螺杆泵的结构和工作原理
   由缸套，主, 动螺杆组成。 主、从动螺杆转向相反。 各啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间的间隙很小， 在泵内形成多个彼此分隔的容腔转动时，下部容腔V增大，吸入液体，然后封闭。 封闭容腔沿轴向上升 新的吸入容腔又在吸入端形成。 一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。螺杆反转，则吸、排方向相反。图2—8 船用三螺杆泵的典型结构图2—8 三螺杆泵的几何形状和密 封三螺杆泵的啮合线图2-11 单螺杆泵结构和工作泵缸由丁晴橡胶制成 当螺杆回转时，各分隔剖面即从右向左移动。而 排出液体。 螺杆轴线相对于泵缸轴线有圆周运动。所以设有 万向轴3。2-2-1双螺杆泵的结构和工作原 理双螺杆泵有密封和非密封型两类。密封型由渐开线和摆线组合而成 其ηv略逊于摆线啮合的螺杆泵 但能使工艺简化，成本降低。非密封型采用两根D相同、单头、定螺距、矩形或梯形齿形的螺杆 不能形成完全封闭的啮合线，属于非密封型螺杆泵。 为减少漏泄，需增加导程数，又要限制螺杆的长度，故不得 不减小螺旋的升角，从而导致螺杆自锁。 因此，传递扭矩需靠齿轮，主动和从动螺杆彼此不直接接触。图2—14 双螺杆泵外轴承式 - 同步齿 轮和轴承装在泵体 外面，单独润滑 内轴承式 - 齿轮和 轴承置于泵体内部 上图是两侧吸入、 中间排出结构，轴 向力可基本平衡。2-2-2 螺杆泵(screw pump)的流量运转时，液体将从缸套与螺杆端面之间的 空隙部分连续流出，因此，其过流面积: A=缸套内腔横截面积-螺杆端面横截面积 而轴向流速: V=导程 ? 转速 由于过流面积A和轴向流速都不随时间而 变，故螺杆泵的流量十分均匀，其理论流量 Q =60Atn m2／h,2-2-2 螺杆泵的实际流量主要内漏泄途径：螺杆顶圆与泵缸或衬套之间（径向间隙）减少径向间隙可减少内漏，但间隙太小使摩擦功 率损失增加啮合螺杆之间之间（啮合间隙）密封型泵啮合线漏泄少，而非密封型较大。泵内各封闭容腔P是从排出向吸入端递减 三螺杆泵 ηv =0.75～0.95 单螺杆泵 ηv =0.65～0.75 双螺杆泵 ηv ＝0.5 ～ 0.85。选择题 单螺杆泵的螺杆与传动轴的连接一般采用A 刚性连接 接 B 弹性连接 C 摩擦离合器连接。D 万向轴连三螺杆泵封闭腔长度。A 等于一个导程 B 略大于一个导程 C 略小于一个导程 D 略大于一个螺距下列泵中额定扬程(或排压)与转速无关的是A 螺杆泵 B 旋涡泵 C 离心泵 D 水环泵。下列泵中流量最稳定的是。A 叶片泵 B 齿轮泵 C 摆线齿轮泵 D 螺杆泵2-2-3三螺杆泵的受力分析-轴向 力有轴向推力
端面液压力指向吸入端 螺旋面液压力(hydraulic pressure)在凸螺杆上指向吸入端 在凹螺杆上指向排出端空间∞腔使螺旋面P上下不同于凸螺杆 部分抵消了端面轴向力。总受力较小。 空转期间，传递转矩的力指向排出端，但这力不 大2-2-3三螺杆泵的受力分析-轴向 力为平衡螺杆轴向力，可采用的措施有：(1)设置止推轴承,常装在轴向力较大的凸螺杆上 凹螺杆靠螺杆端面承受轴向力 这种方法适于工作压力小于1.6MP的泵。(2)采用双吸型式从两端吸入，中间排出。 轴向力平衡，降低吸入流速，改善吸入性能 适用于大Q泵。2-2-3三螺杆泵的受力分析-轴向 力(3)液力平衡装置 (图2—8)凸螺杆有平衡活塞2上部有泄油管19。活塞受力向上，大部分轴向力被平衡凸螺杆中钻有油孔将压力油液引到各螺杆下端的平衡轴套9、10之中，产生 与轴向力方向相反的平衡力 只要选择平衡活塞的承压面积和上述各轴套的大小，即 可使各杆轴向力完全平衡装有推力垫圈1、8和推力垫块12以弥补液力平衡系统可能出现的平衡不足2-2-3三螺杆泵受力分析-径向力凸螺杆各处的径向液 压力完全对称 凹螺杆承受径向不平 衡力（一边啮合状态， 圆周液压力不同） 但两凹螺杆所受力大 小相同、方向相反。2-2-3 三螺杆泵的受力分析-转矩凸螺杆还产生切向分力，形成阻转矩 主动杆向从动杆传递转矩，也受到阻转矩作用凹螺杆凹槽下螺旋面液压力产生阻转矩 凹槽上螺旋面液压力产生助转矩 这两个转矩大小不等（作用面积不同）设计良好时，凹槽中的油液除产生指向排出端的轴向推力外， 还能产生一个正好可以克服凹螺杆摩擦力矩的转矩工作时，凹螺杆不是靠凸螺杆(而是通过压力油)直接传 递转矩而驱动，可大大减轻啮合线的磨损2-2-4 螺杆泵的特点1．没有困油现象，流量和压力均匀故工作平稳，噪声和振动较少。2．轴向吸入，没有离心力的影响，吸入性能好。三螺杆泵允许吸上真空高度可达8m水柱 单螺杆泵可达8.5 m水柱高转速运转，故流量范围大三螺杆泵的Q一般在0.6—750 m3／h之间 非密封型双螺杆泵已有1200m3／h 单螺杆泵由于采用橡胶泵缸，转速一般不超过1500 r／min， 一般流量较小，目前多为0.3—40m3／h。3．三螺杆泵受力平衡和密封性能良好ηv高，允许的工作P高，可达20MPa 单螺杆泵和非密封型双螺杆泵额定排出压力不宜太高2-2-4 螺杆泵的特点4. 对所输送的液体搅动少水力损失可忽略不计 适于输送不宜搅拌的液体 适用的粘度范围也很宽 单、双螺杆泵还可输送非润滑性和含固体杂质的液体。5．零部件少，相对重量和体积小，磨损轻，维修 工作少， 使用寿命长。 缺点螺杆轴向尺寸较长，刚性较差。 加工和装配要求较高。 三螺杆泵的价格较高，但双和单螺杆泵低于往复泵.2-2-4 螺杆泵的使用场合三螺杆泵常用作: 主机的滑油泵 燃油泵以及货油泵 液压泵。 单螺杆泵多用作: 油水分离器的污水泵 废物焚烧炉的输送泵 粪便输送泵、渣油泵、污油泵(sludge pump) 也可作海水泵和甲板冲洗泵等 双螺杆泵: 除做各种油泵外 也可做压载泵、消防泵、卫生水泵和锅炉给水泵等。2-2-5 螺杆泵的管理要点1．应防止干转 以免严重磨损 单螺杆泵如断流干转，橡胶泵缸将很快会烧毁 初次使用或拆检装复后应向泵内灌入液体 工作中应严防吸空 停用时也需使泵内保存液体。 2．三螺杆泵吸入管路必须装40—60目滤器，吸入油面应高 出吸入管口100mm以上 新接管路中的焊渣、铁锈等固体杂质应予清除， 保持所排送液体的洁净，及时清洗滤器， 工作时如有异常声响，应立即停车检查。2-2-5 螺杆泵的管理要点3．一般螺杆泵都有固定的转向，不应反转 否则推力平衡装置就会丧失作用，使泵损坏。 4．运行注意 起动时应先将吸、排截止阀全开 停用时先断电，后关排出阀，等停转再关吸入阀，以免泵吸空泵出口装有安全调压阀（可在起动前将其调松，达到额定转速后再把压力回）泵不允许长时间完全通过调压阀回流运转 不应靠调压阀大流量回流使泵适应小流量的需要节流损失严重，会使液体温度升高，甚至使泵变形而损坏2-2-5 螺杆泵的管理要点5．螺杆的存放，安装而使用螺杆较长，刚性较差，容易弯曲变形, 安装时要注意保持螺杆表面间隙均匀 吸、排管路应可靠地固定，避免牵连泵体引起变形； 泵轴与电机轴的联轴节应很好对中 螺杆拆装起吊时要防止受力弯曲 备用螺杆保存时最好悬吊固定，以免放置不平而变形 使用中应防止过热而使螺杆因膨胀而顶弯6．要防止吸油温度太低、粘度过高，或吸油带入 大量空气，以及吸入滤器堵塞否则会使泵吸入真空度过大，产生气穴和噪声。