螺杆泵[Screw Pump]结构管理1讲解
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
第二节 螺杆泵[Screw Pump] 一、工作原理 二、流量 三、受力分析 四、特点 五、管理
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
一、工作原理 1. 三螺杆泵[Triple Screw Pump]
安全(旁通调压)阀作用： ①超压时开启保护；②关 排出阀卸压起动；③适当 吸入口设于泵体中部，调为节工作压力，但不能大 了停车后泵内存液以防范再围调节流量，否则引起 起动时干转。否则短时油间液发热。 就会严重磨损。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
三、三螺杆泵受力分析 1. 轴向力[Axial Force](★★★★)
凸螺杆
凹螺杆
端面液压力 指向吸入端 指向吸入端
排液时 螺旋面液压力 指向吸入端 指向排出端
合力
指向吸入端 指向吸入端
(较大)
(较小)
空转时 机械传动力 指向吸入端 指向排出端
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
3. 螺杆上的转矩[Torque] 凸螺杆上液压力在螺旋面上产生切向分力，形 成阻转矩。空转时主动螺杆带动从动螺杆，由 此也产生阻转矩。
凹螺杆在凹槽下螺旋面的液压力产生阻转矩， 而在凹槽上螺旋面的液压力则是助转矩，这两 个转矩一般因作用面积不同而不等。但是设计 良好的螺杆泵排油后，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。泵工作时，凹 螺杆是通过油压力驱动，而不是靠凸螺杆直接 传递转矩驱动，从而大大减轻啮合线的磨损。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
2. 单螺杆泵[Mono Pump]
螺杆与传动轴一般采用万向轴连接。万向 轴的销轴靠润滑脂[Grease]润滑。
4Байду номын сангаас
船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
单密螺封杆型泵螺的杆螺泵纹：头螺数杆：啮螺合杆线单连头续，衬能套将双吸头排。腔 工完作全中隔螺开杆的轴螺线杆在泵。泵单腔螺内杆的泵位、置三是螺变杆动泵的都，泵属 缸于轴密线封和型传螺动杆轴泵轴。线在工作中总在同一直线上。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
五、管理
1. 螺杆泵虽有自吸能力，但应防止干转，以免螺杆和 缸套的工作表面严重磨损。单螺杆泵如断流干转，则 橡胶制成的泵缸很快会烧毁。因此，初次使用或拆检 装复后应向泵内灌入所排送的液体，以使螺杆得到润 滑。工作中应严防吸空。停用时也需使泵内保存液体。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
2. 径向力[Radial Force] 低压 凸螺杆上液压力对称，直立 时径向力平衡。 高压 凹螺杆受不平衡径向力，两 根凹螺杆所受径向力大小相 等、方向相反。所构成的力 偶与凸螺杆转向相同。
即螺杆所受液压径向力： 凸螺杆平衡，凹螺杆不平衡。
3．三螺杆泵受力平衡和密封性能良好，v高，允许工 作压力高，可达20MPa，特殊的可达40MPa。单螺杆 泵和双螺杆泵额定排出压力不宜太高，前者最大不超 过 2.4MPa；后者通常不超过 1.6MPa。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
4. 对所输送的液体搅动少，水力损失可忽略，适于输 送不宜搅拌的液体(如供给油水分离器的含油污水)。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
四、螺杆泵的特点[Characteristics] 容积式泵共有的特点：自吸能力、理论流量… 额定排出压力…。螺杆泵无泵阀、转速高、结 构紧凑。
l. 没有困油现象，流量和压力均匀，工作平稳，噪声 和振动较小。
2. 轴向吸入，不存在妨碍液体吸入的离心力的影响， 吸入性能好。且无往复运动部件，故适用于高转速， 因此螺杆泵的流量范围大，常用回流法调节流量。
轴向力平衡方法：
(1)凸螺杆设止推轴承，凹螺杆靠端面轴承承受。 (2)采用双吸型式。螺杆由长度相等、旋向相反的螺
旋构成，从两端吸入，中间排出。轴向力自相平衡， 并可提高流量。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
(3)采用液力平衡装置。 凸螺杆排出端有平衡活 塞(大部分轴向推力靠平 衡活塞所平衡)，并设卸 油管。凸螺杆中有油孔， 把压力油引到螺杆下端 的平衡轴套，产生反向 的轴向力。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
3. 双螺杆泵
齿形不符合啮合规 则，不能形成封闭 的啮合线，属于非 密封型。螺杆自锁， 靠齿轮传动，主从 螺杆不直接接触。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
二、螺杆泵的流量
Qt 60 Atn
三螺杆泵：Qt
248
.6d
3 H
n
(流量与节圆直径力方成正比)
单螺杆泵：Qt 480 eRTn
双螺杆泵：Qt 480 R2tn
主要内泄漏途径是螺杆顶圆与泵缸(衬套)的径向 间隙，其次是啮合间隙。内泄漏量与径向间隙 的立方及工作压差成正比，与螺杆的有效长度 及液体粘度的平方根成反比。内泄漏量虽然与 直径成正比，但理论流量与直径立方成正比， 所以直径越大，容积效率越高。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
凹螺杆根圆直径di，节圆直 径dH，凸螺杆直径de：di:dH: de=1:3:5，导程t=10/3dH。 主动螺杆和从动螺杆都是双头螺杆。封闭容腔长 度略大于一个导程。螺杆工作长度不小于导程的 1.2~1.5倍，主要是为了达到足够的容积效率。
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(主、从动螺杆不靠机械啮合力传动)。
缺点：最大的缺点是刚性较差，因为螺杆的轴向尺寸 较长。此外，加工和装配要求较高。
在船上，三螺杆泵常用作主机的滑油泵(因为工作可 靠，很少需要维修)、燃油泵以及货油泵、阀控型液 压系统主液压泵(因为流量大且均匀，适用高压；而 且工作可靠，很少需要维修) 。单螺杆泵多用作污水 泵(因为输送过程对液体搅拌轻)、焚烧炉输送泵、渣 油泵、污油泵等。双螺杆系除做各种油泵外，也可做 压载泵、消防泵、卫生水泵和锅炉给水泵等。
第二节 螺杆泵[Screw Pump] 一、工作原理 二、流量 三、受力分析 四、特点 五、管理
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
一、工作原理 1. 三螺杆泵[Triple Screw Pump]
安全(旁通调压)阀作用： ①超压时开启保护；②关 排出阀卸压起动；③适当 吸入口设于泵体中部，调为节工作压力，但不能大 了停车后泵内存液以防范再围调节流量，否则引起 起动时干转。否则短时油间液发热。 就会严重磨损。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
三、三螺杆泵受力分析 1. 轴向力[Axial Force](★★★★)
凸螺杆
凹螺杆
端面液压力 指向吸入端 指向吸入端
排液时 螺旋面液压力 指向吸入端 指向排出端
合力
指向吸入端 指向吸入端
(较大)
(较小)
空转时 机械传动力 指向吸入端 指向排出端
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
3. 螺杆上的转矩[Torque] 凸螺杆上液压力在螺旋面上产生切向分力，形 成阻转矩。空转时主动螺杆带动从动螺杆，由 此也产生阻转矩。
凹螺杆在凹槽下螺旋面的液压力产生阻转矩， 而在凹槽上螺旋面的液压力则是助转矩，这两 个转矩一般因作用面积不同而不等。但是设计 良好的螺杆泵排油后，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。泵工作时，凹 螺杆是通过油压力驱动，而不是靠凸螺杆直接 传递转矩驱动，从而大大减轻啮合线的磨损。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
2. 单螺杆泵[Mono Pump]
螺杆与传动轴一般采用万向轴连接。万向 轴的销轴靠润滑脂[Grease]润滑。
4Байду номын сангаас
船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
单密螺封杆型泵螺的杆螺泵纹：头螺数杆：啮螺合杆线单连头续，衬能套将双吸头排。腔 工完作全中隔螺开杆的轴螺线杆在泵。泵单腔螺内杆的泵位、置三是螺变杆动泵的都，泵属 缸于轴密线封和型传螺动杆轴泵轴。线在工作中总在同一直线上。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
五、管理
1. 螺杆泵虽有自吸能力，但应防止干转，以免螺杆和 缸套的工作表面严重磨损。单螺杆泵如断流干转，则 橡胶制成的泵缸很快会烧毁。因此，初次使用或拆检 装复后应向泵内灌入所排送的液体，以使螺杆得到润 滑。工作中应严防吸空。停用时也需使泵内保存液体。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
2. 径向力[Radial Force] 低压 凸螺杆上液压力对称，直立 时径向力平衡。 高压 凹螺杆受不平衡径向力，两 根凹螺杆所受径向力大小相 等、方向相反。所构成的力 偶与凸螺杆转向相同。
即螺杆所受液压径向力： 凸螺杆平衡，凹螺杆不平衡。
3．三螺杆泵受力平衡和密封性能良好，v高，允许工 作压力高，可达20MPa，特殊的可达40MPa。单螺杆 泵和双螺杆泵额定排出压力不宜太高，前者最大不超 过 2.4MPa；后者通常不超过 1.6MPa。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
4. 对所输送的液体搅动少，水力损失可忽略，适于输 送不宜搅拌的液体(如供给油水分离器的含油污水)。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
四、螺杆泵的特点[Characteristics] 容积式泵共有的特点：自吸能力、理论流量… 额定排出压力…。螺杆泵无泵阀、转速高、结 构紧凑。
l. 没有困油现象，流量和压力均匀，工作平稳，噪声 和振动较小。
2. 轴向吸入，不存在妨碍液体吸入的离心力的影响， 吸入性能好。且无往复运动部件，故适用于高转速， 因此螺杆泵的流量范围大，常用回流法调节流量。
轴向力平衡方法：
(1)凸螺杆设止推轴承，凹螺杆靠端面轴承承受。 (2)采用双吸型式。螺杆由长度相等、旋向相反的螺
旋构成，从两端吸入，中间排出。轴向力自相平衡， 并可提高流量。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
(3)采用液力平衡装置。 凸螺杆排出端有平衡活 塞(大部分轴向推力靠平 衡活塞所平衡)，并设卸 油管。凸螺杆中有油孔， 把压力油引到螺杆下端 的平衡轴套，产生反向 的轴向力。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
3. 双螺杆泵
齿形不符合啮合规 则，不能形成封闭 的啮合线，属于非 密封型。螺杆自锁， 靠齿轮传动，主从 螺杆不直接接触。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
二、螺杆泵的流量
Qt 60 Atn
三螺杆泵：Qt
248
.6d
3 H
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(流量与节圆直径力方成正比)
单螺杆泵：Qt 480 eRTn
双螺杆泵：Qt 480 R2tn
主要内泄漏途径是螺杆顶圆与泵缸(衬套)的径向 间隙，其次是啮合间隙。内泄漏量与径向间隙 的立方及工作压差成正比，与螺杆的有效长度 及液体粘度的平方根成反比。内泄漏量虽然与 直径成正比，但理论流量与直径立方成正比， 所以直径越大，容积效率越高。
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船舶辅机第2章 回转泵 [Rotary Pump]
凹螺杆根圆直径di，节圆直 径dH，凸螺杆直径de：di:dH: de=1:3:5，导程t=10/3dH。 主动螺杆和从动螺杆都是双头螺杆。封闭容腔长 度略大于一个导程。螺杆工作长度不小于导程的 1.2~1.5倍，主要是为了达到足够的容积效率。
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(主、从动螺杆不靠机械啮合力传动)。
缺点：最大的缺点是刚性较差，因为螺杆的轴向尺寸 较长。此外，加工和装配要求较高。
在船上，三螺杆泵常用作主机的滑油泵(因为工作可 靠，很少需要维修)、燃油泵以及货油泵、阀控型液 压系统主液压泵(因为流量大且均匀，适用高压；而 且工作可靠，很少需要维修) 。单螺杆泵多用作污水 泵(因为输送过程对液体搅拌轻)、焚烧炉输送泵、渣 油泵、污油泵等。双螺杆系除做各种油泵外，也可做 压载泵、消防泵、卫生水泵和锅炉给水泵等。