螺杆泵和螺杆马达的工作原理及特点介绍

　　螺杆泵实质上是一种外啮合的摆线齿轮泵，它是利用螺杆的转动，将液体沿轴向压送的一种转子型容积泵。按螺杆根数可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和多螺杆泵等。螺杆泵的结构简单紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，输油均匀，噪声小，容许采用高转速，容积效率较高 （９０％～９５％），对油液污染不敏感，它的主要缺点是螺杆形状复杂，加工较困难，不易保证精度。螺杆泵主要应用于精密机床、舰船等液压系统，还可以用来输送黏性较大或具有悬浮颗粒的各种液体。
 

　　
　　螺杆泵的工作原理及特点
　　
　　（１）螺杆泵的工作原理
　　
　　在液压系统中，一般使用的是三螺杆泵，如图３.３６所示。图中，中间为主动螺杆 （凸螺杆）３，两侧为从动螺杆 （凹螺杆）４，三个螺杆的外圆与壳体的对应弧面保持着良好的配合。在横截面内，它们的齿廓由几对摆线共轭曲线组成，螺杆的啮合线把主动螺杆和从动螺杆的螺旋槽分割成多个相互隔离的密封工作腔，即按导程分段密封，每个导程的三螺杆之间的凹槽组成一个完全密封的容腔，将吸入腔与排出腔隔开。
　　
　　随着螺杆的旋转，这些密封工作腔一个接一个地在左端形成，不断从左向右移动 （主动螺杆每转一转，每个密封工作腔移动一个螺旋导程），并在右端消失。密封工作腔形成时，它的容积逐渐增大，进行吸油；消失时，容积逐渐缩小，将油压出。螺杆泵的螺杆直径愈大，螺旋槽愈深，排量就愈大；螺杆愈长，导程数越多，螺杆泵的额定压力越高 （一个导程为一级，每级压差为０.２～０.５ＭＰａ）。标准的三螺杆泵，其从动螺杆齿根圆直径、从动螺杆齿顶圆直径与主动螺杆齿顶圆直径的比值为１∶３∶５。
　　
　　（２）螺杆泵的工作特点
　　
　　① 在螺杆啮合传动时，由于形成齿轮的横截面面积保持不变，因此液体占据的部分面积等于常量并以一定的轴向速度向排油口转移，其瞬时理论流量均匀无脉动，噪声低。
　　
　　② 螺杆泵的传动件在径向和轴向均达到了液压力平衡，且主动螺杆与从动螺杆的截面为摆线啮合的纯滚动运动，啮合面之间无相对滑移，使得螺杆、壳体等相对运动的零件磨损极小，泵的寿命长。
　　
　　③ 螺杆泵因自吸能力好，所以可得到高转速、大流量。
　　
　　螺杆马达的工作特点
　　
　　螺杆泵与螺杆马达具有良好的可逆性，所不同的是，螺杆马达的进、出油口大小相等，螺杆采用双向轴向力平衡措施。当液压泵的高压油进入螺杆马达后，液压力便在凸螺杆的螺旋面上产生切向力，形成液压转矩，迫使凸螺杆拖动负载旋转。
　　
　　随着螺杆的旋转，油液被带到低压腔排出。螺杆马达的理论输出转矩均匀无脉动。由于转速均匀、噪声小、效率高，允许高速旋转，因此特别适于作高速马达。
　　
　　合理地选择液压泵及液压马达，对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。