2.2-螺杆泵解析

第二节螺杆泵2-2-1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单螺杆泵的结构和工作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(screwpump)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=60Atnm2／h2-2-2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。泵内各封闭容腔的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B弹性连接C摩擦离合器连接D万向轴连接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(hydraulicpressure)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2-2-3三螺杆泵的受力分析-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8.5m水柱高转速运转，故流量范围大三螺杆泵的Q一般在0.6—750m3／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1500r／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(sludgepump)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，以免泵内存液吸空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。