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    轴承有助于降低干式真空泵的生产成本

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-03 16:43:44    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:730
    导读

    干式真空泵在各种工业生产环境中起着至关重要的作用。在诸如半导体、太阳能电池板、平板显示器等生产过程中,以及金属加工中的真空脱气应用都需要一个洁净的环境,以免污染物可能对生产造成不利影响。工作室里通常充满气体,因此,就需要采用干式真空泵进行排

    干式真空泵在各种工业生产环境中发挥着重要作用。在半导体、太阳能电池板、平板显示器等生产过程中。以及金属加工中的真空脱气应用,需要清洁的环境,以防止污染物对生产产生不利影响。工作室一般都是充满气体的,需要用干式真空泵排出气体,形成真空的工作环境。在半导体制造中,为了在硅晶片上蚀刻电子电路的微栅格,蚀刻工具必须在真空室中工作。因为生产过程相当复杂,开工前必须将生产间的污染物全部清除。因此,在许多半导体工厂中,常常在生产车间的地板下安装成排的干式真空泵。对于干式真空泵的最终用户,有必要尽可能确保泵的最高可靠性。无论如何,泵不能因为轴承不可靠而出现故障,因为这样会导致生产过程停止,代价很大。随着轴承技术创新的加速,轴承在降低干式真空泵(以及其他流程泵)的生命周期成本方面发挥着更加重要的作用。典型的真空泵组件:如果轴承设计、装配和维护得当,其使用寿命会更长。通常,干式真空泵需要四至八个轴承。这些轴承的平均使用寿命差别很大,从一年到五年不等。但是如果轴承设计、装配和维护得当,它们的使用寿命会更长。英国巴登公司的轴承解决方案工程师使用专门的轴承分析计算软件和其他设计软件,如运动学和有限元分析,对将用于真空泵的轴承进行建模和仿真。这使得轴承方案满足所需的性能、使用寿命和润滑特性,同时充分优化了方案的成本。巴登与各种干式真空泵的制造商密切合作,包括螺杆真空泵和罗茨爪真空泵。例如,在最近的一个项目中,一个罗茨爪真空泵制造商要求巴登公司设计一套能够满足许多要求的轴承方案。要求之一是保证泵能以更高的速度运行(100 Hz而不是60 Hz)。此外,还要求轴承能在润滑不良、污染重、温度高的条件下可靠工作。原真空泵轴承采用标准钢球保持架设计,平均无故障时间小于三个月。对于最终用户来说,这将导致代价高昂的生产停工期。为了确保轴承能够在更高的速度下更可靠地工作,巴登公司专门为客户的泵设计了一套高精度轴承解决方案。该方案可以提高运行精度,降低噪声和发热。比如可以用陶瓷材料代替钢球,避免焊接,降低轴承的运行温度。这些陶瓷球可以更好的抵御污染物带来的伤害。此外,取消了原有的保持架,以获得更安全的“防故障”设计方案。针对高温热处理条件,巴登公司还对钢材进行了特殊热处理,避免钢材长期生长软化。通过使用陶瓷球,去掉保持架,可以保持奥氏体含量的平衡,从而达到温度性能和污染的最佳折中。新轴承方案的效果是惊人的:平均故障间隔时间增加了20倍,从3个月增加到5年。此外,改进后的轴承方案实际工作温度比原设计低30C。“更持久”的轴承也有助于降低功耗。是否采用具体的承载方案,要综合成本/收益分析后再决定,不能只依据购买价格。今天的高科技轴承提供了许多更好的功能,可以降低整个寿命成本,使泵制造商和最终用户受益,尽管轴承本身的价格整体较高。

    英国普利茅斯巴登工厂生产线上的真空泵轴承是为特定应用而设计和选择的,其生命周期成本(LCC)等于以下各项的总和:初始投资成本/购买价格、安装/调试成本、能源成本、运行成本、维护成本(常规和计划)、停工成本、环境成本、退役/处置成本。对于干式真空泵,先进轴承方案的初始购买价格可能比标准轴承贵三到五倍,但通过节约能源、降低维护成本和缩短停机时间为用户节省的潜在成本远远超过其初始购买价格。降低全寿命成本的工作从泵的设计阶段就开始了,充分挖掘了简化机械设计的可能性。此外,简化了泵的组装和后续维护,并且直接和间接地节省了成本。整个设计过程需要轴承设计师和泵制造商之间的密切合作。虽然干式真空泵轴承的转速要求低于普通轴承,但由于温度、污染、可靠性等其他因素,必须采用特殊的轴承设计才能满足应用要求。干式真空泵的运行速度在50赫兹和150赫兹之间。虽然转速较低,但轴承必须工作可靠,在高温下保持尺寸稳定,并能在润滑不良的情况下继续有效工作。如果需要,我们可以为客户定制方案,对轴承进行特殊热处理或涂层,这将有助于轴承保持温度稳定性,提高其抗污能力。还可以设计其他轴承解决方案来进一步提高可靠性,例如用陶瓷球代替标准钢球来提高润滑性。其他定制轴承可以通过降低泵的总组装成本和泵的零件数量来提高它们的使用价值。在选择适合干式真空泵(或其他流程泵)的具体轴承方案时,除了基本面的技术优势外,还需要考虑全寿命成本,而不是仅仅根据轴承的采购价格来做决定。虽然先进轴承的价格偏高,但只要正确使用先进的轴承技术,就可以降低成本,给泵的最终用户和泵的生产厂家带来好处。这些生命周期成本原则也适用于其他类型的泵,包括普通真空泵和其他流程泵。

     
    (文/标准件之家)
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