浅析螺杆油泵的结构及技术要求

摘要：螺杆油泵输送液体的工作原理，與螺杆使螺母移动的工作原理类似。为了使螺母转动时能输送出压力轴，必须使位于固定壳体内的一个或几个螺杆的一些凹槽能形成密闭容积，将吸入腔与压出腔严密地隔开，并且当螺杆转动时这些封闭容积沿轴线移动。螺秆油泵泵所输送的液体作匀速直线运动，所以在理论上螺杆油泵无流量脉动。泵在工作时无闭死容积，不会出现困油现象，因而噪音小、运转平稳。由于主动螺杆与从动螺杆之间理论上无接触压力（主动螺杆不把扭矩传给从动螺杆）和摩擦力存在，因此螺杆油泵的磨损小，寿命较长，本文基于此背景下对螺杆油泵的结构及技术要求进行浅析。

关键词：螺杆油泵；结构；技术

1.螺杆油泵的工作原理和构造

螺杆油泵属于转子容积式泵。按螺杆根数不同可分为单螺杆油泵、双螺杆油泵、三螺杆油泵和五螺杆油泵等几种。它们的工作原理基本相似，只是螺杆齿形有所差异，使用范围有所不同。在润滑及液压系统中，以三螺杆泵应用较广[1]。

螺杆油泵与其他容积式泵相比较，有许多优点。近10多年来在我国各工业部门得到广泛的应用[2]。螺杆油泵的压力和流量稳定。螺杆油泵所输送的液体是作连续匀速直线流动，从理论上来说流量没有脉动（即瞬时流t绝对均匀），因而压力也没有脉动。但是由于制造误差等原因，螺杆油泵各个密封部位存在着不同程度的泄漏。泄漏随系统中压力油的压力而变化，因此，流量有微小的脉动，随之也会引起微小的压力脉动。可是这种脉动远比齿轮油泵、叶片油泵、回转活塞油泵和柱塞油泵的流量脉动或压力脉动小得多。

没有闭死容积，不会出现困油现象。螺杆油泵是依靠密封容积的轴向移动来实现供油，不需什么过渡区，也不存在闭死容积，所以就不存在因为困油现象而发生噪声和振动现象。螺杆泵的噪声一般在60dB以下，远比齿轮油泵、叶片油泵、柱塞油泵等的噪声要小。

寿命长、效率高、经济效益好。由于对相互啮合的螺杆的各部尺寸参数比例作了适当选择，在螺杆油泵运行中，从动螺杆不直接受主动螺杆的作用，也就是从动螺杆的转动不是靠主动螺杆带动，而是靠受压液体的液压力。因此，从理论上说不管泵的工作压力多大，主动螺杆与从动螺杆的接触都无作用力存在。所以它们之间的摩擦损失可大大减少，相互磨损也甚少，在正常维护情况下工作寿命也大大延长，一般是几万小时，而齿轮油泉、叶片油泵、柱塞油泵的工作寿命仅为几千小时。

螺杆油泵是借助三根共辆螺杆的旋转，形成密闭容积并沿轴向推移把油掖压出。这种油泵主要由主动螺杆、从动螺杆、泵体及端盖等零件组成。结构简单，流量及压力脉动小，传动平稳，噪音小，容积效率高，寿命长，吸入扬程高，但加工困难。不作轴向移动、只作旋转运动的螺杆，装在固定的光滑套筒内。

套筒内孔与螺杆外圆柱面之间的间原很小，以达到密封。如果螺杆的凹槽充满油液，且油液的猫度较大，当螺杆转动时，则因油的猫度较大被套简内表面吸住，不随探杆转动，那么这部分油液的移动螺母一样，被推着沿轴向移动，这样便可不断地从A腔吸入油液经B腔送出去。但是这种装皿不能产生较大的液压力，也就是不能作液压油泵使用，因为B腔和A腔是通过螺杆的螺旋槽连通了，并没有形成有效的密封容积。所以不能使B腔成为压力腔（即A、B两腔之间不能产生较大的压力差）。

为了达到螺杆油泵在运转时能输出压力油液，必须使泵体内只作旋转而不作轴向移动的一个或几个螺杆的一些凹槽能形成密闭的容积，并将吸入腔与压出腔严密地分隔开[3]。在螺杆转动时，这些密闭的容积沿轴向移动被挤压出去，这样的装置就是螺杆油泵[4]。

2.螺样油泵的主要零件及技术要求

2.1泵体泵体

一般采用HT20～40铸铁，泵的工作压力大于63公斤力/厘米2时，采用HT32～54铸铁制造。泵体与主、从动螺杆相配合之孔中心线不平行度允差为0.02毫米，其配合公差为 ，孔的锥度与椭圆度允差为0.005毫米；表面光洁度9。此外，要求泵体两端面与螺杆孔的中心线垂直，不垂直度不大于0.01毫米。外圆磨床上采用的螺杆油泵泵体的典型零件图。

2.2主动螺杆

主动螺杆一般采用45号钢或40cr钢制造（热处理调质，HB230～270）。制造过程中应保证齿形轮廓，螺距允许误差0.02毫米，螺距累积误差0.04毫米。螺杆热处理后磨外圆，锥度及椭圆度允差为0.005毫米；外圆表面光结度不低于9，曲线表面进行修光，其表面光洁度不应低于6。

螺杆的径向截面曲线是摆线，所以加工较困难，必须按照轴向截面的齿形制造刀具。因此，齿形刀具制造的精度将直接影响共辘螺杆的传动精度。忐形刀用样板翻制刀具。般是根据轴向截面齿形的X、V值制造样板，此外，在、扛动螺杆的轴颈赶镶有轴套，已用来平衡在压油腔内主动螺杆所受的轴向液压力，具有卸荷作用。

2.3从动螺杆

从动螺杆径向截面的曲线是与主动螺杆相互啮合的摆线，但螺杆的螺旋方向相反。它的制造方祛及所采用材料等与主动螺杆相同。但硬度低些，HB180～210即可。

3.结论

螺杆油泵的螺杆和泵套的加工工艺较复杂，精度要求较高。目前，螺杆的精加工，多采用盘状成形铣刀铣削，螺杆的材质采用耐磨铸铁、优质碳素钢或合金钢。这种方法对提高螺杆加工效率、保证良好的加工精度、简化加工刀具的制造等均不理想[5]。所以，改进螺杆加工工艺和采用新的螺杆加工方法是当前研究的新课题。

参考文献：

[1]黄锦章. 在微型计算机上计算螺杆盘铣刀[J].汽轮机技术.2013（05）

[2]刘扬娟. 螺杆转子齿形及其滚刀齿形的设计[J].流体工程. 2014（07）

[3]于杰，乔丹文. 加工任意型线螺杆的铣刀数值计算法[J].大连轻工业学院学报.2012（03）

[4]在工人阶级再教育下为设计中国型式的“五螺杆”泵做出贡献[J]. 数学的实践与认识.2014（01）.

作者简介：陈跃龙（1981.10-），男，籍贯，吴江，学历，本科，毕业院校，南京工程学院，现有职称，工程师，研究方向，螺杆式抽油泵。