带你了解涡轮分子泵转子动平衡的重要性，如何减少涡轮分子泵的振动和噪音？

涡轮分子泵的振动是由转子不平衡造成的。

一、涡轮分子泵的转子不平衡重要性

什么是转子不平衡？这是一种由于没有离心力的补偿，振动力和运动传导至轴承上的现象。

涡轮分子泵转子叶片在工作时旋转非常快，过度的不平衡就会有较高的离心力，进而使整体产生位移。

二、涡轮分子泵的转子不平衡主要原因如下：

转子不平衡会带来额外的轴承负载，导致轴承的磨损与损坏。并且还会让泵壳和其他仪器组件的振动增加，产生噪音。

涡轮分子泵严重情况下转子在高转速下将无法运行，造成转子与泵体的损坏。

正因为转子不平衡带来了诸多问题，所以精准的平衡对于涡轮分子泵的性能来说是关键参数。这就要求真空设备制造商在组装分子泵之前，对于每个转子通过动平衡进行补偿，已达到产品要求。而其中转子动平衡技术，也成为涡轮分子泵等真空产品的核心竞争力。

三、涡轮分子泵的转子动平衡技术

其实每个转子在被铸造加工出来后，都会有不平衡状态。真空设备制造商需要通过动平衡装置对转子进行平衡测试，达到要求后成为合格的转子，组装在涡轮分子泵内。具体流程如下：

以上提到的转子动平衡技术通过安装配重达到补偿，属于正向质量补偿。除此之外，还有一种通过移除材料达到平衡的反向质量补偿法，就是激光动平衡技术。

激光动平衡是由德国普发真空研发的专利技术，它与普通动平衡技术的步骤相同，主要差别在于对不平衡的补偿。激光动平衡技术利用高能脉冲激光烧蚀法，通过局部加热导致材料的气化或者升华，将不平衡的位置进行质量移除。

与普通的动平衡技术相比，激光动平衡技术拥有更多的优势：

l激光烧蚀相比于传统的钻孔与打磨，对质量补偿有更精准的定位；

l对材料性能没有影响；

拥有镜像系统，可以对不同动平衡平面进行质量纠正，使转子拥有更大柔性；

移除平衡孔和动平衡配重块，整个过程全自动化，提高转子动平衡效率。

激光动平衡与传统动平衡相比，不平衡公差减小50%

通过激光动平衡技术的使用，普发真空已经把涡轮分子泵转子动平衡综合水平提升20%以上。

此项技术已经应用于TXFB300Z涡轮分子泵上，其转子拥有更低的离心力，增加了分子泵的使用寿命，更好的降低了振动与噪音的产生，同时降低了分子泵对实验与仪器的影响。

TXFB300Z

低振幅的重要性

涡轮分子泵的众多应用领域对于泵体的振动和不平衡都有相应要求。在质谱分析与电子显微镜领域，涡轮分子泵的振动与噪音成为影响最终分析结果的重要因素。

以电子显微镜为例，除了需要高真空度之外，真空泵工作时的振动水平也非常关键。由于电子显微镜中电子束的截面小，在样品上的定位精度很高，只有处于振动水平极低的环境中，才能保持这种精度。集成了具备激光平衡技术的涡轮分子泵之后，其振动变得更低，使电子显微镜能够获得更高分辨率的图像。

振动对扫描电子显微镜的影响：通过对比扫描电子显微镜对石墨表面晶簇的检测，左图为高真空法兰处振幅20nm的成像情况，右图为高真空法兰处振幅5nm的成像情况，可以看出右图比左图更加清晰，更低的振幅可以得到更清晰的图像质量。

涡轮分子泵转子动平衡，如何减少涡轮分子泵的振动以及产生的噪音呢？

随着涡轮分子泵应用领域的扩展和数控加工技术的发展，转子结构设计与加工工艺变得越来越重要。应用领域的细化带来的个性化分子泵设计将逐渐成为一种趋势，这对涡轮分子泵设计提出了更高的要求。

如今，在涡轮分子泵主要性能指标（极限压力，抽速，气流量，压缩比等）不断提高的前提下，许多科学应用及工业流程越来越关注其次要性能（外形尺寸、紧凑性、防辐射性能、声振粗糙度等）的表现。

其中声振粗糙度无疑是应用领域衡量分子泵次要性能的重要指标。那么如何减少涡轮分子泵的振动以及产生的噪音呢？

涡轮分子泵结构图来源：

想要减少涡轮分子泵的振动与噪音，首先要找出振动来源。

涡轮分子泵的振动来源分别是轴承和转子，其中球轴承因为有限数量的滚珠设计，使得机械噪音不可避免。

三、涡轮分子泵使用的注意事项

涡轮分子泵的振动与噪音不仅与制造技术有关，更重要的是后期的使用与保养。作为精密机械设备，涡轮分子泵的高加工精度和装配工艺使得在使用时也有较高的要求。下面这些使用的注意事项，大家更要关注。

● 防止大的机械振动和冲击，例如，对真空泵的前级管路加以支承或悬挂，以保证来自管路系统的作用力无法传递到分子泵上。

● 防止大气载荷冲击。

● 由于泵体旋转时本身会有高频振动，要避免设备共振问题。

● 连接涡轮分子泵进气口与真空腔体的管路要尽可能短，以提高抽气效率和连接刚度。

● 防止粉尘及大颗粒物被抽入分子泵内，对设备造成永久性伤害。

● 防止强磁场电场干扰，以免干扰或损坏涡轮分子泵电动机。

● 防止长时间工作在大气载荷下，以免转子过热，影响使用。

● 禁止在分子泵运转过程中或转速未降为零时随意移动分子泵。

● 至少每4年更换一次润滑用的油棉，更换油棉流程如下：

关闭分子泵，待其停稳后，放气至大气；

将真空泵从真空系统上拆下，用原有洁净的防护盖密封法兰开口；

反转分子泵使高真空法兰朝下；

先将内六角螺栓(x3)从后盖中拧出，取下后盖及O形圈；

从轴承架中取出油棉并用镊子将多孔塑料棒夹出；

用清洁、不起球的抹布去除分子泵和后盖上的污浊物，严禁使用任何清洁剂；

将多孔塑料棒放入原位；

将新的油棉插入轴承架，注意毛毡面朝向喷射螺母；

将O形圈及后盖装好。

1-后盖；2-多孔塑料棒；3-内六角螺栓；4-油棉；5-喷射螺母；6-O形圈

● 如果分子泵使用时负载较大或系统较脏，应根据油的颜色变化，缩短更换润滑油的时间。

● 更换润滑油时，不可用有机溶剂进行清洗，清水冲洗、晾干后注入新润滑油即可。

● 建议在运转45000~100000h后，更换分子泵涡轮转子。

● 分子泵停机时，一定要遵循系统先开后关的原则，待分子泵停稳后再关闭粗/低真空泵。

● 分子泵停机时，请用高压气体对水冷部分进行吹扫，避免由于冷却水残留而腐蚀泵体；对于连续使用的分子泵，请按月清理冷却水路，方法为打开出水口水管，直接用冷却水冲洗水路即可。

● 分子泵转子材料为铝合金，使用温度有一定限制，因此当由于工艺问题出现高温时，需要安装合适的隔热装置。

● 最后，要定期对分子泵进行巡检，对泵体温度、噪声、振动等方面进行检查，及时发现设备故障，对于接近或达到保养周期的分子泵及时与厂家取得联系。