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干式真空泵在各種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用。在諸如半導(dǎo)體、太陽能電池板、平板顯示器等生產(chǎn)過程中，以及金屬加工中的真空脫氣應(yīng)用都需要一個(gè)潔凈的環(huán)境，以免污染物可能對(duì)生產(chǎn)造成不利影響。工作室里通常充滿氣體，因此，就需要采用干式真空泵進(jìn)行排氣以形成一個(gè)真空工作環(huán)境。
' O$ o6 n5 `0 R5 C5 {- U 在半導(dǎo)體制造中，蝕刻工具必須在真空室里工作，以便在硅晶片上蝕刻出電子電路的微型網(wǎng)格。由于該生產(chǎn)工藝相當(dāng)復(fù)雜，所以在開始工作之前，必須先清除生產(chǎn)室里的所有污染物。因此，在許多半導(dǎo)體制造廠中，經(jīng)常會(huì)看到生產(chǎn)房的地板下安裝著一排排的干式真空泵。
& _. y' H6 K* R# L/ V* K 對(duì)于干式真空泵的終端用戶來說，必須盡可能地保證泵具有最高的可靠性。在任何情況下，泵都不能因?yàn)椴豢煽枯S承的原因而出現(xiàn)故障，因?yàn)檫@會(huì)造成生產(chǎn)工藝停工，代價(jià)極大。隨著軸承技術(shù)革新步伐的加快，軸承在降低干式真空泵（以及其他流程泵）的全壽命成本方面發(fā)揮出更重要的作用。通常情況下，干式真空泵需要四到八個(gè)軸承。這些軸承的平均使用壽命相差很大，從一年到五年不等。但是如果軸承設(shè)計(jì)合理，組裝和維護(hù)到位，那么它們的使用壽命就會(huì)更長(zhǎng)。' X c7 A# G7 k5 o, B T2 [7 w" |
/ [" a; k+ g c2 _+ B例如，最近有一個(gè)項(xiàng)目，一家羅茨爪型真空泵制造商要求某公司設(shè)計(jì)出一套能滿足多項(xiàng)要求的軸承方案。其中一項(xiàng)要求是確保泵能以更高的轉(zhuǎn)速（是100赫茲而不是60赫茲）運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還要求軸承能夠在潤(rùn)滑不佳、重度污染以及高溫的情況下可靠地工作。原來的真空泵軸承采用標(biāo)準(zhǔn)鋼球鋼籠型設(shè)計(jì)，其平均故障間隔時(shí)間不超過三個(gè)月。對(duì)于終端用戶來說，這導(dǎo)致了代價(jià)極大的生產(chǎn)停工。
1 u$ W% H3 t0 K 為了保證軸承能夠更可靠地工作在更高轉(zhuǎn)速的工況下，某公司專門針對(duì)客戶的泵設(shè)計(jì)了一套高精密軸承解決方案。該方案能提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，降低噪音和減少發(fā)熱。例如，可用陶瓷材質(zhì)來代替鋼球，從而避免焊接，降低軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。這些陶瓷球能夠更好地抵御污染物對(duì)球體造成的破壞。此外，還去除了原來的保持架，以便得到一種更安全的“故障保護(hù)”設(shè)計(jì)方案。5 Q: Q/ O$ N: L- e( Y. _
' n1 Z9 l8 w" K* m 針對(duì)高溫工況， 某公司還對(duì)鋼材進(jìn)行了特殊的熱處理，以免鋼材長(zhǎng)期增長(zhǎng)和軟化。通過使用陶瓷球和去除保持架，得以保持奧式體含量的平衡，從而在溫度性能和污染情況二者之間達(dá)到了最佳折衷。新軸承方案的效果令人驚嘆：平均故障間隔時(shí)間提高了20倍，從三個(gè)月延長(zhǎng)到五年。此外，改進(jìn)后軸承方案的實(shí)際工作溫度比原來的設(shè)計(jì)低了30°C。“更持久的”軸承還有助于降低功耗。
# k: L) [0 U' j4 h" @" ?/ j# ^ 決定是否采用一項(xiàng)具體的軸承方案，應(yīng)該在分析整體成本/效益問題后再作定奪，而不是僅僅根據(jù)購(gòu)買價(jià)格來判斷。今天的高科技軸承提供了具有許多更佳的特性，能降低全壽命成本，有益于泵制造商和終端用戶——盡管軸承本身的價(jià)格整體較高。) w, @$ A. l3 ]; f7 f0 L; A
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為一項(xiàng)特定應(yīng)用設(shè)計(jì)和挑選軸承，其壽命周期成本（ＬＣＣ）等于下列各項(xiàng)的總和：初始投資成本/購(gòu)買價(jià)格+安裝/調(diào)試費(fèi)+能源成本+運(yùn)營(yíng)成本+維護(hù)成本（常規(guī)和計(jì)劃）+停機(jī)成本+環(huán)境成本+退役/處置成本。
( [5 v% a$ \: K 對(duì)于干式真空泵來說，一套先進(jìn)的軸承方案的初始購(gòu)買價(jià)格可能會(huì)比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軸承貴三到五倍，但是它通過節(jié)能、降低維修成本和縮短停機(jī)時(shí)間等方式所為用戶節(jié)省的潛在成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其初始購(gòu)買價(jià)格。( ]3 n$ ^8 E- Q) t& b2 V6 I
降低全壽命成本的工作始于泵的設(shè)計(jì)階段，它充分挖掘了簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)的可能性。進(jìn)而又簡(jiǎn)化了泵的組裝及之后的維護(hù)工作，直接和間接地節(jié)約了成本。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要求軸承設(shè)計(jì)者和泵制造商緊密合作。
: f( K6 \. e/ _2 K# n1 n2 G 雖然對(duì)干式真空泵軸承的轉(zhuǎn)速要求比普通軸承低，但是由于溫度、污染和可靠性等其他因素的影響，所以必須采用特殊的軸承設(shè)計(jì)，以滿足應(yīng)用要求。7 g! v3 W; k) L5 i5 X; g4 }
干式真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度介于５０赫茲到１５０赫茲之間。盡管轉(zhuǎn)速較低，但是軸承必須可靠工作，并在高溫下保持尺寸穩(wěn)定，能夠在潤(rùn)滑不佳的條件下繼續(xù)有效地工作。 u e* k$ }7 F9 V3 B/ t; V
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如有必要，可以為客戶定制方案，對(duì)軸承進(jìn)行特殊的熱處理或涂覆涂層，這有助于軸承保持溫度穩(wěn)定性，提高抗污能力。也可以設(shè)計(jì)其他的軸承解決方案來進(jìn)一步提高可靠性，例如通過用陶瓷球代替標(biāo)準(zhǔn)鋼球來改善潤(rùn)滑度。其他定制軸承能通過降低泵的整體組裝成本和減少泵的零件數(shù)量來提高自身使用價(jià)值。
0 Y- z8 k( y+ j: ]9 x! l# r 在選擇適合于干式真空泵（或其他流程泵）的特定軸承方案時(shí)，除了根本的技術(shù)優(yōu)勢(shì)外，還需要考慮全壽命成本，而不僅僅是根據(jù)軸承的采購(gòu)價(jià)格來做決定。
% D# o8 v/ f, Z 盡管先進(jìn)的軸承價(jià)格偏高，但是只要正確利用先進(jìn)的軸承技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)降低成本，為泵終端用戶和泵制造商帶來好處。這些全壽命成本原理同樣適用于其它類型的泵，包括普通真空泵和其他流程泵。8 j. Y9 X5 k, D2 c! ^
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發(fā)表于 2015-7-15 20:20:00
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