罗茨风机：三叶罗茨鼓风机转子间隙

三叶罗茨鼓风机转子间隙：三叶罗茨风机与两叶罗茨风机性能对比

　　原标题：三叶罗茨风机与两叶罗茨风机性能对比

　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、螺杆式风机、回转式鼓风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机，赢得了市场好评和认可。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

　　很多客户不太了解三叶罗茨风机与两叶罗茨风机有什么区别，更不清楚二者在使用上谁的性能更胜一筹，今天锦工罗茨风机就仔细给大家比较一下三叶罗茨风机与二叶罗茨风机。

　　罗茨鼓风机是一种双转子压缩机械，两个转子的轴线相互平行。转子由叶轮和轴组成，有的小型鼓风机为了提高转子的刚度把转子和轴做成一体。为避免旋转过程中相互接触，叶轮之间、叶轮和机壳及墙板之间具有微小的间隙。罗茨鼓风机的两个转子做方向相反的等速旋转，而且在旋转的过程中叶轮和机壳与墙板围成的封闭的基元容积的体积保持固定。气体的压缩是在基元容积与排气口相通的一瞬间，由高压气体向基元容积的回流而实现的 。罗茨风机工作原理在前面的文章中详细介绍过了：

　　罗茨鼓风机与其它旋转类型的鼓风机相比具有结构简单、制造容易、操作方便、维修周期长而且在使用的压强范围内排气量几乎不变等优点。 其缺点是：

　　1）由于间隙的存在，造成气体的泄漏，且泄漏流量随着压强比的增大而增加，限制了鼓风机向高压方向的发展；

　　2）由于进气和排气的脉动和回流冲击的影响，气体动力性噪声较大；

　　3）直叶罗茨鼓风机由于没有内压缩过程，绝热效率较低。

　　正是由于罗茨鼓风机的泄漏和噪声问题限制了它的进一步的广泛的应用。而三叶罗茨风机相对于二叶的鼓风机在这两方面具有一定的优势。

　　1 性能分析比较

　　1.1 基元容积和排量的比较

　　现在有不少人认为，三叶转子鼓风机由于比二叶转子罗茨鼓风机多了一个叶而简单的认为在中心距外圆半径相同的条件下，二叶转子的鼓风机比三叶的排气量大，这是一种错误的观点。

　　对于渐开线型的叶轮，由于面积利用系数和叶轮的头数没有关系，也就是在选用渐开线叶轮的时候，二叶和三叶罗茨风机在主要参数相同的时候其排量是相同的。

　　通过上面的论述，在叶型选取适当的时候，三叶的比二叶的理论输气量更大。所以说文献 [3-4] 讲的三叶是以牺牲了基元单元的容积来降低了它的噪声，这句话是不恰当的，三叶的在降低噪声的同时并没有降低了它的排量，这正是三叶转子其中之一的优势。

　　1.2 噪声及振动大小的比较

　　罗茨鼓风机在工作过程中，气体逆流压缩产生强烈的空气冲击动力噪声，为了减少这种噪声，在不改变整个有效容积的情况下，减少单个有效容积 V 的体积，从而减少霍而姆共振效应，达到减小噪声的目的。将二叶型变为三叶型，从而将有效容积从两等分变为三等分，减少了输出气流压力的脉动，而且排气腔部分体积通过叶轮间隙回流到进气腔的气体流量减少，气体的扰动减小，气体的脉动压力减小，从而使鼓风机的振动减少。压力脉动是罗茨鼓风机的主要噪声源，三叶式鼓风机能有效地降低噪声达 5dB 。

　　为了进一步减少罗茨鼓风机的噪声，对于三叶的叶型可以采用扭叶型。这种结构不仅可以进一步扩大鼓风机的基元容积，而且可以进一步减小罗茨鼓风机的噪声。当罗茨鼓风机的叶轮扭转角为 60 °时，其理论流量为定值，不匀度为零 ；另一方面扭叶结构还可以延缓回流过程，降低排气脉动。由于受到内泄漏的影响，其进气流量总有一些脉动，但要比三叶直叶的要小。扭叶型的罗茨鼓风机的排气脉动要比直叶型的小一些，三叶罗茨风机的排气脉动也比二叶的要小，但差别不是太明显。二叶的转子不可能利用扭叶这种形式，因为如果二叶的采用扭叶的话，其扭转角要取 270 °，在保证叶轮正常啮合的情况下，这种结构是不可能实现的。而三叶的扭叶转子，只需其包容角不小于 180 °，即可以满足要求 。

　　1.3 内泄漏的比较

　　在间隙大小及工作条件相同的情况下，三叶罗茨风机的内泄漏流量往往比二叶的小一点。基元容积 V 处于泄漏间隙与进气口之间，对内泄漏流动具有一定的阻隔作用。对二叶鼓风机而言，容积 V 只在微小的角度范围内保持封闭状态，阻隔作用不大。三叶鼓风机的基本容积至少有 60 °的封闭旋转过程，阻隔效果显著一些，可以提高鼓风机的容积效率。采用三叶转子及逆流冷却的鼓风机，封闭容积内的气体处于吸排气的中间压力，这样通过叶轮顶端及端面的泄漏就不是从排气压力直接到吸气压力。对三叶扭叶转子，当排气口呈对角线布置时，结合扭叶转子逐渐啮合的特点，使扭叶转子工作时并不象直叶那样能使基元容积完全与排气口相通，在与排气口连通前使基元容积中的气体能在机壳内转子旋转时产生一定的内压缩，这样就比二叶转子在同样条件下的直接泄漏量还要小，容积比能也相应降低 。

　　1.4 转子力学性能比较

　　由于三叶叶轮和二叶的在叶型结构上存在的的差异，在一般情况下，三叶转子的力学性能要好于二叶的。在叶轮大小和气体压差相同的情况下，三叶转子承受的最大的合力要比二叶转子的小，大概是二叶转子的 80% 。三叶转子本身结构的刚性就比二叶的好，而且在中心距、叶轮半径和叶轮长度相同，所用材料也相同的情况下，三叶的质量要比二叶的稍微轻点。所以三叶转子在保证叶轮和外壳的间隙及叶轮间的间隙方面，更具有优势。

　　1.5 三叶罗茨风机在汽车上的应用

　　现在罗茨鼓风机在汽车上的应用也越来越广泛。图 5 是机械增压器的部分剖视图，可以看出它就是一个小型的罗茨鼓风机。在汽车上所应用的罗茨增压器要求的增压不是很大，但转速提高了很多，最高可以达到 20000r/min ，而且要求质量轻，体积小，最重要的就是噪声不能太大。三叶扭叶转子罗茨鼓风机和二叶的相比 由于其噪声较低，转动也相对的平稳，在机械增压器上获得了广泛的应用。

　　2　结论

　　（1）在中心距和外圆半径相同的情况下，圆弧叶型的三叶罗茨风机比两叶的排量要大。渐开线叶型罗茨鼓风机的排量和转子的头数没有关系。

　　（2）三叶罗茨风机的振动和噪声比二叶的小，在三叶转子上使用的轴承的寿命比在二叶上使用的长 15% 左右。而且三叶转子可以采用扭叶转子来降低其噪声和振动，二叶转子由于结构上的限制不能采用扭叶结构。

　　（3）三叶转子的力学性能较好，相比于二叶的可更好地保证叶轮之间及其叶轮和机壳的间隙。

　　（4）三叶罗茨风机特别是扭叶型的由于噪声和动平衡性能较好，在汽车机械增压上的应用越来越多。

　　随着机械加工技术的发展，批量的生产三叶直叶转子已经不是难题。扭叶型的转子在数控机床上加工的效率也越来越高。由于三叶罗茨风机相对于二叶的优势较明显，其应用会更加的广泛。

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三叶罗茨鼓风机转子间隙：三叶罗茨风机转子间隙调整方法及降低噪音（图）

　　如何调整三叶罗茨风机间隙来降低噪音是有一定科学根据的。因为三叶罗茨风机取决于转子体积的变化，以将原始想法的机械能转化为气体的压力和动能。与离心式罗茨风机相比，它具有压头高、流动阻力小、送风量大等优点，但在使用过程中效率低，噪音高。

　　由于风机噪声大，恶化了劳动条件，污染了职业环境，因此在化工厂，特别是中小型化工领域得到了广泛的应用。因此，人们越来越关注风机的噪声，探讨风机噪声的产生机理和防治措施。

　　离心风机和轴流风机在这方面的研究越来越完善。本文分析了罗茨风机气动噪声的来源及其机理。在综合运用各种实例的基础上，提出了降低噪声的各种途径，并探讨了降低罗茨风机噪声的基本途径。

　　三叶罗茨风机发生噪声的机理：

　　噪声源

　　1.罗茨风机

　　2.罗茨风机包含多种噪声源。

　　3.进排气口气动噪声;

　　4.机械噪声，如套管、电击和轴承。

　　5.振动辐射的固体声音。

　　在局部噪声中，入口和出口的气动噪声(空气动力噪声)最强，在机械正常运行的条件下，机械噪声和电磁噪声等非必要的〔1〕。根据罗茨鼓风机产生的噪声频谱分析，其特征是低频宽带。风扇的气动噪声主要由扭转噪声和涡流噪声两部分组成。

　　1、扭转噪声

　　扭转噪声是由于在工作轮上的车轮周围的气体介质引起的，通过调整间隙，从而导致周围的气体压力波动。当空气流过叶片时，形成叶片的表层，吸力侧的附面层容易加厚，并且有许多涡流。在叶片后缘，压力边界的吸力边界和边界层构成所谓的尾流区域。在尾流区域中，气流的压力和速度远低于主流气流区域。

　　因此，当任务轮反转弯头时，叶片出口区域中的气流非常不均匀。这种不相等的空气流周期性地影响周围介质，导致压力波动形成噪声。空气流动越不均匀，噪音就越大。

　　2、涡流噪声也称为涡流噪声或湍流噪声。这主要是因为当空气流过叶片时，湍流边界层和涡流和旋涡被分离。它会导致叶片上的压力脉动。其产生的原因有4：一是表面的气流由紊流边界层构成，叶片中的压力脉动在蜗壳表面、蜗壳的内表面和外表面以及一些外观和噪声中使用。第二种情况是气流通过物体，因为涡流将发生在必要的水平。涡流的离开将形成较大的脉动，第三是流动的湍流导致叶片效应的脉动形成噪声，第四是由两个涡流构成的噪声。

　　三叶罗茨风机产生的涡噪声的原因远小于边界层湍流压力脉动和两个涡旋辐射的噪声功率。此外，由于脉冲角产生的噪声不太清楚，进入流的湍流强度并不特别。可以认为，风扇的涡流噪声主要是由第二种噪声引起的，即涡动和涡流离开叶片升力的脉动。

三叶罗茨鼓风机转子间隙：三叶罗茨鼓风机转子间隙调整

　　三叶罗茨鼓风机是发电厂除灰系统重要的辅助设备。在电站运行的环节上有着重要作用。罗茨风机在检修中主要工作是径向间隙及轴向间隙的调整。径向间隙靠齿轮的相对位置来确定，轴向间隙主要是靠固定端轴承位置的调整来确定。在调整过程中如果间隙不当阻碍整个设备的运转，下面为大家讲到的是罗茨鼓风机转子间隙调整。

　　转子与同步齿轮之间的调整：罗茨鼓风机主要是同步齿轮需要调整；各个厂家设定的转子间隙不同，一般在０．２－０．３ｍｍ；方法是一个齿轮固定，一个齿轮松后，通过鬓帽螺母与塞尺检测至合适的间隙后锁死即可；同步带轮调整完后在复测转子与壳体间隙等。同步齿轮对于转子的定位非常重要，磨损了一定要更换。

　　转子与墙板间隙调整：定位端轴承座压板压死，用调整垫片调整间隙，电机端间隙大的话，往前调整定位端轴承座，轴承座定位螺丝孔出加调整垫片，调至合适间隙。电机端间隙小，往后调整定位端轴承座，反之减少调整垫片。

　　转子与转子间隙：退出从动齿轮定位销，转子与转子转成４５度，用塞尺测出合适间隙，上紧齿轮螺丝。检查转子与转子间隙，如都达到标准，从新打定位销即可。一般风机拆卸，齿轮不动的情况下，转子与转子间隙不用调整。

　　罗茨鼓风机两叶轮之间、叶轮与墙板之间及叶轮与机壳之间，均需保持一定的间隙，以保证风机的正常运转。如果间隙过大，则被压缩的气体通过间隙的回流量增加，影响风机的效率；如果间隙过小，由于热膨胀可能导致叶轮与机壳或叶轮相互之间产生摩擦碰撞，影响风机的正常工作。

三叶罗茨鼓风机转子间隙：三叶罗茨鼓风机间隙调整详细说明

　　锦工介绍三叶罗茨鼓风机有下面三个方面的间隙需要在安装时进行调整：

　　1、主动转子与从动转子之间的间隙;

　　2、主动转子和从动转子与机壳内表面的径向间隙;

　　3、主动转子和从动转子两端平面与墙板轴向平面的间隙。这些间隙，一般在风机说明书中均有规定。间隙过小时，则容易发热，而使两转子发生摩擦，反之，间隙过大时，则使风机的性能降低。

　　因此，风机机体内转子与机壳部分的间隙调整，是整个安装中的关键。三叶罗茨鼓风机各部分间隙调整的如何，将会直接影响机器的性能，若调整的偏差较大时，甚至会产生机械事故。

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