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      螺桿泵工作原理與特點(diǎn)
      時(shí)間:2016-08-22 16:14 作者:遠(yuǎn)洋機(jī)械  點(diǎn)擊:
      螺桿泵是一種單螺桿式輸運(yùn)泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿(稱轉(zhuǎn)子)和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套(稱定子)。其工作原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿一方面繞本身的軸
        螺桿泵是一種單螺桿式輸運(yùn)泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿(稱轉(zhuǎn)子)和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套(稱定子)。其工作原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動(dòng),于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個(gè)螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),液體螺旋形方式從一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔,   后擠出泵體。螺桿泵是一種新型的輸送液體的機(jī)械,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作   ,使用維修方便、出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
        一種利用螺桿的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸排液體的泵,它   適于吸排黏稠液體。
       
      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)相銜接的密封面上,也存在著類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)稱嚙合,故作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力平衡,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   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   設(shè)置   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   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   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   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   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,   引起注意。
       
      4.2運(yùn)轉(zhuǎn)
        螺桿泵   按既定的方向運(yùn)轉(zhuǎn),以產(chǎn)生   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
        泵停車時(shí),應(yīng)先關(guān)閉排出停止閥,并待泵停轉(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   很好對(duì)中;對(duì)中工作   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)   好采用懸吊固定的方法,避免因放置不平而造成的變形公元前三世紀(jì),阿基米德發(fā)明的螺旋桿,可以平穩(wěn)連續(xù)地將水提至幾米高處,其原理仍為現(xiàn)代螺桿泵所利用。

       

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