Điều chỉnh khe hở rôto bơm chân không Roots
2026/07/29 15:24
Bơm chân không Roots đã phát triển thành một thiết bị chân không cốt lõi không thể thiếu trong ngành sản xuất giấy toàn cầu. Tất cả các phân xưởng sản xuất giấy hiện đại đều phụ thuộc vào loại bơm thể tích dương này để cung cấp áp suất âm liên tục và ổn định trong suốt các phân đoạn công nghệ chính, bao gồm khử nước phần lưới, vận hành trục lô chân không, ép chân không, ép nỉ ướt và loại bỏ độ ẩm chăn. Năng suất tổng thể của máy xeo giấy và chất lượng bề mặt của giấy thành phẩm được quyết định trực tiếp bởi khả năng cung cấp khí ổn định và mức độ chân không do Bơm chân không Roots cho ngành Giấy tạo ra.
Trong quá trình vận hành sản xuất liên tục hàng ngày, các kỹ thuật viên sản xuất giấy thường xuyên gặp phải các khuyết tật sản xuất tái diễn: phân bố độ ẩm không đồng đều trên mạng giấy, tờ giấy dính chặt vào con lăn kim loại, khuyết tật lõm và dập nổi trên bề mặt giấy thành phẩm. Hầu hết các quản lý nhà máy ban đầu cho rằng những vấn đề này là do công thức bột giấy hoặc lỗi thiết bị ép, nhưng nguyên nhân gốc rễ thường nằm bên trong bộ phận chân không. Khe hở không đều giữa hai cánh quạt rô-to là thủ phạm chính dẫn đến lưu lượng bơm giảm và giá trị chân không dao động. Vì lý do này, việc kiểm tra định kỳ, đo lường và điều chỉnh chính xác khe hở rô-to trở thành công việc bảo trì thường xuyên bắt buộc đối với tất cả các nhà máy giấy được trang bị bơm chân không Roots. Hướng dẫn toàn diện này trình bày chi tiết về nguyên lý hoạt động cấu trúc của bơm Roots, hậu quả bất lợi do khe hở rô-to không phù hợp, nguyên nhân kích hoạt cụ thể của sai lệch khe hở, các thao tác hiệu chỉnh khe hở từng bước, giải pháp làm sạch khoang rô-to chuyên nghiệp và kế hoạch bảo trì hệ thống dài hạn, giúp các doanh nghiệp sản xuất giấy ở nước ngoài cắt giảm tổn thất thời gian ngừng hoạt động, giảm chi phí sửa chữa thiết bị và duy trì nguồn cung cấp chân không ổn định suốt ngày đêm.
Nguyên lý hoạt động của bơm chân không Roots & Vai trò quan trọng của khe hở lưới rôto
Cơ chế vận hành kết cấu của bơm Roots thể tích
Được phân loại là bơm chân không thể tích, bơm chân không Roots tiêu chuẩn được trang bị bên trong hai rôto hình số 8 đối xứng lắp song song bên trong vỏ bơm. Được dẫn động bởi một cặp bánh răng đồng bộ ở đầu bơm, hai rôto quay ngược chiều với tốc độ quay giống hệt nhau mà không tiếp xúc trực tiếp với nhau. Khi các rôto tiếp tục quay, thể tích kín giữa rôto và thành trong của bơm giãn nở và co lại theo chu kỳ. Sự biến thiên thể tích tuần hoàn này liên tục hút không khí từ cửa hút và xả khí nén qua cửa xả, từ đó hình thành áp suất âm ổn định bên trong đường ống cho các quy trình khử nước trong sản xuất giấy.
Tiền đề cốt lõi để đạt được hiệu suất bơm hiệu quả là trạng thái ăn khớp chặt chẽ của hai rô-to. Trong quá trình vận hành ở tốc độ tối đa, phải duy trì một đường tiếp xúc kín hoàn chỉnh, không bị gián đoạn tại vị trí ăn khớp của hai cánh quạt. Rào chắn kín này ngăn khí thải áp suất cao chảy ngược về phía hút của buồng bơm. Một khi khe hở ăn khớp mất đi tính đồng nhất hoặc sai lệch khỏi phạm vi tiêu chuẩn đã được hiệu chuẩn tại nhà máy, hiện tượng khí chảy ngược bên trong sẽ xảy ra liên tục, điều này trực tiếp làm suy yếu hiệu suất bơm, gây mất ổn định chỉ số chân không và rút ngắn tuổi thọ của toàn bộ thiết bị.
Nguyên nhân gốc rễ dẫn đến sự thay đổi dần dần của khe hở rô-to
Sau nhiều tháng năm vận hành liên tục với tải trọng cao trong môi trường sản xuất giấy ẩm ướt, nhiều xơ sợi, khe hở rôto không thể duy trì cố định vĩnh viễn. Hai yếu tố chính gây ra sai lệch khe hở: Thứ nhất, mài mòn cơ học lâu dài và hư hỏng do va chạm không thường xuyên. Các sợi giấy nhỏ, bột màu phủ và chất độn khoáng lơ lửng trong không khí ẩm chắc chắn xâm nhập vào khoang bơm trong quá trình hút. Các tạp chất cứng này liên tục cọ xát vào bề mặt cong của rôto. Kết hợp với chuyển động quay cố định một chiều quanh năm, sự mài mòn xảy ra không đều trên các vòng tròn ngoài và mặt đầu của rôto. Một số khu vực bị mài mòn nghiêm trọng, thậm chí hình thành các vết lõm trên bề mặt cong của rôto sau thời gian dài tích tụ. Kết quả là, khe hở giữa hai rôto, cũng như khe hở hướng tâm giữa rôto và vỏ bơm mở rộng đáng kể. Thứ hai, sự lắng đọng vật liệu dính trên bề mặt ngoài rôto. Chất kết dính sản xuất giấy, chất trợ giữ và chất hồ mang theo bởi không khí ẩm bám vào bề mặt rôto từng lớp, chiếm không gian ăn khớp ban đầu và thu hẹp dần khe hở.
Tổn thất sản xuất và kinh tế do khe hở rôto quá lớn
Khe hở rôto quá lớn là lỗi phổ biến nhất được quan sát thấy trên các tổ máy bơm chân không Roots công nghiệp cũ được triển khai trong các nhà máy giấy. Khác với các sự cố hỏng hóc cơ học đột ngột, lỗi này phát triển chậm và tinh vi, khiến nhân viên hiện trường khó phát hiện các dấu hiệu sớm. Khi khe hở tiếp tục mở rộng, sự tuần hoàn khí bên trong buồng bơm ngày càng gia tăng, gây ra một chuỗi các tác động tiêu cực đến chất lượng sản xuất, sản lượng và chi phí vận hành.
Trên dây chuyền sản xuất giấy, chân không không ổn định do khe hở quá lớn dẫn đến một loạt các khuyết tật giấy điển hình:
Tốc độ bơm thực tế giảm xuống dưới các thông số kỹ thuật định mức ghi trên nhãn máy bơm, do đó hệ thống chân không không thể tạo ra áp suất âm cần thiết cho quá trình thoát nước của tờ giấy;
Chỉ số đồng hồ chân không dao động lên xuống ngẫu nhiên mà không có giá trị cố định ổn định, dẫn đến hiệu quả khử nước không đồng đều trên toàn bộ tờ giấy;
Độ ẩm dư trên các tờ giấy không thể kiểm soát trong phạm vi tiêu chuẩn, dẫn đến giấy bị dính, thường xuyên bám vào các con lăn chân không;
Các vết lõm, vết áp lực và khuyết tật dập nổi xuất hiện liên tục trên bề mặt giấy thành phẩm, làm tăng đáng kể tỷ lệ sản phẩm bị loại bỏ;
Tốc độ vận hành của máy giấy phải được giảm một cách có chủ ý để thích ứng với khả năng khử nước không đủ, điều này trực tiếp hạn chế sản lượng giấy hàng ngày.
Ngoài việc giảm chất lượng sản phẩm và giảm năng suất, khe hở rôto quá lớn còn mang lại chi phí năng lượng ẩn. Để bù đắp tổn thất chân không do rò rỉ bên trong, máy bơm chân không phải chạy ở chế độ đầy tải liên tục ngay cả trong thời gian nhu cầu thấp. Hoạt động tải cao kéo dài làm tăng đáng kể mức tiêu thụ điện hàng tháng, tích lũy chi phí điện không cần thiết đáng kể cho các nhà máy công nghiệp trong suốt cả năm.
Rủi ro hư hỏng thiết bị nghiêm trọng do khe hở rôto quá hẹp gây ra
So với khe hở mở rộng chủ yếu làm giảm chất lượng sản xuất giấy, khe hở lồng vào nhau quá hẹp gây ra mối đe dọa trực tiếp đến cấu trúc cơ học của chính máy bơm chân không, có thể dẫn đến việc thay thế linh kiện tốn kém và ngừng sản xuất đột ngột.
Khe hở rô-to bị thu hẹp hiếm khi do mài mòn cơ học gây ra. Trong điều kiện vận hành sản xuất giấy, nguyên nhân chủ yếu là do sự tích tụ chất bám dính trên bề mặt rô-to. Các chất phụ gia lỏng, chất độn phủ và hợp chất dạng keo có trong luồng khí ướt của quá trình sản xuất giấy sẽ ngưng tụ và bám vào thành ngoài của hai rô-to sau thời gian dài tuần hoàn. Các lớp cặn bám chồng chất chiếm dụng không gian khe hở ăn khớp dự trữ giữa các cánh quạt, khiến khe hở ban đầu trở nên nhỏ hơn nhiều so với tiêu chuẩn thiết kế.
Khi khe hở rô-to quá chặt, tỷ số nén khí bên trong khoang bơm tăng đột biến. Việc nén khí nhanh tạo ra lượng nhiệt lớn, dẫn đến nhiệt độ bên trong thân bơm tăng liên tục. Nhiệt lượng cao này sẽ truyền dần đến hộp số đồng bộ và động cơ truyền động, gây ra tình trạng quá nhiệt kéo dài ở cả hai bộ phận. Nếu trạng thái bất thường này không được khắc phục kịp thời, các sự cố nghiêm trọng sau đây sẽ xuất hiện:
-
Rôto lồng vào nhau quá chặt và dần dần bị kẹt trong quá trình vận hành;
-
Máy bơm không thể khởi động lại trơn tru sau khi dừng định kỳ;
-
Khởi động cưỡng bức trong điều kiện rôto bị kẹt làm cháy hoàn toàn cuộn dây động cơ dẫn động;
-
Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ suy thoái dầu bôi trơn bên trong hộp số, gây ra mài mòn và hỏng răng bánh răng.
-
Với những rủi ro này, việc vệ sinh sâu thường xuyên bề mặt rôto cũng quan trọng như đo và điều chỉnh khe hở, đây là một mô-đun chính của Bảo trì Bơm Chân không Roots Công nghiệp Tiêu chuẩn.
Thông số Hiệu chuẩn Khe hở Rôto Tiêu chuẩn & Thao tác Điều chỉnh Từng bước
Điều chỉnh khe hở chính xác là giải pháp cơ bản để loại bỏ các lỗi dao động chân không, quá nhiệt bơm và kẹt rôto. Mọi vị trí khớp nối chính của bơm roots đều có tiêu chuẩn khe hở nguội nghiêm ngặt được xây dựng theo thông số kỹ thuật của thiết bị. Kỹ thuật viên bảo trì phải tuân thủ nghiêm ngặt các dải số này trong quá trình tháo lắp và hiệu chuẩn.
Thông số khe hở nguội tiêu chuẩn cho các vị trí điều chỉnh chính
Bảng dưới đây liệt kê ba vị trí điều chỉnh cốt lõi, phạm vi khe hở nguội tiêu chuẩn và mục tiêu điều chỉnh tương ứng cho máy bơm chân không Roots công nghiệp thông thường:
| Vị trí điều chỉnh | Phạm vi khe hở nguội tiêu chuẩn | Mục đích điều chỉnh cốt lõi |
|---|---|---|
| Khe hở ăn khớp giữa hai rôto | 0,10mm ~ 0,20mm | Duy trì sự ăn khớp đều của rôto, ngăn chặn dòng khí áp suất cao chảy ngược trong khoang bơm |
| Khe hở hướng tâm (bề mặt ngoài rôto & thành trong vỏ bơm) | 0,15mm ~ 0,25mm | Tránh ma sát khô giữa rôto và vỏ, bảo vệ bề mặt cung rôto khỏi bị mài mòn |
| Khe hở dọc trục (Mặt đầu rôto & Nắp cuối bơm) | ≤ 0,08mm | Hạn chế sự trôi nổi dọc trục quá mức của rôto, giảm rung động và tiếng ồn vận hành |
Hoàn thiện Quy trình Điều chỉnh Khe hở Tại chỗ
Trước khi tiến hành bất kỳ công việc tháo lắp và hiệu chuẩn nào, phải hoàn thành công tác chuẩn bị an toàn trước để tránh tai nạn an toàn và kết quả đo không chính xác:
Ngắt toàn bộ nguồn điện cấp cho bộ phận chân không và treo thẻ khóa để ngăn việc đóng điện vô tình; xả hết khí nén còn sót lại bên trong buồng bơm; rửa sạch hoàn toàn mọi chất bám dính và cặn sợi trên bề mặt rôto và thành trong của bơm; chuẩn bị các dụng cụ đo bao gồm thước lá, đồng hồ so, cờ lê điều chỉnh và bút đánh dấu.
Toàn bộ quy trình điều chỉnh tuân theo một trình tự cố định:
-
Dùng thước lá để đo giá trị khe hở hiện tại của ba vị trí chính, ghi lại tất cả dữ liệu sai lệch để tham khảo;
-
Nới lỏng các chốt định vị của bánh răng đồng bộ, từ từ xoay hai rôto để tinh chỉnh khe hở ăn khớp cho đến khi khe hở đều nhau ở mọi phía, sau đó khóa chốt định vị lại;
-
Điều chỉnh độ chặt của bu lông cố định nắp đầu để cân bằng khe hở hướng kính giữa rôto và vỏ bơm một cách đồng đều;
-
Thay đổi độ dày của các miếng đệm kín lắp ở hai bên nắp đầu bơm để kiểm soát khe hở nổi dọc trục của rôto trong giới hạn yêu cầu;
-
Sau khi điều chỉnh, quay hai rôto bằng tay nhiều chục vòng liên tục, kiểm tra xem có tiếng ma sát bất thường hoặc rôto bị kẹt không;
-
Lắp lại tất cả các bộ phận đã tháo rời, siết chặt bu lông theo đường chéo, sau đó tiến hành chạy thử không tải trong 30 phút; quan sát độ ổn định của đồng hồ chân không và nhiệt độ thân bơm trong suốt thời gian thử nghiệm để xác nhận hiệu quả điều chỉnh.
Quy trình làm sạch khoang bơm và rôto khoa học để ngăn ngừa bất thường khe hở tái diễn
Sự tích tụ chất kết dính là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng thu hẹp khe hở rôto và lỗi khóa rôto. Đối với các xưởng sản xuất giấy chứa đầy sợi, keo và chất độn khoáng, việc vệ sinh sâu định kỳ là biện pháp phòng ngừa hiệu quả nhất để duy trì dung sai khe hở bình thường. Hai loại dung môi làm sạch được áp dụng rộng rãi cho các thành phần bụi bẩn khác nhau, với các bước vận hành tiêu chuẩn hóa được xây dựng cho bảo trì hàng ngày.
Hai Dung Dịch Làm Sạch Phổ Biến & Các Tình Huống Ứng Dụng
-
Dung dịch kiềm Natri Hydroxit 5%: Lý tưởng để hòa tan các chất keo hữu cơ, cặn sợi giấy và các chất kết dính phủ tích tụ trên rôto. Đây là dung môi ưa thích cho các công việc vệ sinh hàng tuần và hai tuần một lần.
Dung dịch Axit Clohydric Loãng 5%: Chủ yếu dùng để loại bỏ cặn vôi vô cơ, cặn khoáng và các vết rỉ sét nhẹ hình thành trên thành trong bơm và bề mặt kim loại rôto. Sau khi tẩy rửa bằng axit, phải xả kỹ bằng nước sạch để tránh dung dịch axit còn sót lại ăn mòn nền kim loại rôto.
Chu kỳ Vệ sinh Tùy chỉnh Theo Tải trọng Sản xuất
Các nhà máy giấy có thể sắp xếp tần suất vệ sinh theo tốc độ vận hành máy và lượng phụ gia sử dụng:
-
Dây chuyền sản xuất giấy nhỏ tốc độ thấp: Vệ sinh toàn bộ rôto mỗi 30 ngày
-
Dây chuyền sản xuất giấy thông thường tốc độ trung bình: Vệ sinh sâu mỗi 14 ngày
-
Dây chuyền sản xuất giấy tráng phủ tốc độ cao với nhiều phụ gia: Vệ sinh hoàn toàn bằng dung môi mỗi 7 ngày
Kế hoạch Bảo trì Hệ thống Dài hạn để Ổn định Khe hở Rôto Vĩnh viễn
Việc sai lệch khe hở thường xuyên và bảo trì thiết bị lặp đi lặp lại sẽ chiếm thời gian sản xuất quý giá và làm tăng chi phí vận hành tổng thể. Thiết lập hệ thống bảo trì theo ngày, tuần, tháng và năm có thể làm chậm quá trình mài mòn rôto một cách hiệu quả, tránh thay đổi khe hở đột ngột và kéo dài chu kỳ sử dụng của Bơm chân không Roots thể tích dương.
Các hạng mục kiểm tra hàng ngày tập trung vào tình trạng vận hành thực tế: nhân viên bảo trì cần lắng nghe tiếng ồn ma sát bất thường khi khởi động, kiểm tra nhiệt độ bề mặt thân bơm và động cơ, đồng thời ghi lại biến động độ chân không theo từng ca.
Công việc bảo trì hàng tuần bao gồm kiểm tra mức dầu và chất lượng dầu bên trong hộp số, bổ sung hoặc thay thế dầu bôi trơn kịp thời.
Bảo trì tổng thể hàng tháng bao gồm tháo rời một phần để đo dữ liệu khe hở rôto, vệ sinh bề mặt và thay thế gioăng làm kín bị lão hóa.
Hiệu chuẩn tháo lắp toàn bộ hàng năm yêu cầu tháo rời hoàn toàn bơm, kiểm tra mài mòn tổng thể rôto, làm sạch kỹ lưỡng khoang bơm và điều chỉnh chính xác thứ cấp tất cả các vị trí khe hở.
Kết luận
Độ chính xác của khe hở rôto bên trong quyết định hiệu suất vận hành tổng thể và tuổi thọ của Bơm chân không Roots. Khe hở ăn khớp quá lớn gây suy giảm chân không liên tục, quá trình khử nước giấy không ổn định và tăng tỷ lệ phế phẩm; trong khi khe hở quá hẹp gây ra sự cố quá nhiệt bơm, kẹt rôto và cháy động cơ.
Bằng cách nắm vững các tiêu chuẩn điều chỉnh khe hở rôto, áp dụng các giải pháp làm sạch dung môi chuyên dụng cho bụi bẩn trong sản xuất giấy, và thực hiện các quy tắc bảo trì hàng ngày theo cấp độ, các doanh nghiệp sản xuất giấy toàn cầu có thể loại bỏ hiệu quả các lỗi hệ thống chân không phổ biến, cắt giảm tiêu thụ điện năng và chi phí bảo trì, đồng thời đảm bảo cung cấp áp suất chân không âm ổn định, liên tục cho quá trình khử nước giấy quanh năm.
