单螺杆泵的优点和市场应用
一、单螺杆泵的优点：
单螺杆泵由于型线简单、型面精度要求不高，可采用无屑加工的高效工艺，所以价格低，在其结构及适应性等方面也有诸多优点，在非润滑介质、含固体介质和腐蚀性介质的输送方面独树一帜。目前，国内生产单螺杆泵的企业远多于生产双、三螺杆泵企业。单螺杆泵中单头单螺杆泵(即1/2型面)占绝大多数，而国际上已逐步推广先进的双头单螺杆泵(即2/3型面)。本文分析了它们的优缺点并探讨其工艺途径和横截面型线(各公式推导过程从略)，为新型线的推广和应用提供参考。
.单螺杆泵的概念
单螺杆泵是一种新型的内啮合回转式容积泵。主要工作部件是偏心螺杆(转子)和固定的衬套(定子)。
2.与其他泵相比，单螺杆泵的优势
和离心泵相比，单螺杆泵不需要装阀门，而流量是稳定的线性流动。
和柱塞泵相比，单螺杆泵具有更好的自吸能力。
和隔膜泵相比，单螺杆泵可输送各种混合杂质，含有气体及固体颗粒或纤维的介质，也可输送各种腐蚀性物质。
和齿轮泵相比，单螺杆泵可输送高粘度的物质。
与柱塞泵、隔膜泵及齿轮泵不同的是，单螺杆泵可用于药剂填充和计量。
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1 螺杆泵的基本工作原理
螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。图1表示三螺杆 泵的剖视图。图中，中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转， 两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺 杆的螺纹均为双头螺纹。
由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸 入口和排出口之间， 就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其 中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在 各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断 向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。
螺杆与壳体之间的密封面是一个空间曲面。 在这个曲面上存在着诸如ab或de之类的非密封区，并且与螺杆的凹槽部分形成许多三角形的缺口abc、def。这些三角形 的缺口构成液体的通道，使主动螺杆凹槽A与从动螺杆上的 凹槽B、C相连通。而凹槽B、C又沿着自己的螺线绕向背面， 并分别和背面的凹槽D、E相连通。由于在槽D、E与槽F(它属 于另一头螺线)相衔接的密封面上，也存在着类似于正面的三 角形缺口a’b’c’，所以D、F、E也将相通。这样，凹槽ABCDEA也就组成一个“∞” 形的密封空间(如采用单头螺纹，则凹槽将顺轴向盘饶螺杆， 将吸排口贯通，无法形成密封)。不难想象，在这样的螺杆 上，将形成许多个独立的“∞”形密封空间，每一个密封空间所占有的轴向长度恰好等于累杆的导程t。因此，为了使螺杆 能吸、排油口分隔开来，螺杆的螺纹段的长度至少要大于一个导程。
(二)、工艺探讨.
1、A型转子工艺较成熟，可采用成形车、靠模车、旋风铣、连续冲压等方法。连续冲压成型目前是A型转子最佳生产方式之一。国外采用多轴腔机床加工2/3型转子，成本较高。国内已有单位引进其加工机床，如WEIN-GARTNER公司的VARID型五轴数控铣床，可加工很多种类螺杆的精密型面以及单螺杆泵的转子、模芯和刚性套。但单螺杆泵结构特点厂多为硬转子、软定动是属于型面复杂并非精密(相对双、三螺杆泵而言)的产品，因此如仅将其作为加工单螺杆泵的专用机床，则显然功能过剩。况且该型中等规格设备，价位约1000万元，也是值得考虑的问题。据作者经验分析，样机或小批生产用带靠模装置的普通机床即能完成,若大批生产，在现有A型转子加工机床上安装仿型铣头，作者已完成结构设训即可胜任。3、 A型橡胶定子模芯加工可采用车、铣、磨等多种方法，各厂对此已有丰富经验。新型线模芯的工艺方法与A型类同。关键是要有正确的型线坐标信线性或非线性收缩的补偿匐。A型刚性套的加工用普通万能机床即可,2/3型刚性套加工则需极昂贵的设备三、CAD型线设计实例：1、本文用类似三螺杆泵型线改进所用的轨迹法进行编程。该方法简单可靠，无需建立包络方程，该程序已用于双、三螺杆泵的型线设计。2、 程序为模块化设计，将其以程序包纳入刀具设计软件后，不仅可计算单螺杆泵转子、定子的端、轴、法截面，还可计算转子、定子模芯的成形车、铣、滚、磨等刀具型线以及该刀具的铲磨砂轮工艺参数。程序还具有各类橡胶模芯收缩量的补偿功能，为单螺杆泵新旧型线的研究和生产提供了方便。
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3、 表l为CAD计算实例。其计算参数为e=20、D=1 70。实用时，点的密度可任意设定。型线坐标值，转子为l/4型线段;定子为1/6型线段。使用时将其对称排列即全廓形。表中第3点是B型线的硬过渡点。
(1)双头单螺杆泵性能优越，在原单头单螺杆泵基础上改型简便。
(2)例根据产品特点，几乎原生产1/2型单螺杆泵企业转型生产2/3型产品，工艺上不存在太大困难。
(3)本文CAD软件能满足不同条件的企业对2/3型单螺杆泵产品开发的要求。 |
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