淺析螺桿油泵的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求

摘要：螺桿油泵輸送液體的工作原理，與螺桿使螺母移動(dòng)的工作原理類似。為了使螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能輸送出壓力軸，必須使位于固定殼體內(nèi)的一個(gè)或幾個(gè)螺桿的一些凹槽能形成密閉容積，將吸入腔與壓出腔嚴(yán)密地隔開，并且當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)這些封閉容積沿軸線移動(dòng)。螺稈油泵泵所輸送的液體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以在理論上螺桿油泵無流量脈動(dòng)。泵在工作時(shí)無閉死容積，不會(huì)出現(xiàn)困油現(xiàn)象，因而噪音小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由于主動(dòng)螺桿與從動(dòng)螺桿之間理論上無接觸壓力（主動(dòng)螺桿不把扭矩傳給從動(dòng)螺桿）和摩擦力存在，因此螺桿油泵的磨損小，壽命較長(zhǎng)，本文基于此背景下對(duì)螺桿油泵的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞：螺桿油泵；結(jié)構(gòu)；技術(shù)

1.螺桿油泵的工作原理和構(gòu)造

螺桿油泵屬于轉(zhuǎn)子容積式泵。按螺桿根數(shù)不同可分為單螺桿油泵、雙螺桿油泵、三螺桿油泵和五螺桿油泵等幾種。它們的工作原理基本相似，只是螺桿齒形有所差異，使用范圍有所不同。在潤(rùn)滑及液壓系統(tǒng)中，以三螺桿泵應(yīng)用較廣[1]。

螺桿油泵與其他容積式泵相比較，有許多優(yōu)點(diǎn)。近10多年來在我國(guó)各工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用[2]。螺桿油泵的壓力和流量穩(wěn)定。螺桿油泵所輸送的液體是作連續(xù)勻速直線流動(dòng)，從理論上來說流量沒有脈動(dòng)（即瞬時(shí)流t絕對(duì)均勻），因而壓力也沒有脈動(dòng)。但是由于制造誤差等原因，螺桿油泵各個(gè)密封部位存在著不同程度的泄漏。泄漏隨系統(tǒng)中壓力油的壓力而變化，因此，流量有微小的脈動(dòng)，隨之也會(huì)引起微小的壓力脈動(dòng)?？墒沁@種脈動(dòng)遠(yuǎn)比齒輪油泵、葉片油泵、回轉(zhuǎn)活塞油泵和柱塞油泵的流量脈動(dòng)或壓力脈動(dòng)小得多。

沒有閉死容積，不會(huì)出現(xiàn)困油現(xiàn)象。螺桿油泵是依靠密封容積的軸向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)供油，不需什么過渡區(qū)，也不存在閉死容積，所以就不存在因?yàn)槔в同F(xiàn)象而發(fā)生噪聲和振動(dòng)現(xiàn)象。螺桿泵的噪聲一般在60dB以下，遠(yuǎn)比齒輪油泵、葉片油泵、柱塞油泵等的噪聲要小。

壽命長(zhǎng)、效率高、經(jīng)濟(jì)效益好。由于對(duì)相互嚙合的螺桿的各部尺寸參數(shù)比例作了適當(dāng)選擇，在螺桿油泵運(yùn)行中，從動(dòng)螺桿不直接受主動(dòng)螺桿的作用，也就是從動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不是靠主動(dòng)螺桿帶動(dòng)，而是靠受壓液體的液壓力。因此，從理論上說不管泵的工作壓力多大，主動(dòng)螺桿與從動(dòng)螺桿的接觸都無作用力存在。所以它們之間的摩擦損失可大大減少，相互磨損也甚少，在正常維護(hù)情況下工作壽命也大大延長(zhǎng)，一般是幾萬小時(shí)，而齒輪油泉、葉片油泵、柱塞油泵的工作壽命僅為幾千小時(shí)。

螺桿油泵是借助三根共輛螺桿的旋轉(zhuǎn)，形成密閉容積并沿軸向推移把油掖壓出。這種油泵主要由主動(dòng)螺桿、從動(dòng)螺桿、泵體及端蓋等零件組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流量及壓力脈動(dòng)小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，容積效率高，壽命長(zhǎng)，吸入揚(yáng)程高，但加工困難。不作軸向移動(dòng)、只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的螺桿，裝在固定的光滑套筒內(nèi)。

套筒內(nèi)孔與螺桿外圓柱面之間的間原很小，以達(dá)到密封。如果螺桿的凹槽充滿油液，且油液的貓度較大，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則因油的貓度較大被套簡(jiǎn)內(nèi)表面吸住，不隨探桿轉(zhuǎn)動(dòng)，那么這部分油液的移動(dòng)螺母一樣，被推著沿軸向移動(dòng)，這樣便可不斷地從A腔吸入油液經(jīng)B腔送出去。但是這種裝皿不能產(chǎn)生較大的液壓力，也就是不能作液壓油泵使用，因?yàn)锽腔和A腔是通過螺桿的螺旋槽連通了，并沒有形成有效的密封容積。所以不能使B腔成為壓力腔（即A、B兩腔之間不能產(chǎn)生較大的壓力差）。

為了達(dá)到螺桿油泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能輸出壓力油液，必須使泵體內(nèi)只作旋轉(zhuǎn)而不作軸向移動(dòng)的一個(gè)或幾個(gè)螺桿的一些凹槽能形成密閉的容積，并將吸入腔與壓出腔嚴(yán)密地分隔開[3]。在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些密閉的容積沿軸向移動(dòng)被擠壓出去，這樣的裝置就是螺桿油泵[4]。

2.螺樣油泵的主要零件及技術(shù)要求

2.1泵體泵體

一般采用HT20～40鑄鐵，泵的工作壓力大于63公斤力/厘米2時(shí)，采用HT32～54鑄鐵制造。泵體與主、從動(dòng)螺桿相配合之孔中心線不平行度允差為0.02毫米，其配合公差為 ，孔的錐度與橢圓度允差為0.005毫米；表面光潔度9。此外，要求泵體兩端面與螺桿孔的中心線垂直，不垂直度不大于0.01毫米。外圓磨床上采用的螺桿油泵泵體的典型零件圖。

2.2主動(dòng)螺桿

主動(dòng)螺桿一般采用45號(hào)鋼或40cr鋼制造（熱處理調(diào)質(zhì)，HB230～270）。制造過程中應(yīng)保證齒形輪廓，螺距允許誤差0.02毫米，螺距累積誤差0.04毫米。螺桿熱處理后磨外圓，錐度及橢圓度允差為0.005毫米；外圓表面光結(jié)度不低于9，曲線表面進(jìn)行修光，其表面光潔度不應(yīng)低于6。

螺桿的徑向截面曲線是擺線，所以加工較困難，必須按照軸向截面的齒形制造刀具。因此，齒形刀具制造的精度將直接影響共轆螺桿的傳動(dòng)精度。忐形刀用樣板翻制刀具。般是根據(jù)軸向截面齒形的X、V值制造樣板，此外，在、扛動(dòng)螺桿的軸頸趕鑲有軸套，已用來平衡在壓油腔內(nèi)主動(dòng)螺桿所受的軸向液壓力，具有卸荷作用。

2.3從動(dòng)螺桿

從動(dòng)螺桿徑向截面的曲線是與主動(dòng)螺桿相互嚙合的擺線，但螺桿的螺旋方向相反。它的制造方祛及所采用材料等與主動(dòng)螺桿相同。但硬度低些，HB180～210即可。

3.結(jié)論

螺桿油泵的螺桿和泵套的加工工藝較復(fù)雜，精度要求較高。目前，螺桿的精加工，多采用盤狀成形銑刀銑削，螺桿的材質(zhì)采用耐磨鑄鐵、優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼。這種方法對(duì)提高螺桿加工效率、保證良好的加工精度、簡(jiǎn)化加工刀具的制造等均不理想[5]。所以，改進(jìn)螺桿加工工藝和采用新的螺桿加工方法是當(dāng)前研究的新課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃錦章. 在微型計(jì)算機(jī)上計(jì)算螺桿盤銑刀[J].汽輪機(jī)技術(shù).2013（05）

[2]劉揚(yáng)娟. 螺桿轉(zhuǎn)子齒形及其滾刀齒形的設(shè)計(jì)[J].流體工程. 2014（07）

[3]于杰，喬丹文. 加工任意型線螺桿的銑刀數(shù)值計(jì)算法[J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).2012（03）

[4]在工人階級(jí)再教育下為設(shè)計(jì)中國(guó)型式的“五螺桿”泵做出貢獻(xiàn)[J]. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí).2014（01）.

作者簡(jiǎn)介：陳躍龍（1981.10-），男，籍貫，吳江，學(xué)歷，本科，畢業(yè)院校，南京工程學(xué)院，現(xiàn)有職稱，工程師，研究方向，螺桿式抽油泵。