非密封型双螺杆泵的设计原理及性能分析

非密封型双螺杆泵又分为螺杆螺旋齿形服从齿轮啮合原理和不服从齿轮啮合原理两类。

（1）服从齿轮啮合原理的非密封型双螺杆泵 这类泵主要指A型双螺杆泵和C型双螺杆泵，它们的螺旋齿形的型线是由不同的摆线和渐开线组合而成。主动螺杆对从动螺杆传递扭矩主要借助于螺旋型线中的渐开线段齿形。均适用于排出压力小于1.5MPa的工况，输送汽油、煤油等低粘度介质时则不超过0.5MPa，A型泵最大流量为250m³/h左右，转速不大于1500r/min。C型双螺杆泵的转数和流量均大于A型双螺杆泵，通常转速为3000r/min。二者都适合输送带润滑性的介质。我国生产和使用A型双螺杆泵相对较少，使用较多的领域是为柴油机配套用。C型双螺杆泵在我国至今未见到生产和使用的，也仅见于前苏联的资料中提到流量为100t/h和150t/h的产品，用于舰船输送润滑油。C型双螺杆泵之所以少见，主要在于船用大流量的工况可选用五螺杆泵，陆用则采用Ω形双螺杆泵；而较小流量可采用加工较为方便、生产效率更高的A型泵。

和三螺杆泵相比，它们属于非密封型，故容积效率低于三螺杆泵，总效率也不如三螺杆泵。生产成本相对也要高些，但最大的优点是对杂质不如三螺杆泵敏感，不易发生故障，可靠性强于三螺杆泵。

（2）不服从齿轮啮合原理的非密封型双螺杆泵 这类泵主要指俗称“方牙形”双螺杆泵（端面型线为阿基米德螺旋线）和因螺旋端面齿形像字母“Ω”而笔者称之为Ω形的双螺杆泵，以及由Ω形双螺杆泵衍生的非对称型的摆线组合双螺杆泵。(www.xing528.com)

Ω形双螺杆泵最大的特点是一对螺杆依靠一对同步齿轮传递扭矩，两根螺杆有两对轴承支承，因此螺杆的螺旋面之间可以实现互不接触。这样的泵，螺杆螺旋面的各个几何尺寸可以独立地变化，一台泵在不改变外形尺寸的情况下，可以通过选择各自能独立改变的螺旋面几何要素的尺寸，得到适用于相当大范围内变化的不同性能参数的泵。也就是说一台泵仅仅用改变螺杆螺旋面的尺寸就可以衍生出许多规格的产品，增大了一台泵的使用范围，零件通用化程度得到很大提高，便于管理，也降低了一台泵的生产成本。目前这类泵最大的流量为3400m³/h，排出压力大都在3MPa以下，但对某些介质、在某些情况下，也可用在8MPa甚至更高的排出压力；在较低转速下可输送粘度高达4.62×10⁵mm²/s的介质；它的自吸能力非常好，发生短时间的脱流仍能迅速恢复正常运行；据Borne-mann资料，在转速为200r/min和一定的粘度范围内，最大的吸上高度可达8.5～8.65m。它广泛用于各种工业领域，能输送润滑性、非润滑性、腐蚀性和含有一定杂质的介质，甚至用于汽液混输。常用于各种油类、水、乳状液、膏状物、沥青和化工介质等。在舰船中常用于动力装置系统输送润滑油和燃油等介质，以及在一般系统中作各种油类的输送、压载、排水、消防、卫生和清洗等。它很好地兼有容积泵和叶片泵的优点，并在很大程度上消除了它们的不足，在泵类中应用领域最广。其缺点是结构相对于其他类型螺杆泵要复杂，价格略高；中和大流量的泵采用双吸式，外形的长度尺寸较大。

“方牙形”螺杆泵曾在20世纪四五十年代获得过广泛应用，后来逐渐被Ω形双螺杆泵取代。它通常只适用于排出压力不大于0.8MPa的低压工况，国外也有排出压力为1.6MPa的泵，但它的导程数（单头螺旋）竟为16.5！其性能不如Ω形双螺杆泵。本章对“方牙形”双螺杆泵仍作一些介绍，是考虑到在排出压力越低的情况下它与Ω形双螺杆泵性能的差别越小，而加工“方牙形”的螺杆螺旋刀具制作简单，刀具的生产工时和成本均低，加工螺杆螺旋的精度要求也容易达到，整台泵的成本也低于Ω形泵。而且这两类泵的结构完全相同，仅仅区别于螺杆螺旋的齿形曲线形状，其他的零件均可通用。因此，应该说“方牙形”双螺杆泵仍有一定的存在价值，不必全部淘汰。

由上可知，不同类型的双螺杆泵，其性能参数和使用场合各有特点，尽管有的双螺杆泵应用范围较窄，但仍有其存在的价值或不可替代性。近40年来双螺杆泵从品种到产量都有了飞跃的发展，在各种螺杆泵中占有越来越重要的地位，特别是应用范围越来越广，许多领域无法用其他泵类替代。从发展的角度看，它还会有新的螺杆螺旋齿形构成新的双螺杆泵品种出现，具有很大的发展空间。目前已有一些新的螺旋齿形构成新的双螺杆泵专利问世，只是尚未经过实践的检验。