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干式真空泵在各種工業生產環境中起著至關重要的作用。在諸如半導體、太陽能電池板、平板顯示器等生產過程中，以及金屬加工中的真空脫氣應用都需要一個潔凈的環境，以免污染物可能對生產造成不利影響。工作室里通常充滿氣體，因此，就需要采用干式真空泵進行排氣以形成一個真空工作環境。
0 Z, b. j2 ?' l0 f 在半導體制造中，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格。由于該生產工藝相當復雜，所以在開始工作之前，必須先清除生產室里的所有污染物。因此，在許多半導體制造廠中，經常會看到生產房的地板下安裝著一排排的干式真空泵。
0 Z5 P* q( `3 k% l5 p/ q 對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，泵都不能因為不可靠軸承的原因而出現故障，因為這會造成生產工藝停工，代價極大。隨著軸承技術革新步伐的加快，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揮出更重要的作用。通常情況下，干式真空泵需要四到八個軸承。這些軸承的平均使用壽命相差很大，從一年到五年不等。但是如果軸承設計合理，組裝和維護到位，那么它們的使用壽命就會更長。
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! r. B) Y6 P# I9 f, h例如，最近有一個項目，一家羅茨爪型真空泵制造商要求某公司設計出一套能滿足多項要求的軸承方案。其中一項要求是確保泵能以更高的轉速（是100赫茲而不是60赫茲）運轉。此外，還要求軸承能夠在潤滑不佳、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準鋼球鋼籠型設計，其平均故障間隔時間不超過三個月。對于終端用戶來說，這導致了代價極大的生產停工。
2 j- K5 B$ y! k$ r# K& j4 @& L 為了保證軸承能夠更可靠地工作在更高轉速的工況下，某公司專門針對客戶的泵設計了一套高精密軸承解決方案。該方案能提高運轉精度，降低噪音和減少發熱。例如，可用陶瓷材質來代替鋼球，從而避免焊接，降低軸承的運轉溫度。這些陶瓷球能夠更好地抵御污染物對球體造成的破壞。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”設計方案。
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針對高溫工況， 某公司還對鋼材進行了特殊的熱處理，以免鋼材長期增長和軟化。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：平均故障間隔時間提高了20倍，從三個月延長到五年。此外，改進后軸承方案的實際工作溫度比原來的設計低了30°C。“更持久的”軸承還有助于降低功耗。
1 a" B! r* B$ g9 q; L 決定是否采用一項具體的軸承方案，應該在分析整體成本/效益問題后再作定奪，而不是僅僅根據購買價格來判斷。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——盡管軸承本身的價格整體較高。
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為一項特定應用設計和挑選軸承，其壽命周期成本（ＬＣＣ）等于下列各項的總和：初始投資成本/購買價格+安裝/調試費+能源成本+運營成本+維護成本（常規和計劃）+停機成本+環境成本+退役/處置成本。
! L7 L) L5 c, r. `) \: G5 r* ` 對于干式真空泵來說，一套先進的軸承方案的初始購買價格可能會比一個標準軸承貴三到五倍，但是它通過節能、降低維修成本和縮短停機時間等方式所為用戶節省的潛在成本遠遠超過了其初始購買價格。9 f8 ^3 M$ q$ n5 N" @4 }
降低全壽命成本的工作始于泵的設計階段，它充分挖掘了簡化機械設計的可能性。進而又簡化了泵的組裝及之后的維護工作，直接和間接地節約了成本。整個設計過程中要求軸承設計者和泵制造商緊密合作。# C9 {: {# {, o/ s* h# m7 A
雖然對干式真空泵軸承的轉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計，以滿足應用要求。
0 }" }/ k( T) X1 r ~( f0 i 干式真空泵的運轉速度介于５０赫茲到１５０赫茲之間。盡管轉速較低，但是軸承必須可靠工作，并在高溫下保持尺寸穩定，能夠在潤滑不佳的條件下繼續有效地工作。# L f+ w4 {; S$ K7 h
* D3 T5 P( H/ L8 L( R1 J8 J' k 如有必要，可以為客戶定制方案，對軸承進行特殊的熱處理或涂覆涂層，這有助于軸承保持溫度穩定性，提高抗污能力。也可以設計其他的軸承解決方案來進一步提高可靠性，例如通過用陶瓷球代替標準鋼球來改善潤滑度。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量來提高自身使用價值。
1 S: z9 q+ M, n5 ^; H' `, G* ` 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，除了根本的技術優勢外，還需要考慮全壽命成本，而不僅僅是根據軸承的采購價格來做決定。, X% W# m5 f+ ^! t% Y
盡管先進的軸承價格偏高，但是只要正確利用先進的軸承技術，就能實現降低成本，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。
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發表于 2015-7-15 20:20:00
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