螺旋齿形曲线几何要素对泵性能的影响

前面已经提到这类非密封性螺杆泵允许独立改变螺杆螺旋的深度、齿形曲线形状、螺距（或导程）和螺旋头数等几何要素的尺寸，从而使一台泵在相当宽的范围内得到不同的性能参数。这个特性非常重要，因此如何选择这些能直接影响泵性能的几何要素是设计产品时需要很好考虑的。

（1）螺旋深度的影响 在螺杆螺旋外形尺寸（即齿顶圆直径）相同时，螺旋深度越大，螺旋段的过流断面面积就越大，泵的理论流量Q_l也越大，之间的关系呈近抛物线的特性。在螺旋头数和导程相同时，的泵理论流量几乎比的泵大50%左右；但由图4-3也可以看出，越大，啮合线、、和就越短，即非密封的区域abc₁e和a₁dcf就会增大，密封性变差、漏泄也就增大。这种螺旋深度增大会引起通过两根螺杆相啮合的螺旋面之间的间隙的泄漏量增大，泄漏增大的程度会比理论流量的增大更为剧烈，泄漏之间的关系近似指数特性。而当接近0.8时，螺旋深度的减小使理论流量减小，却会造成相对的泄漏量增大，也会使容积效率下降。因此取何种比例值最佳是需要慎重选择的。允许变化的范围为，但根据经验通常选择比较合理的范围为。较小的值建议用于低压泵和用来输送的介质为粘度较大的介质；较大的值适用于水和粘度较小的介质以及排出压力相对较高的泵。若仅仅从最高容积效率的角度看，较好的螺旋深度为7左右。

（2）螺旋导程（螺距）的影响 理论流量Q_l和螺旋导程T（单头螺旋为螺距t）的长度存在着线性关系，导程（螺距）越大，每转理论流量也越大。导程的增大也会引起螺旋面之间的间隙总量的增大，该间隙与导程之间也存在着近于线性的关系。

工作长度相同时导程（螺距）越小，密封腔数就越多。这样就有可能在相同的容积效率情况下，建立较高的压力，或在相同的压力下，泄漏减小，具有较高的容积效率，但理论流量也会随着导程（螺矩）的变小而减少，反之亦然。

导程（螺距）的选择还需考虑泵内的轴向流速。在第二章和第三章中已提到过轴向流速的大小会直接影响到泵吸入性能的优劣和泵汽蚀是否会发生。

经验指出，用不同的螺旋深度和不同的导程（螺距）相配合得到相同理论流量的方法，从获得更高容积效率的观点，选择较小的螺旋深度和较大的导程（螺距）构成螺旋的方法是较为有利的。常用的螺旋导程为。(www.xing528.com)

国内外许多制造厂针对一台泵采取不同螺旋几何要素值衍生出不同性能参数的产品时，最为简单的方法是常常采用螺旋的齿形曲线不变，仅仅改变导程（螺距），使短导程（螺距）的泵因增加导程（螺距）数，而具有较高压力和较小的流量；长导程（螺距）的情况相反，使一台泵适用于较宽的性能参数范围。

（3）螺旋头数的影响 Ω形双螺杆泵也常有采用改变螺旋头数使一台泵具有不同的性能参数。改变螺旋头数而不改变齿形曲线形状，实际上也就是改变了导程或螺距，虽然螺旋横截面过流断面面积因螺旋头数不同，即齿形数目不同而发生变化，但影响的趋势是相仿的。螺杆的螺旋头数采用单头和双头两种。

对Ω形泵来说，在螺杆螺旋齿形曲线和螺距相同的情况下，双头螺旋的导程长度为单头螺旋的螺距长度的一倍。由式（4-13）和式（4-14）可知，单头螺旋的齿根圆中心角2τ_r和齿顶圆中心角2τ_R与双头螺旋的齿根圆中心角2τ_r和齿顶圆中心角2τ_R是不相等的。因此，双头螺旋泵的理论流量并不因导程比单头螺旋的螺距大一倍而等于单头螺旋泵理论流量的一倍，实际上是大一倍还略多一些。对同一台泵而言，工作长度通常是不变的，因此单头螺旋泵的密封腔数要比双头螺旋的密封腔数多一倍，故能建立较高的压力；在相同的压力下，单头螺旋螺杆的泵的容积效率就比双头螺旋螺杆的泵要高。

（4）齿形曲线的影响 在相同的螺旋齿顶圆直径和相同的导程（螺距）情况下，允许螺旋由不同的齿形曲线构成。不同齿形曲线构成的螺旋齿形会对理论流量、密封性的好坏、容积效率的大小、排出压力的大小乃至泵的吸入性能等都会产生影响。只是不同于Ω形螺杆螺旋面的齿形构成的泵就不再是Ω形双螺杆泵，而成了另一类双螺杆泵。在此将齿形曲线接近的、螺杆螺旋面的一侧与Ω形泵的齿形曲线完全相同、另一侧将Ω形泵齿形曲线中的长幅外摆线延伸到齿顶圆的这种齿形构成的泵归入Ω形双螺杆泵的衍生产品。对这类泵本应取名为另外一类独立的某型双螺杆泵，考虑到它的应用没有Ω形双螺杆泵广，齿形又接近，就列入Ω形泵齿形的衍生产品，不再单独立为一类双螺杆泵。当然还可能会出现其他形状齿形的泵，存在着出现新产品的发展空间。