泊头市齿轮油泵配套销售处

1 　概述

　　螺杆泵在我国20 世纪50 年代就已生产,近年来螺杆泵技术及其应用发展较快。

　　螺杆泵属于容积式泵,从结构上分:单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵及五螺杆泵。其中双螺杆泵及三螺杆泵属于典型的工业泵类,本文所述的螺杆泵就指的是这两种泵。图1 所示为三螺杆泵剖面图结构之一,而双螺杆泵结构形式较多,本文所述的是无需通过齿轮传动而是由螺旋曲面直接传递扭矩的双螺杆泵,即图2 所示的分体组合式双螺杆泵[1 ] 。两者的工作原理基本相同,使用场合相似,区别在于双螺杆泵输送的介质粘度范围更宽些,且适用于非牛顿流体的输送。两者总效率相差不大,但双螺杆泵的容积率略低于三螺杆泵。

2 　螺杆泵在加热炉燃烧系统中的应用

　　目前,有些中小型钢铁厂和其它冶金加工厂在没有气体燃料 (如煤气) 的条件下,仍在使用液体燃料。而液体燃料最为广泛采用的是重油。比如加热炉燃烧系统在重油的输送及喷燃过程中,选择合适的泵机组对炉子的正常工作很重要。由于重油的正常工作粘度一般都比较高(80 ℃时在50 ×102-6m2/ s以上) ,而且随着温度的变化,其粘度的变化比较大。这就要求我们应该选择合适的泵种以适应这些介质的输送,使之稳定而无故障地运行。尤其是重油的喷燃,泵机组输送压力的恒定很重要。根据调查发现,目前采用外啮合齿轮泵(称齿轮泵) 的用户仍居多。其实在这些系统中如果采用螺杆泵则是有更多优点。

211 　螺杆泵可无脉动地工作

　　螺杆泵工作时,通过螺杆转子与泵套的孔壁间形成的一个个密封腔,平稳地从低压区运送到高压区,在整个运送过程中,介质作纯轴向运动,可完全做到无脉动地运送介质。这一点与齿轮泵不同。齿轮泵工作时,在齿轮的转动下,介质作轴向与径向及其复合方向的运动,产生明显的搅拌现象。其输出压力的表现形式:螺杆泵的输出压力比较稳定,齿轮泵则出口压力会有波动。这一点在输送高粘度的介质(如重油等) 时比较突出。

　　现将在现场采用同规格的螺杆泵及齿轮泵在完全相同工况条件下并在输送出口压力为1 MPa 时进行了简单的对比,测量了这样两组数据:当输送重油粘度约为75 ×102-6m2/ s 时,齿轮泵出口压力表的指针跳动幅度为±0. 16 ,三螺杆泵出口压力表的指针跳动幅度为±0. 05 ,双螺杆泵出口压力表的指针跳动的幅度为±0. 04 ;而当输送重油粘度约为150 ×102-6m2/ s  时,齿轮泵出口压力表的指针跳动幅度为±0. 22 ,三螺杆泵出口压力表的指针跳动的幅度为±0. 06 ,双螺杆泵出口压力表的指针跳动的幅度为±0. 04 。这说明,螺杆泵在重油的输送和喷燃过程中,介质的输送压力很稳定。并且随着介质粘度的加大,螺杆泵(尤其是双螺杆泵) 的无脉动特点相比之下更为明显。

212 　螺杆泵的使用寿命

　　无论是螺杆还是齿轮泵,齿部的磨损是决定其寿命的最重要因素。因为齿部磨损会导致流量的明显下降,效率降低。在长期调查中发现,齿轮泵在重油输送及喷燃系统中连续运转的使用寿命约为3～6 个月,而螺杆泵的使用寿命基本上都在1 年以上。

　　经考查并咨询了相关的泵生产厂家有关加工生产工艺,并进行了多次对比,基本可排除因转子的材料及其热处理的原因导致上述差异的存在。认为其原因主要是,除了上述的螺杆泵可无脉动平稳地工作外,还在于螺杆泵工作时对介质粘度的变化不敏感,而与运转中机械振动小引起的泵内部机械损耗小等因素则直接相关。

　　同时对某钢管厂重油输送及喷燃系统中齿轮泵和螺杆泵的使用情况进行统计,使用工况为连续工作制。对于齿轮泵1999 年平均使用寿命为4 个月,2000 年平均使用寿命为4. 5 个月。2001 年改用了螺杆泵后,两年时间除了出现一次密封损坏更换密封外,未出现过齿形明显磨损而报废的问题。

3 　螺杆泵在冶金设备液压系统中的运用

311 　螺杆泵用于主轧机润滑系统

　　在轧钢厂,主轧机机组齿轮箱的润滑系统工作是否稳定可靠影响到整个轧制生产过程。以往众多工厂采用的是齿轮泵,近两年选用螺杆泵的开始多起来。因为采用螺杆泵用于润滑系统具有如下优点:

　　(1) 正确使用的螺杆泵机组具有振动小,噪声级很低的特点。泵机组产生振动与噪声的因素很多,在完全相同的使用工况下,螺杆泵机组与齿轮泵机组相比,其振动及噪声级更低些。

　　如试验采用振动速度传感器进行机组的振动测试,测验工况完全相同,采用9 ×102-6m2/ s 的试验介质为液压油,泵的排量67 mL/ r ,改变螺杆与齿轮转子的转速测定出螺杆泵与齿轮泵的振动情况见图3。同样,采用噪音计分别测定其噪声级情况见图4。

　　从图中曲线可以看出,螺杆泵机组在输送油品时无论是振动幅度还是噪声级均低于在同等条件下使用的齿轮泵机组。这一点当输送介质的粘度增大时更为明显。

　　(2) 螺杆泵可做到较长工作时间内不会加剧输送介质的乳化。液压系统对工作介质的抗乳化性能有严格要求,采用齿轮泵由于对工作介质会产生搅拌,油中的水分容易与油形成乳化液,使油易产生沉淀物并降低油的润滑性能。螺杆泵输送介质时做纯轴向运动,平稳、无脉动,对介质不会产生搅拌,因而可在较长时间内不会加剧工作介质的乳化。

312 　采用螺杆泵输送水乙二醇

　　水乙二醇传动液属于合成型传动液,其抗燃性能优于液压油,在冶金设备的液压系统中使用很广泛。水乙二醇在工作中如果受到反复搅拌、水分蒸发,粘度上升,其抗燃性能会下降,使用性能受到影响。这就要求在输送这种工作介质时,泵机组不能使之产生明显的温升,不能产生乳化及泡沫。由于螺杆泵输送工作介质时的无脉动性,选用螺杆泵可起到理想的使用效果。新余钢铁有限责任公司两座转炉液压系统采用了螺杆泵输送水乙二醇,1 年多来使用效果很好。

4 　选用螺杆泵存在的问题和建议

　　螺杆泵具备许多优异的使用性能,尤其是平稳无脉动地输送介质,然而由于其螺旋曲面的制造是通过成型铣削加工,制造精度较高,工装多,因而制造成本高,价格比同规格的齿轮泵高许多,因此,在一些要求不高的使用场合可不选用螺杆泵。

　　近年来,一些高等院校如华南理工大学、西安交通大学等正致力于开发螺杆泵的螺旋曲面及加工的最新工艺。比如精密铸造成型法、爆炸成型法、车—磨成型法等新工艺,有望大幅度降低螺杆泵的制造成本。随着螺杆泵技术的发展,质优价廉的螺杆泵将会得到更广泛的普及和应用。