三葉羅茨鼓風(fēng)機轉子間隙：三葉羅茨風(fēng)機與兩葉羅茨風(fēng)機性能對比

　　原標題：三葉羅茨風(fēng)機與兩葉羅茨風(fēng)機性能對比

　　山東錦工有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、螺桿式風(fēng)機、回轉式鼓風(fēng)機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱(chēng)的山東省章丘市相公鎮，近年來(lái)，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏(yíng)得了市場(chǎng)好評和認可。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷(xiāo)全國各地及東南亞，深受客戶(hù)好評。

　　很多客戶(hù)不太了解三葉羅茨風(fēng)機與兩葉羅茨風(fēng)機有什么區別，更不清楚二者在使用上誰(shuí)的性能更勝一籌，今天錦工羅茨風(fēng)機就仔細給大家比較一下三葉羅茨風(fēng)機與二葉羅茨風(fēng)機。

　　羅茨鼓風(fēng)機是一種雙轉子壓縮機械，兩個(gè)轉子的軸線(xiàn)相互平行。轉子由葉輪和軸組成，有的小型鼓風(fēng)機為了提高轉子的剛度把轉子和軸做成一體。為避免旋轉過(guò)程中相互接觸，葉輪之間、葉輪和機殼及墻板之間具有微小的間隙。羅茨鼓風(fēng)機的兩個(gè)轉子做方向相反的等速旋轉，而且在旋轉的過(guò)程中葉輪和機殼與墻板圍成的封閉的基元容積的體積保持固定。氣體的壓縮是在基元容積與排氣口相通的一瞬間，由高壓氣體向基元容積的回流而實(shí)現的 。羅茨風(fēng)機工作原理在前面的文章中詳細介紹過(guò)了：

　　羅茨鼓風(fēng)機與其它旋轉類(lèi)型的鼓風(fēng)機相比具有結構簡(jiǎn)單、制造容易、操作方便、維修周期長(cháng)而且在使用的壓強范圍內排氣量幾乎不變等優(yōu)點(diǎn)。 其缺點(diǎn)是：

　　1）由于間隙的存在，造成氣體的泄漏，且泄漏流量隨著(zhù)壓強比的增大而增加，限制了鼓風(fēng)機向高壓方向的發(fā)展；

　　2）由于進(jìn)氣和排氣的脈動(dòng)和回流沖擊的影響，氣體動(dòng)力性噪聲較大；

　　3）直葉羅茨鼓風(fēng)機由于沒(méi)有內壓縮過(guò)程，絕熱效率較低。

　　正是由于羅茨鼓風(fēng)機的泄漏和噪聲問(wèn)題限制了它的進(jìn)一步的廣泛的應用。而三葉羅茨風(fēng)機相對于二葉的鼓風(fēng)機在這兩方面具有一定的優(yōu)勢。

　　1 性能分析比較

　　1.1 基元容積和排量的比較

　　現在有不少人認為，三葉轉子鼓風(fēng)機由于比二葉轉子羅茨鼓風(fēng)機多了一個(gè)葉而簡(jiǎn)單的認為在中心距外圓半徑相同的條件下，二葉轉子的鼓風(fēng)機比三葉的排氣量大，這是一種錯誤的觀(guān)點(diǎn)。

　　對于漸開(kāi)線(xiàn)型的葉輪，由于面積利用系數和葉輪的頭數沒(méi)有關(guān)系，也就是在選用漸開(kāi)線(xiàn)葉輪的時(shí)候，二葉和三葉羅茨風(fēng)機在主要參數相同的時(shí)候其排量是相同的。

　　通過(guò)上面的論述，在葉型選取適當的時(shí)候，三葉的比二葉的理論輸氣量更大。所以說(shuō)文獻 [3-4] 講的三葉是以犧牲了基元單元的容積來(lái)降低了它的噪聲，這句話(huà)是不恰當的，三葉的在降低噪聲的同時(shí)并沒(méi)有降低了它的排量，這正是三葉轉子其中之一的優(yōu)勢。

　　1.2 噪聲及振動(dòng)大小的比較

　　羅茨鼓風(fēng)機在工作過(guò)程中，氣體逆流壓縮產(chǎn)生強烈的空氣沖擊動(dòng)力噪聲，為了減少這種噪聲，在不改變整個(gè)有效容積的情況下，減少單個(gè)有效容積 V 的體積，從而減少霍而姆共振效應，達到減小噪聲的目的。將二葉型變?yōu)槿~型，從而將有效容積從兩等分變?yōu)槿确?，減少了輸出氣流壓力的脈動(dòng)，而且排氣腔部分體積通過(guò)葉輪間隙回流到進(jìn)氣腔的氣體流量減少，氣體的擾動(dòng)減小，氣體的脈動(dòng)壓力減小，從而使鼓風(fēng)機的振動(dòng)減少。壓力脈動(dòng)是羅茨鼓風(fēng)機的主要噪聲源，三葉式鼓風(fēng)機能有效地降低噪聲達 5dB 。

　　為了進(jìn)一步減少羅茨鼓風(fēng)機的噪聲，對于三葉的葉型可以采用扭葉型。這種結構不僅可以進(jìn)一步擴大鼓風(fēng)機的基元容積，而且可以進(jìn)一步減小羅茨鼓風(fēng)機的噪聲。當羅茨鼓風(fēng)機的葉輪扭轉角為 60 °時(shí)，其理論流量為定值，不勻度為零 ；另一方面扭葉結構還可以延緩回流過(guò)程，降低排氣脈動(dòng)。由于受到內泄漏的影響，其進(jìn)氣流量總有一些脈動(dòng)，但要比三葉直葉的要小。扭葉型的羅茨鼓風(fēng)機的排氣脈動(dòng)要比直葉型的小一些，三葉羅茨風(fēng)機的排氣脈動(dòng)也比二葉的要小，但差別不是太明顯。二葉的轉子不可能利用扭葉這種形式，因為如果二葉的采用扭葉的話(huà)，其扭轉角要取 270 °，在保證葉輪正常嚙合的情況下，這種結構是不可能實(shí)現的。而三葉的扭葉轉子，只需其包容角不小于 180 °，即可以滿(mǎn)足要求 。

　　1.3 內泄漏的比較

　　在間隙大小及工作條件相同的情況下，三葉羅茨風(fēng)機的內泄漏流量往往比二葉的小一點(diǎn)?；莘e V 處于泄漏間隙與進(jìn)氣口之間，對內泄漏流動(dòng)具有一定的阻隔作用。對二葉鼓風(fēng)機而言，容積 V 只在微小的角度范圍內保持封閉狀態(tài)，阻隔作用不大。三葉鼓風(fēng)機的基本容積至少有 60 °的封閉旋轉過(guò)程，阻隔效果顯著(zhù)一些，可以提高鼓風(fēng)機的容積效率。采用三葉轉子及逆流冷卻的鼓風(fēng)機，封閉容積內的氣體處于吸排氣的中間壓力，這樣通過(guò)葉輪頂端及端面的泄漏就不是從排氣壓力直接到吸氣壓力。對三葉扭葉轉子，當排氣口呈對角線(xiàn)布置時(shí)，結合扭葉轉子逐漸嚙合的特點(diǎn)，使扭葉轉子工作時(shí)并不象直葉那樣能使基元容積完全與排氣口相通，在與排氣口連通前使基元容積中的氣體能在機殼內轉子旋轉時(shí)產(chǎn)生一定的內壓縮，這樣就比二葉轉子在同樣條件下的直接泄漏量還要小，容積比能也相應降低 。

　　1.4 轉子力學(xué)性能比較

　　由于三葉葉輪和二葉的在葉型結構上存在的的差異，在一般情況下，三葉轉子的力學(xué)性能要好于二葉的。在葉輪大小和氣體壓差相同的情況下，三葉轉子承受的最大的合力要比二葉轉子的小，大概是二葉轉子的 80% 。三葉轉子本身結構的剛性就比二葉的好，而且在中心距、葉輪半徑和葉輪長(cháng)度相同，所用材料也相同的情況下，三葉的質(zhì)量要比二葉的稍微輕點(diǎn)。所以三葉轉子在保證葉輪和外殼的間隙及葉輪間的間隙方面，更具有優(yōu)勢。

　　1.5 三葉羅茨風(fēng)機在汽車(chē)上的應用

　　現在羅茨鼓風(fēng)機在汽車(chē)上的應用也越來(lái)越廣泛。圖 5 是機械增壓器的部分剖視圖，可以看出它就是一個(gè)小型的羅茨鼓風(fēng)機。在汽車(chē)上所應用的羅茨增壓器要求的增壓不是很大，但轉速提高了很多，最高可以達到 20000r/min ，而且要求質(zhì)量輕，體積小，最重要的就是噪聲不能太大。三葉扭葉轉子羅茨鼓風(fēng)機和二葉的相比 由于其噪聲較低，轉動(dòng)也相對的平穩，在機械增壓器上獲得了廣泛的應用。

　　2　結論

　?。?）在中心距和外圓半徑相同的情況下，圓弧葉型的三葉羅茨風(fēng)機比兩葉的排量要大。漸開(kāi)線(xiàn)葉型羅茨鼓風(fēng)機的排量和轉子的頭數沒(méi)有關(guān)系。

　?。?）三葉羅茨風(fēng)機的振動(dòng)和噪聲比二葉的小，在三葉轉子上使用的軸承的壽命比在二葉上使用的長(cháng) 15% 左右。而且三葉轉子可以采用扭葉轉子來(lái)降低其噪聲和振動(dòng)，二葉轉子由于結構上的限制不能采用扭葉結構。

　?。?）三葉轉子的力學(xué)性能較好，相比于二葉的可更好地保證葉輪之間及其葉輪和機殼的間隙。

　?。?）三葉羅茨風(fēng)機特別是扭葉型的由于噪聲和動(dòng)平衡性能較好，在汽車(chē)機械增壓上的應用越來(lái)越多。

　　隨著(zhù)機械加工技術(shù)的發(fā)展，批量的生產(chǎn)三葉直葉轉子已經(jīng)不是難題。扭葉型的轉子在數控機床上加工的效率也越來(lái)越高。由于三葉羅茨風(fēng)機相對于二葉的優(yōu)勢較明顯，其應用會(huì )更加的廣泛。

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三葉羅茨鼓風(fēng)機轉子間隙：三葉羅茨風(fēng)機轉子間隙調整方法及降低噪音（圖）

　　如何調整三葉羅茨風(fēng)機間隙來(lái)降低噪音是有一定科學(xué)根據的。因為三葉羅茨風(fēng)機取決于轉子體積的變化，以將原始想法的機械能轉化為氣體的壓力和動(dòng)能。與離心式羅茨風(fēng)機相比，它具有壓頭高、流動(dòng)阻力小、送風(fēng)量大等優(yōu)點(diǎn)，但在使用過(guò)程中效率低，噪音高。

　　由于風(fēng)機噪聲大，惡化了勞動(dòng)條件，污染了職業(yè)環(huán)境，因此在化工廠(chǎng)，特別是中小型化工領(lǐng)域得到了廣泛的應用。因此，人們越來(lái)越關(guān)注風(fēng)機的噪聲，探討風(fēng)機噪聲的產(chǎn)生機理和防治措施。

　　離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機在這方面的研究越來(lái)越完善。本文分析了羅茨風(fēng)機氣動(dòng)噪聲的來(lái)源及其機理。在綜合運用各種實(shí)例的基礎上，提出了降低噪聲的各種途徑，并探討了降低羅茨風(fēng)機噪聲的基本途徑。

　　三葉羅茨風(fēng)機發(fā)生噪聲的機理：

　　噪聲源

　　1.羅茨風(fēng)機

　　2.羅茨風(fēng)機包含多種噪聲源。

　　3.進(jìn)排氣口氣動(dòng)噪聲;

　　4.機械噪聲，如套管、電擊和軸承。

　　5.振動(dòng)輻射的固體聲音。

　　在局部噪聲中，入口和出口的氣動(dòng)噪聲(空氣動(dòng)力噪聲)最強，在機械正常運行的條件下，機械噪聲和電磁噪聲等非必要的〔1〕。根據羅茨鼓風(fēng)機產(chǎn)生的噪聲頻譜分析，其特征是低頻寬帶。風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲主要由扭轉噪聲和渦流噪聲兩部分組成。

　　1、扭轉噪聲

　　扭轉噪聲是由于在工作輪上的車(chē)輪周?chē)臍怏w介質(zhì)引起的，通過(guò)調整間隙，從而導致周?chē)臍怏w壓力波動(dòng)。當空氣流過(guò)葉片時(shí)，形成葉片的表層，吸力側的附面層容易加厚，并且有許多渦流。在葉片后緣，壓力邊界的吸力邊界和邊界層構成所謂的尾流區域。在尾流區域中，氣流的壓力和速度遠低于主流氣流區域。

　　因此，當任務(wù)輪反轉彎頭時(shí)，葉片出口區域中的氣流非常不均勻。這種不相等的空氣流周期性地影響周?chē)橘|(zhì)，導致壓力波動(dòng)形成噪聲?？諝饬鲃?dòng)越不均勻，噪音就越大。

　　2、渦流噪聲也稱(chēng)為渦流噪聲或湍流噪聲。這主要是因為當空氣流過(guò)葉片時(shí)，湍流邊界層和渦流和旋渦被分離。它會(huì )導致葉片上的壓力脈動(dòng)。其產(chǎn)生的原因有4：一是表面的氣流由紊流邊界層構成，葉片中的壓力脈動(dòng)在蝸殼表面、蝸殼的內表面和外表面以及一些外觀(guān)和噪聲中使用。第二種情況是氣流通過(guò)物體，因為渦流將發(fā)生在必要的水平。渦流的離開(kāi)將形成較大的脈動(dòng)，第三是流動(dòng)的湍流導致葉片效應的脈動(dòng)形成噪聲，第四是由兩個(gè)渦流構成的噪聲。

　　三葉羅茨風(fēng)機產(chǎn)生的渦噪聲的原因遠小于邊界層湍流壓力脈動(dòng)和兩個(gè)渦旋輻射的噪聲功率。此外，由于脈沖角產(chǎn)生的噪聲不太清楚，進(jìn)入流的湍流強度并不特別?？梢哉J為，風(fēng)扇的渦流噪聲主要是由第二種噪聲引起的，即渦動(dòng)和渦流離開(kāi)葉片升力的脈動(dòng)。

三葉羅茨鼓風(fēng)機轉子間隙：三葉羅茨鼓風(fēng)機轉子間隙調整

　　三葉羅茨鼓風(fēng)機是發(fā)電廠(chǎng)除灰系統重要的輔助設備。在電站運行的環(huán)節上有著(zhù)重要作用。羅茨風(fēng)機在檢修中主要工作是徑向間隙及軸向間隙的調整。徑向間隙靠齒輪的相對位置來(lái)確定，軸向間隙主要是靠固定端軸承位置的調整來(lái)確定。在調整過(guò)程中如果間隙不當阻礙整個(gè)設備的運轉，下面為大家講到的是羅茨鼓風(fēng)機轉子間隙調整。

　　轉子與同步齒輪之間的調整：羅茨鼓風(fēng)機主要是同步齒輪需要調整；各個(gè)廠(chǎng)家設定的轉子間隙不同，一般在０．２－０．３ｍｍ；方法是一個(gè)齒輪固定，一個(gè)齒輪松后，通過(guò)鬢帽螺母與塞尺檢測至合適的間隙后鎖死即可；同步帶輪調整完后在復測轉子與殼體間隙等。同步齒輪對于轉子的定位非常重要，磨損了一定要更換。

　　轉子與墻板間隙調整：定位端軸承座壓板壓死，用調整墊片調整間隙，電機端間隙大的話(huà)，往前調整定位端軸承座，軸承座定位螺絲孔出加調整墊片，調至合適間隙。電機端間隙小，往后調整定位端軸承座，反之減少調整墊片。

　　轉子與轉子間隙：退出從動(dòng)齒輪定位銷(xiāo)，轉子與轉子轉成４５度，用塞尺測出合適間隙，上緊齒輪螺絲。檢查轉子與轉子間隙，如都達到標準，從新打定位銷(xiāo)即可。一般風(fēng)機拆卸，齒輪不動(dòng)的情況下，轉子與轉子間隙不用調整。

　　羅茨鼓風(fēng)機兩葉輪之間、葉輪與墻板之間及葉輪與機殼之間，均需保持一定的間隙，以保證風(fēng)機的正常運轉。如果間隙過(guò)大，則被壓縮的氣體通過(guò)間隙的回流量增加，影響風(fēng)機的效率；如果間隙過(guò)小，由于熱膨脹可能導致葉輪與機殼或葉輪相互之間產(chǎn)生摩擦碰撞，影響風(fēng)機的正常工作。

三葉羅茨鼓風(fēng)機轉子間隙：三葉羅茨鼓風(fēng)機間隙調整詳細說(shuō)明

　　錦工介紹三葉羅茨鼓風(fēng)機有下面三個(gè)方面的間隙需要在安裝時(shí)進(jìn)行調整：

　　1、主動(dòng)轉子與從動(dòng)轉子之間的間隙;

　　2、主動(dòng)轉子和從動(dòng)轉子與機殼內表面的徑向間隙;

　　3、主動(dòng)轉子和從動(dòng)轉子兩端平面與墻板軸向平面的間隙。這些間隙，一般在風(fēng)機說(shuō)明書(shū)中均有規定。間隙過(guò)小時(shí)，則容易發(fā)熱，而使兩轉子發(fā)生摩擦，反之，間隙過(guò)大時(shí)，則使風(fēng)機的性能降低。

　　因此，風(fēng)機機體內轉子與機殼部分的間隙調整，是整個(gè)安裝中的關(guān)鍵。三葉羅茨鼓風(fēng)機各部分間隙調整的如何，將會(huì )直接影響機器的性能，若調整的偏差較大時(shí)，甚至會(huì )產(chǎn)生機械事故。

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