第二节
螺 杆 泵
2-2-1螺杆泵的结构和工作原理
? 由缸套，主,动螺杆组成。
? 主、从动螺杆转向相反。
? 各啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间的间隙很小，
在泵内形成多个彼此分隔的容腔
? 转动时，下部容腔 V增大，吸入液体，然后封闭。
? 封闭容腔沿轴向上升
? 新的吸入容腔又在吸入端形成。
? 一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。
? 螺杆反转，则吸、排方向相反。
图 2— 8 船用三螺杆泵的典型结构
图 2— 8 三螺杆泵的几何形状和密封
三螺杆泵的啮合线
图 2-11 单螺杆泵的结构和工作
? 泵缸由丁晴橡胶制成
? 当螺杆回转时，各分隔剖面即从右向左移动。而
排出液体。
? 螺杆轴线相对于泵缸轴线有圆周运动。所以设有
万向轴 3。
2-2-1双螺杆泵的结构和工作原理
? 双螺杆泵有密封和非密封型两类。
? 密封型
? 由渐开线和摆线组合而成
? 其 ηv略逊于摆线啮合的螺杆泵
? 但能使工艺简化，成本降低。
? 非密封型
? 采用两根 D相同、单头、定螺距、矩形或梯形齿形的螺杆
? 不能形成完全封闭的啮合线，属于非密封型螺杆泵。
? 为减少漏泄，需增加导程数，又要限制螺杆的长度，故不得不
减小螺旋的升角，从而导致螺杆自锁。
? 因此，传递扭矩需靠齿轮，主动和从动螺杆彼此不直接接触。
图 2— 14 双螺杆泵
? 外轴承式 - 同步齿轮和轴承装在泵体外面，单独润滑
? 内轴承式 - 齿轮和轴承置于泵体内部
? 上图是两侧吸入、中间排出结构，轴向力可基本平衡。
2-2-2 螺杆泵 (screw pump)的流量
?运转时，液体将从缸套与螺杆端面之间的
空隙部分连续流出，因此，其过流面积,
A=缸套内腔横截面积 -螺杆端面横截面积
而轴向流速,
V=导程 ? 转速
?由于过流面积 A和轴向流速都不随时间而变，
故螺杆泵的流量十分均匀，其理论流量
Q = 60Atn m2／ h
2-2-2 螺杆泵的实际流量
? 主要内漏泄途径：
? 螺杆顶圆与泵缸或衬套之间（径向间隙）
? 减少径向间隙可减少内漏，但间隙太小使摩擦功率
损失增加
? 啮合螺杆之间之间（啮合间隙）
? 密封型泵啮合线漏泄少，而非密封型较大。
?泵内各封闭容腔的 P是从排出向吸入端递减
?三螺杆泵 ηv =0.75～ 0.95
?单螺杆泵 ηv =0.65～ 0.75
?双螺杆泵 ηv ＝ 0.5 ～ 0.85。
选择题
? 单螺杆泵的螺杆与传动轴的连接一般采用 。
A 刚性连接 B 弹性连接 C 摩擦离合器连接 D 万向轴连
接
? 三螺杆泵封闭腔长度 。
A 等于一个导程 B 略大于一个导程
C 略小于一个导程 D 略大于一个螺距
? 下列泵中额定扬程 (或排压 )与转速无关的是 。
A 螺杆泵 B 旋涡泵 C 离心泵 D 水环泵
? 下列泵中流量最稳定的是 。
A 叶片泵 B 齿轮泵 C 摆线齿轮泵 D 螺杆泵
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -轴向力
?有轴向推力
?端面液压力指向吸入端
?螺旋面液压力 (hydraulic pressure)
? 在凸螺杆上指向吸入端
? 在凹螺杆上指向排出端
? 空间 ?腔使 螺旋面 P上下不同于 凸螺杆
? 部分抵消了端面轴向力。总受力较小。
? 空转期间，传递转矩的力指向排出端，但这力不大
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -轴向力
?为平衡螺杆轴向力，可采用的措施有：
(1)设置止推轴承
? 常装在轴向力较大的凸螺杆上
? 凹螺杆靠螺杆端面承受轴向力
? 这种方法适于工作压力小于 1.6MP的泵。
(2)采用双吸型式
? 从两端吸入，中间排出。
? 轴向力平衡，降低吸入流速，改善吸入性能
? 适用于大 Q泵。
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -轴向力
(3)液力平衡装置 (图 2— 8)
? 凸螺杆有平衡活塞 2
? 上部有泄油管 19。活塞受力向上，大部分轴向力被平衡
? 凸螺杆中钻有油孔
? 将压力油液引到各螺杆下端的平衡轴套 9,10之中，产生
与轴向力方向相反的平衡力
? 只要选择平衡活塞的承压面积和上述各轴套的大小，即可
使各杆轴向力完全平衡
? 装有推力垫圈 1,8和推力垫块 12
? 以弥补液力平衡系统可能出现的平衡不足
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -径向力
? 凸螺杆各处的
径向液压力完
全对称
? 凹螺杆承受径
向不平衡力
（一边啮合状
态，圆周液压
力不同）
? 但两凹螺杆所
受力大小相同、
方向相反。
2-2-3 三螺杆泵的受力分析 -转矩
? 凸螺杆
? 还产生切向分力，形成阻转矩
? 主动杆向从动杆传递转矩，也受到阻转矩作用
? 凹螺杆
? 凹槽下螺旋面液压力产生阻转矩
? 凹槽上螺旋面液压力产生助转矩
? 这两个转矩大小不等（作用面积不同）
? 设计良好时，凹槽中的油液除产生指向排出端的轴向推力外，
还能产生一个正好可以克服凹螺杆摩擦力矩的转矩
? 工作时，凹螺杆不是靠凸螺杆 (而是通过压力油 )直接传
递转矩而驱动，可大大减轻啮合线的磨损
2-2-4 螺杆泵的特点
1．没有困油现象，流量和压力均匀
? 故工作平稳，噪声和振动较少。
2．轴向吸入，没有离心力的影响，吸入性能好。
? 三螺杆泵允许吸上真空高度可达 8m水柱
? 单螺杆泵可达 8.5 m水柱
? 高转速运转，故流量范围大
? 三螺杆泵的 Q一般在 0.6— 750 m3／ h之间
? 非密封型双螺杆泵已有 1200m3／ h
? 单螺杆泵由于采用橡胶泵缸，转速一般不超过 1500 r／ min，
一般流量较小，目前多为 0.3— 40m3／ h。
3,三螺杆泵受力平衡和密封性能良好
? ηv高，允许的工作 P高，可达 20MPa
? 单螺杆泵和非密封型双螺杆泵额定排出压力不宜太高
2-2-4 螺杆泵的特点
4,对所输送的液体搅动少
? 水力损失可忽略不计
? 适于输送不宜搅拌的液体
? 适用的粘度范围也很宽
? 单、双螺杆泵还可输送非润滑性和含固体杂质的液体。
5．零部件少，相对重量和体积小，磨损轻，维修工
作少，使用寿命长。
? 缺点
? 螺杆轴向尺寸较长，刚性较差。
? 加工和装配要求较高。
? 三螺杆泵的价格较高，但双和单螺杆泵低于往复泵,
2-2-4 螺杆泵的使用场合
? 三螺杆泵常用作,
? 主机的滑油泵
? 燃油泵以及货油泵
? 液压泵。
? 单螺杆泵多用作,
? 油水分离器的污水泵
? 废物焚烧炉的输送泵
? 粪便输送泵、渣油泵、污油泵 (sludge pump)
? 也可作海水泵和甲板冲洗泵等
? 双螺杆泵,
? 除做各种油泵外
? 也可做压载泵、消防泵、卫生水泵和锅炉给水泵等。
2-2-5 螺杆泵的管理要点
1．应防止干转
? 以免严重磨损
? 单螺杆泵如断流干转，橡胶泵缸将很快会烧毁
? 初次使用或拆检装复后应向泵内灌入液体
? 工作中应严防吸空
? 停用时也需使泵内保存液体。
2．三螺杆泵吸入管路必须装 40— 60目滤器，吸入油面应高
出吸入管口 100mm以上
? 新接管路中的焊渣、铁锈等固体杂质应予清除，
? 保持所排送液体的洁净，及时清洗滤器，
? 工作时如有异常声响，应立即停车检查。
2-2-5 螺杆泵的管理要点
3．一般螺杆泵都有固定的转向，不应反转
? 否则推力平衡装置就会丧失作用，使泵损坏。
4．运行注意
? 起动时应先将吸、排截止阀全开
? 停用时
? 先断电，后关排出阀，等停转再关吸入阀，以免泵内存液吸空
? 泵出口装有安全调压阀
? （可在起动前将其调松，达到额定转速后再把压力回）
? 泵不允许长时间完全通过调压阀回流运转
? 不应靠调压阀大流量回流使泵适应小流量的需要
? 节流损失严重，会使液体温度升高，甚至使泵变形而损坏。
2-2-5 螺杆泵的管理要点
5．螺杆的存放，安装而使用
? 螺杆较长，刚性较差，容易弯曲变形
? 安装时要注意保持螺杆表面间隙均匀
? 吸、排管路应可靠地固定，避免牵连泵体引起变形；
? 泵轴与电机轴的联轴节应很好对中
? 螺杆拆装起吊时要防止受力弯曲
? 备用螺杆保存时最好悬吊固定，以免放置不平而变形
? 使用中应防止过热而使螺杆因膨胀而顶弯
6．要防止吸油温度太低、粘度过高，或吸油带入大
量空气，以及吸入滤器堵塞
? 否则会使泵吸入真空度过大，产生气穴和噪声。
螺 杆 泵
2-2-1螺杆泵的结构和工作原理
? 由缸套，主,动螺杆组成。
? 主、从动螺杆转向相反。
? 各啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间的间隙很小，
在泵内形成多个彼此分隔的容腔
? 转动时，下部容腔 V增大，吸入液体，然后封闭。
? 封闭容腔沿轴向上升
? 新的吸入容腔又在吸入端形成。
? 一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。
? 螺杆反转，则吸、排方向相反。
图 2— 8 船用三螺杆泵的典型结构
图 2— 8 三螺杆泵的几何形状和密封
三螺杆泵的啮合线
图 2-11 单螺杆泵的结构和工作
? 泵缸由丁晴橡胶制成
? 当螺杆回转时，各分隔剖面即从右向左移动。而
排出液体。
? 螺杆轴线相对于泵缸轴线有圆周运动。所以设有
万向轴 3。
2-2-1双螺杆泵的结构和工作原理
? 双螺杆泵有密封和非密封型两类。
? 密封型
? 由渐开线和摆线组合而成
? 其 ηv略逊于摆线啮合的螺杆泵
? 但能使工艺简化，成本降低。
? 非密封型
? 采用两根 D相同、单头、定螺距、矩形或梯形齿形的螺杆
? 不能形成完全封闭的啮合线，属于非密封型螺杆泵。
? 为减少漏泄，需增加导程数，又要限制螺杆的长度，故不得不
减小螺旋的升角，从而导致螺杆自锁。
? 因此，传递扭矩需靠齿轮，主动和从动螺杆彼此不直接接触。
图 2— 14 双螺杆泵
? 外轴承式 - 同步齿轮和轴承装在泵体外面，单独润滑
? 内轴承式 - 齿轮和轴承置于泵体内部
? 上图是两侧吸入、中间排出结构，轴向力可基本平衡。
2-2-2 螺杆泵 (screw pump)的流量
?运转时，液体将从缸套与螺杆端面之间的
空隙部分连续流出，因此，其过流面积,
A=缸套内腔横截面积 -螺杆端面横截面积
而轴向流速,
V=导程 ? 转速
?由于过流面积 A和轴向流速都不随时间而变，
故螺杆泵的流量十分均匀，其理论流量
Q = 60Atn m2／ h
2-2-2 螺杆泵的实际流量
? 主要内漏泄途径：
? 螺杆顶圆与泵缸或衬套之间（径向间隙）
? 减少径向间隙可减少内漏，但间隙太小使摩擦功率
损失增加
? 啮合螺杆之间之间（啮合间隙）
? 密封型泵啮合线漏泄少，而非密封型较大。
?泵内各封闭容腔的 P是从排出向吸入端递减
?三螺杆泵 ηv =0.75～ 0.95
?单螺杆泵 ηv =0.65～ 0.75
?双螺杆泵 ηv ＝ 0.5 ～ 0.85。
选择题
? 单螺杆泵的螺杆与传动轴的连接一般采用 。
A 刚性连接 B 弹性连接 C 摩擦离合器连接 D 万向轴连
接
? 三螺杆泵封闭腔长度 。
A 等于一个导程 B 略大于一个导程
C 略小于一个导程 D 略大于一个螺距
? 下列泵中额定扬程 (或排压 )与转速无关的是 。
A 螺杆泵 B 旋涡泵 C 离心泵 D 水环泵
? 下列泵中流量最稳定的是 。
A 叶片泵 B 齿轮泵 C 摆线齿轮泵 D 螺杆泵
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -轴向力
?有轴向推力
?端面液压力指向吸入端
?螺旋面液压力 (hydraulic pressure)
? 在凸螺杆上指向吸入端
? 在凹螺杆上指向排出端
? 空间 ?腔使 螺旋面 P上下不同于 凸螺杆
? 部分抵消了端面轴向力。总受力较小。
? 空转期间，传递转矩的力指向排出端，但这力不大
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -轴向力
?为平衡螺杆轴向力，可采用的措施有：
(1)设置止推轴承
? 常装在轴向力较大的凸螺杆上
? 凹螺杆靠螺杆端面承受轴向力
? 这种方法适于工作压力小于 1.6MP的泵。
(2)采用双吸型式
? 从两端吸入，中间排出。
? 轴向力平衡，降低吸入流速，改善吸入性能
? 适用于大 Q泵。
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -轴向力
(3)液力平衡装置 (图 2— 8)
? 凸螺杆有平衡活塞 2
? 上部有泄油管 19。活塞受力向上，大部分轴向力被平衡
? 凸螺杆中钻有油孔
? 将压力油液引到各螺杆下端的平衡轴套 9,10之中，产生
与轴向力方向相反的平衡力
? 只要选择平衡活塞的承压面积和上述各轴套的大小，即可
使各杆轴向力完全平衡
? 装有推力垫圈 1,8和推力垫块 12
? 以弥补液力平衡系统可能出现的平衡不足
2-2-3三螺杆泵的受力分析 -径向力
? 凸螺杆各处的
径向液压力完
全对称
? 凹螺杆承受径
向不平衡力
（一边啮合状
态，圆周液压
力不同）
? 但两凹螺杆所
受力大小相同、
方向相反。
2-2-3 三螺杆泵的受力分析 -转矩
? 凸螺杆
? 还产生切向分力，形成阻转矩
? 主动杆向从动杆传递转矩，也受到阻转矩作用
? 凹螺杆
? 凹槽下螺旋面液压力产生阻转矩
? 凹槽上螺旋面液压力产生助转矩
? 这两个转矩大小不等（作用面积不同）
? 设计良好时，凹槽中的油液除产生指向排出端的轴向推力外，
还能产生一个正好可以克服凹螺杆摩擦力矩的转矩
? 工作时，凹螺杆不是靠凸螺杆 (而是通过压力油 )直接传
递转矩而驱动，可大大减轻啮合线的磨损
2-2-4 螺杆泵的特点
1．没有困油现象，流量和压力均匀
? 故工作平稳，噪声和振动较少。
2．轴向吸入，没有离心力的影响，吸入性能好。
? 三螺杆泵允许吸上真空高度可达 8m水柱
? 单螺杆泵可达 8.5 m水柱
? 高转速运转，故流量范围大
? 三螺杆泵的 Q一般在 0.6— 750 m3／ h之间
? 非密封型双螺杆泵已有 1200m3／ h
? 单螺杆泵由于采用橡胶泵缸，转速一般不超过 1500 r／ min，
一般流量较小，目前多为 0.3— 40m3／ h。
3,三螺杆泵受力平衡和密封性能良好
? ηv高，允许的工作 P高，可达 20MPa
? 单螺杆泵和非密封型双螺杆泵额定排出压力不宜太高
2-2-4 螺杆泵的特点
4,对所输送的液体搅动少
? 水力损失可忽略不计
? 适于输送不宜搅拌的液体
? 适用的粘度范围也很宽
? 单、双螺杆泵还可输送非润滑性和含固体杂质的液体。
5．零部件少，相对重量和体积小，磨损轻，维修工
作少，使用寿命长。
? 缺点
? 螺杆轴向尺寸较长，刚性较差。
? 加工和装配要求较高。
? 三螺杆泵的价格较高，但双和单螺杆泵低于往复泵,
2-2-4 螺杆泵的使用场合
? 三螺杆泵常用作,
? 主机的滑油泵
? 燃油泵以及货油泵
? 液压泵。
? 单螺杆泵多用作,
? 油水分离器的污水泵
? 废物焚烧炉的输送泵
? 粪便输送泵、渣油泵、污油泵 (sludge pump)
? 也可作海水泵和甲板冲洗泵等
? 双螺杆泵,
? 除做各种油泵外
? 也可做压载泵、消防泵、卫生水泵和锅炉给水泵等。
2-2-5 螺杆泵的管理要点
1．应防止干转
? 以免严重磨损
? 单螺杆泵如断流干转，橡胶泵缸将很快会烧毁
? 初次使用或拆检装复后应向泵内灌入液体
? 工作中应严防吸空
? 停用时也需使泵内保存液体。
2．三螺杆泵吸入管路必须装 40— 60目滤器，吸入油面应高
出吸入管口 100mm以上
? 新接管路中的焊渣、铁锈等固体杂质应予清除，
? 保持所排送液体的洁净，及时清洗滤器，
? 工作时如有异常声响，应立即停车检查。
2-2-5 螺杆泵的管理要点
3．一般螺杆泵都有固定的转向，不应反转
? 否则推力平衡装置就会丧失作用，使泵损坏。
4．运行注意
? 起动时应先将吸、排截止阀全开
? 停用时
? 先断电，后关排出阀，等停转再关吸入阀，以免泵内存液吸空
? 泵出口装有安全调压阀
? （可在起动前将其调松，达到额定转速后再把压力回）
? 泵不允许长时间完全通过调压阀回流运转
? 不应靠调压阀大流量回流使泵适应小流量的需要
? 节流损失严重，会使液体温度升高，甚至使泵变形而损坏。
2-2-5 螺杆泵的管理要点
5．螺杆的存放，安装而使用
? 螺杆较长，刚性较差，容易弯曲变形
? 安装时要注意保持螺杆表面间隙均匀
? 吸、排管路应可靠地固定，避免牵连泵体引起变形；
? 泵轴与电机轴的联轴节应很好对中
? 螺杆拆装起吊时要防止受力弯曲
? 备用螺杆保存时最好悬吊固定，以免放置不平而变形
? 使用中应防止过热而使螺杆因膨胀而顶弯
6．要防止吸油温度太低、粘度过高，或吸油带入大
量空气，以及吸入滤器堵塞
? 否则会使泵吸入真空度过大，产生气穴和噪声。
