真空电子束焊机抽真空系统机械泵故障修理技术

    故障现象：在抽真空过程中机械泵噪声大，真空度长时间达不到要求。

    故障检查与分析：机械泵是真空电子束焊机抽真空系统的初级真空泵，在抽真空过程中，机械泵首先工作使真空室达到一定的真空度后，再由高真空泵继续工作使真空度达到工作要求的高真空度(真空度小于10-4mbar)。

    真空度在一定时间内无法达到工作要求范围或抽真空时间超长，首先检查机械泵环节。机械泵的原理：机械泵又称作旋片式真空泵，它由相互对称的两片叶片将工作腔室分成吸气室与排气室，通过腔室容积的周期性变化来达到抽气的真空泵，也称滑片式真空泵（如图1所示）。

    图1    旋片式真空泵的工作原理示意图

   1-泵体；2-叶片；3-转子；4-弹簧；5-排气阀

    旋片泵主要由定子、转子、叶片、定盖、弹簧等零件组成，转子偏心地安装在定子腔内，转子外圆与定子内表面相切，两者之间的间隙非常小，转子轴向槽内装有可滑动的叶片，叶片借助弹簧张力和离心力紧贴在定子内壁，当转子旋转时，叶片始终沿定子的内壁滑动。两个叶片把转子、定子内腔和端盖所围成的弧形空间分隔成A、B、C三个部分，当转子按图示方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积正在增大，A空间的压力处于降低状态，当A空间内的压力低于被抽容器内的压力时，根据气体压力平衡的原理，被抽容器内的气体将被抽进吸气腔A，此时处于吸气过程。图示状态中的空间C的容积正在减小，C空间的压力进一步升高，当气体的压力大于大气压力时，被压缩的气体推开排气阀，被抽的气体不断地穿过油箱内的油层而排至大气中，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的作用。

    排气阀浸在油里以防止大气流人泵中，油通过泵体上的间隙、油孔及排气阀进入泵腔，使泵腔内所有运动的表面被油膜覆盖，形成了吸气腔与排气腔的密封。

    旋片式真空泵是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为101325～1.33×10-2Pa属于低真空泵，它可以单独使用，也可以作为其他高真空泵或超高真空泵的前级泵。

    旋片泵可以抽除密封容器中的干燥气体，若附有气镇装置，还可以抽除一定量的可凝性气体，但它不适于抽除含氧过高的、对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应以及含有颗粒尘埃的气体。

    旋片泵多为中小型泵，有单级和双级两种。所谓双级，就是在结构上将两个单级泵串联起来，一般多做成双级的（见图2），以获得较高的真空度。旋片泵的抽速与人口压强的关系规定如下：在入口压强为1333Pa、1.33Pa和1.33×10-1Pa下，其抽速值分别不得低于泵的名义抽速的95%、50%和20%。

    故障排除方法：根据以上原理，造成密封不良产生的原因为：

    ①出现故障为叶片过度磨损或弹簧弹力不足（见图3）。

    排除方法：重新制作磨损叶片来消除故障，叶片为非金属材料，可选用胶木、玻璃钢等材料制作，弹簧损坏需更换。

    ②腔体内油液遭到污染，引起过滤器堵塞，油液循环不良，基本的密封条件破坏。

    排除方法：清洗油箱、过滤器，更换符合要求的专用油料（见图4）。

    ③转子轴套磨损，转子运转不良，引起转速不足发热。

    排除方法：需重新配作轴套。

    ④排气阀破损与大气相通，造成真空度下降。

    排除方法：更换排气阀。

    ⑤关断阀性能不良，造成吸气室与排气室相通。

    排除方法：检查密封圈和弹簧，如有损坏给予更换。

    图2    真空泵两级转子

    图3    簧片阀门

    图4    真空泵（未装外壳）