三螺杆泵理论流量和参数优化方案

主动螺杆每转一周，理论上就是将三根相啮合的螺杆螺旋槽中的介质沿着螺杆的轴向移动一个导程T的距离，即每转一周排出的介质容积就等于泵的工作长度段横截面的过流断面面积A乘以导程T。

故泵每秒钟的理论流量Q_l为

式中 n——每分钟的转数。

将式（3-60）代入式（3-61），三螺杆泵的每秒的理论流量Q_l为

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由于T=kd_j，Q_l=0.0207236Tnd²_j=0.0207236knd_j³

若采用长导程，则Q_l=0.069079nd³_j

若采用长导程，则Q_l=0.034539nd³_j

由式（3-62）可以看出，不同的A、T和n的配合可以得到相同Q_l的值，因此设计产品时应根据产品的性能和外形尺寸等的要求来选择最为合适的A、T和n的值。增大转速n的优点是在v_z一定时，可得到较小的d_j，即可缩小机组的体积。由式（3-62）知，Q_l和n一次方成正比，而与d³_j成正比，通常设计泵时，常常选择增大节圆直径来达到流量值。因为增大不多的d_j可达到增大较多的流量，尤其对高压小流量的泵，增大d_j还可起到改善细长螺杆的挠度变形和易保证螺杆衬套细长孔的加工精度。而且相同的螺旋工作长度l，T越小，可包含的密封腔数就越多，这对高压三螺杆泵是很重要的。还必须指出，增大转数n是以满足泵的吸入性能为前提，即轴向速度v_z不能超过许可值；导程T也不能太小，否则可能造成加工从动螺杆螺旋槽时发生“干涉”。这从图3-5可以看出，从动螺杆齿形的轮廓曲线呈“收口”形状，用成型铣刀加工齿形时，在导程较小（即螺旋角较小）的情况下，可能会切削到“收口”处的齿廓，即发生干涉，而且螺旋角小到一定程度，螺杆旋转时还会发生自锁现象。因此导程T的减小是受到限制的，也就是d_j的增大也是受到限制的。由此可以得出，在一定的转数下，泵是有一个最大的理论流量值。