部有滲油現(xiàn)象。
3.拆卸機(jī)器時應(yīng)對機(jī)器各配合尺寸進(jìn)行測量，做好記錄，并在零部件上做好標(biāo)記與方向，以保證裝配且能保持原來的配合要求。
4.羅茨風(fēng)機(jī)的過載有時不是立刻顯示出來的，所以要注意進(jìn)排氣壓力、軸承溫度和電機(jī)電流的變化，借以判斷機(jī)器是否運(yùn)行正常。
5. 在正常條件情況下要求機(jī)組運(yùn)行1000 小時必須更換潤滑油。 注意潤滑油冷卻情況是否正常，注意潤滑油的質(zhì)量，經(jīng)常傾聽羅茨鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行有無雜聲，注意機(jī)組是否在不符合規(guī)定工況下工作。
6. 新機(jī)器或大修后的羅茨風(fēng)機(jī)，按使用步驟投入運(yùn)行，建議運(yùn)行8小時后更換全部潤滑油。日常保養(yǎng)很重要，小故障必須修復(fù)后再投入使用。
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羅茨鼓風(fēng)機(jī)的拆卸，普通可按下列程序停止：首先拆卸羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)管與機(jī)體銜接螺栓，取下進(jìn)、出風(fēng)管，接著按下列先后次第取下平安罩和三角帶或彈性聯(lián)軸器螺栓；拆下上局部機(jī)殼與擋板；拆下齒輪箱上蓋。
拆下帶輪外端軸承蓋和左右密封體上蓋；用起吊工具吊出主動轉(zhuǎn)子和從動轉(zhuǎn)子；取下三角帶輪或聯(lián)軸器；拆卸推力軸承箱并取下軸承；拆下齒輪背帽取下齒輪；將轉(zhuǎn)子從軸上拆下；最后拆卸左右密封安裝座和下部擋板。
葉輪鼓風(fēng)機(jī)的拆卸，普通可按下列程序停止，首先拆卸進(jìn)出羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)管與機(jī)體銜接螺栓，取下進(jìn)出口風(fēng)管；拆開平安罩，取下彈性聯(lián)軸器螺栓；吊出齒輪減速器并拆開外殼；拆下齒輪；松開前部齒輪箱罩取下齒輪。
松開兩側(cè)風(fēng)翼蓋螺栓，吊出兩側(cè)風(fēng)翼蓋；松開擋風(fēng)板上不緊固螺栓，并吊出鼓風(fēng)翼及阻風(fēng)翼；最后從兩軸上取出鼓風(fēng)翼與阻風(fēng)翼，風(fēng)機(jī)拆卸時，應(yīng)留意下列事項(xiàng)：拆卸風(fēng)機(jī)前，應(yīng)理解風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能，主要零件的構(gòu)造。從拆卸到裝置，應(yīng)有一名懂得風(fēng)機(jī)裝置的專人擔(dān)任。
摘 要
羅茨風(fēng)機(jī)是一種容積式壓縮機(jī)，屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)簡單、風(fēng)機(jī)內(nèi)腔不需要潤滑油、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于石化、建材、電力、冶煉、化肥、礦山、港口、輕紡、食品、造紙、水產(chǎn)養(yǎng)殖和污水處理、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是有一對腰形漸開線轉(zhuǎn)子、齒輪、軸承、密封和機(jī)殼等部件組成。
關(guān)鍵字：羅茨鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子、設(shè)計、繪圖
Abstract
Roots blower is a positive displacement compressors are rotary machine, has a simple structure, the fan cavity does not require luJGRicants, smooth operation, stable performance, etc., have been widely used in petrochemical, building materials, electric power, metallurgy, chemical fertilizers, mining, ports, textile, food, paper, aquaculture and wastewater treatment, environmental protection industry and many other fields.
The main structure of the Roots blower is a pair of kidney-shaped involute rotors, gears, bearings, seals and chassis and other components.
In this paper, according to the design requirements for large flow blower design, the first of the structural characteristics of the Roots blower, working principle and should be shipped in the field were analyzed; proposed design for this project on the basis of these analysis; then to Roots the major part of the blower detailed analysis and design, including the selection of the motor, V belt drive design, analysis and design of the rotor, design synchronization gears, shafts and shaft parts of the design and verification and block design, and prepared this blower use and maintenance manual; finally draw the blower assembly drawings and part drawings mainly through AutoCAD drawing software.
Keywords: Roots blower, Rotor, Design, Drawing
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1羅茨鼓風(fēng)機(jī)的構(gòu)成及特點(diǎn) 1
1.2羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作原理 2
1.3羅茨鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 4
第二章 總體方案設(shè)計 5
2.1設(shè)計要求 5
2.2方案設(shè)計 5
第三章 羅茨鼓風(fēng)機(jī)主要部件設(shè)計 6
3.1電動機(jī)的選擇 6
3.1.1選擇電動機(jī)類型 6
3.1.2電動機(jī)容量的選擇 6
3.1.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 6
3.2 V帶傳動的設(shè)計 6
3.2.1 V帶的基本參數(shù)計算 6
3.2.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 9
3.3轉(zhuǎn)子設(shè)計 9
3.3.1轉(zhuǎn)子葉型設(shè)計 9
3.3.2轉(zhuǎn)子的干涉檢測 12
3.3.3轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
3.4同步齒輪設(shè)計 13
3.4.1選精度等級、材料和齒數(shù) 13
3.4.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 13
3.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 14
3.4.4幾何尺寸計算 16
3.5軸及軸上零件的設(shè)計與選擇 16
3.5.1傳動軸的設(shè)計 16
3.5.2軸承的選擇與校核 19
3.5.3鍵選擇與校核 20
3.6缸體的設(shè)計 21
第四章 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的使用與維護(hù) 22
4.1安裝注意事項(xiàng) 22
4.2操作使用注
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何遠(yuǎn)超;基于SolidWorks的離心通風(fēng)機(jī)參數(shù)化設(shè)計及研究[D];安徽理工大學(xué);2011年
羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪加工技術(shù)研究現(xiàn)狀羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪漸開線數(shù)控加工的等誤差逼近點(diǎn)計算方法中指出直線及阿基米德螺旋線逼近漸開線的兩種方法。節(jié)點(diǎn)計算過程簡單，并且可以保證每隔程序段上的誤差相等。
目前對羅茨鼓風(fēng)機(jī)三葉漸開線葉輪數(shù)控刨削加工技術(shù)的研究居多。
1、羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪漸開線數(shù)控加工的等誤差逼近點(diǎn)計算方法中指出直線及阿基米德螺旋線逼近漸開線的兩種方法。節(jié)點(diǎn)計算過程簡單，并且可以保證每隔程序段上的誤差相等。
2、數(shù)控加工羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪漸開線型面的坐標(biāo)計算中指出：找到一個以葉輪端面漸開線上任意點(diǎn)的嚙合角為變量的加工葉輪漸開線型面的刀具圓心方程式，根據(jù)該方程式可以比較方便地計算出加工葉輪漸開線型面的刀具圓心方程式，根據(jù)該方程式可以比較方便地計算出加工葉輪漸開線型面的的刀具圓心的各點(diǎn)坐標(biāo)。
3、數(shù)控刨床加工羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的研究介紹了改造刨床所用數(shù)控系統(tǒng)的功能配置，以及對牛頭刨床和龍門刨床改造的方法；
4、羅茨風(fēng)機(jī)基于IPC的刨床CNC系統(tǒng)，小型龍門刨床數(shù)控改造的方法是將手動調(diào)節(jié)刀架變成由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的數(shù)控刀架，Z軸步進(jìn)電動機(jī)控制刀架在垂直方向的移動，X軸步進(jìn)電動機(jī)控制刀架在水平方向的移動。
5、羅茨風(fēng)機(jī)凹面、凸面弧曲線和擺線組合三葉轉(zhuǎn)子的幾何特性和齒型特征。通過幾何分析，對該齒廓的加工進(jìn)行了研究，顯示除了刀具軌跡，確定了刀具和工件之間的接觸特性。通過識別刀具的距離與刀具的安裝角度，突出研究了控制加工齒廓的加工參數(shù)之間的關(guān)系。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪加工技術(shù)研究現(xiàn)狀山東錦工重工機(jī)械有限公司專業(yè)生產(chǎn)制造各類羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等設(shè)備，承接氣力輸送系統(tǒng)工程，生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)供料器、倉泵、料封泵、旋轉(zhuǎn)閥等各類氣力輸送設(shè)備，綜合以上所講如有遺漏或問題歡迎咨詢錦工客服或來電咨詢。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩個葉輪相向轉(zhuǎn)動，由于葉輪與葉輪、葉輪與機(jī)殼、葉輪與墻板之間的間隙極小，從而使進(jìn)氣口形成了真空狀態(tài)，空氣在大氣壓的作用下進(jìn)入進(jìn)氣腔，然后，每個葉輪的其中兩個葉片與墻板、機(jī)殼構(gòu)成了一個密封腔，進(jìn)氣腔的空氣在葉輪轉(zhuǎn)動的過程中，被兩個葉片所形成密封腔不斷地帶到排氣腔，又因?yàn)榕艢馇粌?nèi)的葉輪是相互嚙合的，從而把兩個葉片之間的空氣擠壓出來，這樣連續(xù)不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣就源源不斷地從進(jìn)氣口輸送到出氣口，這就是羅茨風(fēng)機(jī)的整個工作過程。
原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)詳細(xì)說明
原理
羅茨風(fēng)機(jī)是容積式風(fēng)機(jī)的一種，有兩個三葉葉輪（或二葉葉輪）在由機(jī)殼和墻板密封的空間中相對轉(zhuǎn)動，每個葉輪都是采用漸開線，或是外擺線的包絡(luò)線為葉輪加工型線。葉輪在加工時采用數(shù)控設(shè)備，保證了兩個葉輪在中心距不變情況.下，不管兩個葉輪旋轉(zhuǎn)到什么位置,都能保持一定的極小間隙,保證氣體的泄露在允許范圍內(nèi)。
特性
由于采用了三葉轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式及合理的殼體內(nèi)進(jìn)出風(fēng)口處的結(jié)構(gòu)，所以風(fēng)機(jī)振動小，噪 聲低。
葉輪和軸為整體結(jié)構(gòu)且葉輪無磨損，風(fēng)機(jī)性能持久不變，可以長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
風(fēng)機(jī)容積利用率大，容積效率高，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方式靈活多變。
軸承的選用較為合理，各軸承的使用壽命均勻，從而延長了風(fēng)機(jī)的壽命！
風(fēng)機(jī)油封選用進(jìn)口氟橡膠材料，耐高溫，耐磨，使用壽命長。
參數(shù)
公司生產(chǎn)的羅茨鼓風(fēng)機(jī): 風(fēng)機(jī)口徑：DN50–DN400，風(fēng)量：0.85–200m3/min, 電機(jī)功率： 0.75–350KW, 升壓：9.8KPa–98KPa
羅茨鼓風(fēng)機(jī)阿里巴巴 山東羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠 羅茨鼓風(fēng)機(jī)構(gòu)造
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