1、螺桿泵的基本工作原理螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來(lái)吸排液體的。

　　圖1表示三螺桿泵的剖視圖。圖中,中間螺桿為主動(dòng)螺桿,由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn),兩邊的螺桿為從動(dòng)螺桿,隨主動(dòng)螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。

　　主、從動(dòng)螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內(nèi)壁的緊密配合,在泵的吸入口和排出口之間,就會(huì)被分隔成一個(gè)或多個(gè)密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)和嚙合,這些密封空間在泵的吸入端不斷形成,將吸入室中的液體封入其中,并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)地推移至排出端,將封閉在各空間中的液體不斷排出,猶如一螺母在螺紋回轉(zhuǎn)時(shí)被不斷向前推進(jìn)的情形那樣,這就是螺桿泵的基本工作原理。螺桿與殼體之間的密封面是一個(gè)空間曲面。在這個(gè)曲面上存在著諸如ab或de之類(lèi)的非密封區(qū),并且與螺桿的凹槽部分形成許多三角形的缺口abc、def。這些三角形的缺口構(gòu)成液體的通道,使主動(dòng)螺桿凹槽a與從動(dòng)螺桿上的凹槽b、c相連通。而凹槽b、c又沿著自己的螺線(xiàn)繞向背面,并分別和背面的凹槽d、e相連通。由于在槽d、e與槽f(它屬于另一頭螺線(xiàn))相銜接的密封面上,也存在著類(lèi)似于正面的三角形缺口a’b’c’,所以d、f、e也將相通。這樣,凹槽abcdea也就組成一個(gè)“∞”形的密封空間(如采用單頭螺紋,則凹槽將順軸向盤(pán)饒螺桿,將吸排口貫通,無(wú)法形成密封)。不難想象,在這樣的螺桿上,將形成許多個(gè)獨(dú)立的“∞”形密封空間,每一個(gè)密封空間所占有的軸向長(zhǎng)度恰好等于累桿的導(dǎo)程t。因此,為了使螺桿能吸、排油口分隔開(kāi)來(lái),螺桿的螺紋段的長(zhǎng)度至少要大于一個(gè)導(dǎo)程。從上述工作原理可以看出,螺桿泵有以下優(yōu)點(diǎn):1)壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm2,流量可達(dá)18600cm3/分;2)運(yùn)送液體的種類(lèi)和粘度范圍寬廣;3)因?yàn)楸脙?nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低,故可使用很高的轉(zhuǎn)速;4)吸入性能好,具有自吸能力;5)流量均勻連續(xù),振動(dòng)小,噪音低;6)與其它回轉(zhuǎn)泵相比,對(duì)進(jìn)入的氣體和污物不太敏感;7)結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí),安裝保養(yǎng)容易。螺桿泵的缺點(diǎn)是,螺桿的加工和裝配要求較高;泵的性能對(duì)液體的粘度變化比較敏感。

　　2、三螺桿泵的結(jié)構(gòu)它主要是由固定在泵體中的襯套(泵缸)以及安插在泵缸中的主動(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿,在泵缸內(nèi)按每個(gè)導(dǎo)程形成為一個(gè)密封腔,造成吸排口之間的密封。泵工作時(shí),由于兩從動(dòng)螺桿與主動(dòng)螺桿左右對(duì)稱(chēng)嚙合,故作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力完全平衡,主動(dòng)螺桿不承受彎曲負(fù)荷。從動(dòng)螺桿所受徑向力沿其整個(gè)長(zhǎng)度都由泵缸襯套來(lái)支承,因此,不需要在外端另設(shè)軸承,基本上也不承受彎曲負(fù)荷。在運(yùn)行中,螺桿外圓表面和泵缸內(nèi)壁之間形成的一層油膜,可防止金屬之間的直接接觸,使螺桿齒面的磨損大大減少。螺桿泵工作時(shí),兩端分別作用著液體的吸排壓力,因此對(duì)螺桿要產(chǎn)生軸向推力。對(duì)于壓差小于10千克力/cm2的小型泵,可以采用止推軸承。此外,還通過(guò)主動(dòng)螺桿的中央油孔將高壓油引入各螺桿軸套的底部,從而在螺桿下端產(chǎn)生一個(gè)與軸向推力方向相反的平衡推力。螺桿泵和其它容積泵一樣,當(dāng)泵的排出口完全封閉時(shí),泵內(nèi)的壓力就會(huì)上升到使泵損壞或使電動(dòng)機(jī)過(guò)載的危險(xiǎn)程度。所以,在泵的吸排口處,就必須設(shè)置安全閥。螺桿泵的軸封,通常采用機(jī)械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。

　　3、螺桿泵的性能

　　3.1、排量螺桿泵的理論排量可由下式計(jì)算:qt=60ftnm3/h式中:f―泵缸的有效截面積,cm2;t―螺桿螺紋的導(dǎo)程,m;n―主動(dòng)螺桿的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。螺桿泵的內(nèi)部泄漏量qs:qs=αp/σm式中:p―泵的工作壓力;σ―所排送的液體的粘度;α―與螺桿直徑和有效長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù);m=0.3-0.5。泵在壓送不同粘度的液體時(shí),其排量會(huì)發(fā)生變化。排量和粘度的關(guān)系可由下式表示:q2=qt-(qt-q1)(σ1/σ2)m式中:q1―粘度為σ1時(shí)的排量;q2―粘度為σ2時(shí)的排量。

　　3.2、功率泵的軸功率一般為水功率、摩擦功率和泄漏損失功率這三部分的總和。水功率nc是指單位時(shí)間內(nèi)泵傳給液體的能量,也稱(chēng)輸出功率,可用下式計(jì)算:nc=pq×10-3千瓦式中:p―泵的排出壓力和吸入壓力之差,帕;q―泵的實(shí)際排量,m3/s。摩擦功率是指液體粘性阻力產(chǎn)生的摩擦損失,可由下式表示:nf=kn1.5d2σm千瓦式中:n―轉(zhuǎn)速;d―主動(dòng)螺桿的外徑;―粘度;k―與螺桿長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù);m=0.3-0.5。由上可見(jiàn),當(dāng)泵運(yùn)送的液體粘度不同時(shí),泵的軸功率也將不同。泄漏損失是指液體從高壓處漏回低壓處所造成的功率損失。所以,當(dāng)計(jì)算泵的軸功率時(shí),如采用理論排量,則泵的軸功率由下式表示:n=nfpqt10-3千瓦

　　4、螺桿泵的管理

　　4.1、起動(dòng)螺桿泵應(yīng)在吸排停止閥全開(kāi)的情況下起動(dòng),以防過(guò)載或吸空。螺桿泵雖然具有干吸能力,但是必須防止干轉(zhuǎn),以免擦傷工作表面。假如泵需要在油溫很低或粘度很高的情況下起動(dòng),應(yīng)在吸排閥和旁通閥全開(kāi)的情況下起動(dòng),讓泵起動(dòng)時(shí)的負(fù)荷最低,直到原動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),再將旁通閥逐漸關(guān)閉。當(dāng)旁通閥開(kāi)啟時(shí),液體是在有節(jié)流的情況下在泵中不斷循環(huán)流動(dòng)的,而循環(huán)的油量越多,循環(huán)的時(shí)間越長(zhǎng),液體的發(fā)熱也就越嚴(yán)重,甚至使泵因高溫變形而損壞,必須引起注意。

　　4.2、運(yùn)轉(zhuǎn)螺桿泵必須按既定的方向運(yùn)轉(zhuǎn),以產(chǎn)生一定的吸排。泵工作時(shí),應(yīng)注意檢查壓力、溫度和機(jī)械軸封的工作。對(duì)軸封應(yīng)該允許有微量的泄漏,如泄漏量不超過(guò)20-30秒/滴,則認(rèn)為正常。假如泵在工作時(shí)產(chǎn)生噪音,這往往是因油溫太低,油液粘度太高,油液中進(jìn)入空氣,聯(lián)軸節(jié)失中或泵過(guò)度磨損等原因引起。

　　4.3、停車(chē)泵停車(chē)時(shí),應(yīng)先關(guān)閉排出停止閥,并待泵完全停轉(zhuǎn)后關(guān)閉吸入停止閥。

　　4.4、螺桿泵因工作螺桿長(zhǎng)度較大,剛性較差,容易引起彎曲,造成工作失常。對(duì)軸系的連接必須很好對(duì)中;對(duì)中工作最好是在安裝定位后進(jìn)行,以免管路牽連造成變形;連接管路時(shí)應(yīng)獨(dú)立固定,盡可能減少對(duì)泵的牽連等。此外,備用螺桿,在保存時(shí)最好采用懸吊固定的方法,避免因放置不平而造成的變形。