螺杆泵工作原理及常见故障维修-尊龙凯时·中国官方网站

大东海泵业无锡有限公司是一家专业的螺杆泵生产厂家。在客户螺杆泵选型时，我公司水泵厂家会提供完善的螺杆泵型号、螺杆泵价格等售前服务，以供客户参考，并且我水泵厂家能为客户提供定制泵业产品的服务。本条产品资讯是关于螺杆泵工作原理及常见故障维修的知识：

螺杆泵按螺杆数量分为 ：
单螺杆泵——单根螺杆在泵体的内螺纹槽中啮合转动的泵。
双螺杆泵——由两个螺杆相互啮合输送液体的泵。
多螺杆泵——由多个螺杆相互啮合输送液体的泵。
单螺杆泵
是一种单螺杆式输运泵,它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）。其工作原理是当电动机带动泵轴转动时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动,液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。螺杆泵是一种新型的输送液体的机械,具有结构简单、工作安全可靠、使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点。
螺杆泵的基本工作原理
1.螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。图中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。主动螺杆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。
2.螺杆泵的工作原理是：螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当主动螺杆旋转时，螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下提高螺杆泵压力，并沿轴向移动。由于螺杆是等速旋转，所以液体出流流量也是均匀的。
螺杆泵特点为：螺杆泵损失小，经济性能好。压力高而均匀，流量均匀，转速高，能与原动机直联。
螺杆泵可以输送润滑油，输送燃油，输送各种油类及高分子聚合物，用于输送黏稠液体。
输送高粘度介质：
3.根据泵的大小不同可以输送粘度从37000-200000厘泊的介质。 
含有颗粒或纤维的介质：颗粒直径可以这30mm（不超过转子偏心距）。纤维长可以350mm（相当0.4位转子的螺距）。其含量一般可达介质窖的40%，若介质中的固体物为细微之粉沫状时，最高含量可达 60%或更高也能输送。 
要求输送压力稳定，介质固有结构不爱破坏时，选用单螺杆泵输送最为理想。　　
螺杆泵优点：从上述工作原理可以看出，螺杆泵有以下优点：
1)压力和流量范围宽阔。压力约在3.4-340千克力/cm 2，流量可达18600cm3/分；
2)运送液体的种类和粘度范围宽广；
3)因为泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速；
4)吸入性能好，具有自吸能力；
5)流量均匀连续，振动小，噪音低；
6)与其它回转泵相比，对进入的气体和污物不太敏感；
7)结构坚实，安装保养容易。
螺杆泵的缺点是，螺杆的加工和装配要求较高；泵的性能 对液体的粘度变化比较敏感。
4 螺杆泵的管理
4.1 起动
螺杆泵应在吸排停止阀全开的情况下起动，以防过载或吸空。
螺杆泵虽然具有干吸能力，但是必须防止干转，以免擦伤工作表面。假如泵需要在油温很低或粘度很高的情况下起动，应在吸排阀和旁通阀全开的情况下起动，让泵起动时的负荷******，直到原动机达到额定转速时，再将旁通阀逐渐关闭。当旁通阀开启时，液体是在有节流的情况下在泵中不断循环流动的，而循环的油量越多，循环的时间越长，液体的发热也就越严重，甚至使泵因高温变形而损坏，必须引起注意。
4.2 运转
螺杆泵必须按既定的方向运转，以产生一定的吸排。泵工作时，应注意检查压力、温度和机械轴封的工作。对轴封应该允许有微量的泄漏，如泄漏量不超过20-30秒/滴，则认为正常。假如泵在工作时产生噪音，这往往是因油温太低，油液粘度太高，油液中进入空气，联轴节失中或泵过度磨损等原因引起。
4.3 停车
泵停车时，应先关闭排出停止阀，并待泵完全停转后关闭吸入停止阀。
4.4 螺杆泵因工作螺杆长度较大，刚性较差，容易引起弯曲，造成工作失常。对轴系的连接必须很好对中；对中工作******是在安装定位后进行，以免管路牵连造成变形；连接管路时应独立固定，尽可能减少对泵的牵连等。此外，备用螺杆，在保存时******采用悬吊固定的方法，避免因放置不平而造成的变形公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。 
1.单螺杆泵的压力确定：单螺杆泵******输出压力是根据衬套级数即衬套的导程数来确定：
1级：最高工作压力为0.6 mpa；
2级：最高工作压力为1.2 mpa；
4级：最高工作压力为2.4 mpa；
由于输送介质情况不同，对于含有严重磨损性的介质，请参照表一选择衬套级数。
表一：根据介质的磨损性选择衬套级数
磨损性 一级 二级 
无 0.6mpa 1.2mpa 
一般 0.4mpa 0.8mpa 
严重 0.2mpa 0.4mpa 
2.单螺杆泵转速的选择：
单螺杆泵由于其结构特点，大部分使用在输送较高粘度的液体及含有颗粒的液体，因此其转数的选择非常关键，根据经验，列出表二、表三，您可根据具体情况综合考虑。
表二：根据介质的磨损性选择泵转速
磨损性 介质名称 转速（rpm） 
无 淡水、促凝剂、油、浆汁、肉沫、油漆、肥皂水、血液、甘油 400-1000 
一般 泥浆、悬浮液、工业废水、油漆颜料、废丝水（糖）、灰浆、鱼、麦麸、菜籽油过滤后的沉积物 200-400 
严重 石灰浆、粘土、灰泥、陶土 50-200 
＊表中给出了所输送的具体介质及其磨损特性的特例，请注意介质的特性随其浓度和温度的变化而变化。
＊当泵的规格大时，转速应选低一些。
表三：根据介质粘度选择泵转速
介质粘度（cst） 1-1000 1000-10000 10000-100000 100000-1000000 
转速（rpm） 400-1000 200-400 <200 <100 
＊在选择转速时也要根据经验，因为一些其他因素也影响着转速的选择，在最后确定了上述数值的同时******与生产厂家协商。
3.单螺杆泵衬套橡胶材料的选择：
单螺杆泵衬套为橡胶制品，也是单螺杆泵的一个易损件，它的选择好坏，直接影响衬套的寿命，一般正常情况下衬套的寿命为3-6个月，如果选用不当，衬套可能从钢管中脱落或橡胶掉块。
4.材料组合选择：输送不同性质的介质，需不同材料组合。
5.性能表：一般单螺杆泵的性能表或特性曲线都是以20c清水为介质（粘度为1cst）时的数据，对于输送不同粘度下的流量与轴功率不同。
6.轴封：根据需要和输送介质，可采用机械密封和填料密封两种，且这两种结构具有互换性。
7.泵的驱动方式：由于单螺杆泵为低速泵，泵的驱动方式较多，一般有低速电机直联（6级、8级）、齿轮减速电机驱动、无级变速电机驱动等方式。
螺杆泵在污水处理中的选用及应用过程
螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。
一、螺杆泵的转速选用 
螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。 
通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。 
二、螺杆泵的品质 
现在市场上的螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。 国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。 
三、确保杂物不进入泵体 
湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。 
四、避免断料 
螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干摩擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一，为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，当发生断料时，由于螺杆泵其有自吸功能的特性，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。 
五、保持恒定的出口压力 
螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。此时电机负荷急剧增加。传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处安装旁通溢流阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。
双螺杆泵和多螺杆泵
下面以三螺杆为例
它主要是由固定在泵体中的衬套(泵缸)以及安插在泵缸 中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相 啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成 吸排口之间的密封。
泵工作时，由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合， 故作用在主动螺杆上的径向力完全平衡，主动螺杆不承受弯 曲负荷。从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由泵缸衬套来支承，因此，不需要在外端另设 轴承，基本上也不承受弯曲负荷。在运行中，螺杆外圆表面和 泵缸内壁之间形成的一层油膜，可防止金属之间的直接接触，使螺杆齿面的磨损大大减少。
螺杆泵工作时，两端分别作用着液体的吸排压力，因此对螺杆要产生轴向推力。对于压差小于10千克力/cm2 的小型泵，可以采用止推轴承。此外，还通过主动螺杆的******油孔将 高压油引入各螺杆轴套的底部，从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。
螺杆泵和其它容积泵一样，当泵的排出口完全封闭时，泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。所以，在泵的吸排口处，就必须设置安全阀。
螺杆泵的轴封，通常采用机械轴封，并可根据工作压力的高低采取不同的形式。
2 三螺杆泵的结构
3 螺杆泵的性能
3.1 排量
螺杆泵的理论排量可由下式计算：
qt=60ftn m3/h
式中：f—泵缸的有效截面积，cm2；t—螺杆螺纹的导程， m；n—主动螺杆的每分钟转数。
螺杆泵的内部泄漏量qs：
qs=αp/σm
式中：p—泵的工作压力；σ—所排送的液体的粘度；α—与 螺杆直径和有效长度有关的系数；m=0.3-0.5。泵在压送不同粘度的液体时，其排量会发生变化。排量和 粘度的关系可由下式表示：
q2=qt-(qt-q1)(σ1/σ2)m
式中：q1—粘度为σ1时的排量；q2—粘度为σ2时的排量。
3.2 功率
泵的轴功率一般为水功率、摩擦功率和泄漏损失功率这三部分的总和。
水功率nc是指单位时间内泵传给液体的能量，也称输出 功率，可用下式计算：
nc=pq×10-3 千瓦
式中：p—泵的排出压力和吸入压力之差，帕；q—泵的实 际排量，m3/s。
摩擦功率是指液体粘性阻力产生的摩擦损失，可由下式表示：
nf=kn1.5d2 σm 千瓦
式中：n—转速；d—主动螺杆的外径；—粘度；k—与螺杆长度有关的系数；m=0.3-0.5。
由上可见，当泵运送的液体粘度不同时，泵的轴功率也将不同。
泄漏损失是指液体从高压处漏回低压处所造成的功率损失。
所以，当计算泵的轴功率时，如采用理论排量，则泵的轴功率由下式表示：
n=nfpqt10-3 千瓦
有关标准
cbm2224-1982 船用电动三螺杆泵技术条件
cb/t3708-1995 船用螺杆泵修理技术要求
gb/t10831-2008 船用电动单螺杆泵
gb/t10886-2002 三螺杆泵 
gb/t11035-2008 船用电动双螺杆泵泵 
gb/t11705-2009 船用电动三螺杆泵试验方法 
gb/t21411.1-2008 石油天然气工业井下设备人工举升用螺杆泵系统1泵
jb/t8091-1998 螺杆泵试验方法
jb/t8644-2007 单螺杆泵
jb/t8645-1997 潜水螺杆泵
jt/t547-2004 船用螺杆泵修理技术要求
shs01016-2004 螺杆泵维护检修规程
sy/t6084-2007 地面驱动螺杆泵使用与维护
故障处理
1.泵体剧烈振动或产生噪音：
产生原因：水泵安装不牢或水泵安装过高;电机滚珠轴承损坏;水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行等。
处理方法：装稳水泵或降低水泵的安装高度;更换电机滚珠轴承;矫正弯曲的水泵主轴或调整好水泵与电机的相对位置。
2.传动轴或电机轴承过热：
产生原因：缺少润滑油或轴承破裂等。
处理方法：加注润滑油或更换轴承。
3.水泵不出水：
产生原因：泵体和吸水管没灌满引水;动水位低于水泵滤水管;吸水管破裂等。
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。
螺杆泵注意事项　　
螺杆泵因其可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用的一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。 
一、螺杆泵的转速选用　
螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽然能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。 
通过减速机或无级调速机构来降低转速，使勘转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。 
二、螺杆泵的品质 
现在市场上的螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。 
国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。 
三、确保杂物不进入泵体 
湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。 
四、避免断料 
螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干磨擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一，为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，当发生断料时，由于螺杆泵其有自吸功能的特性，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。 
五、保持恒定的出口压力 
螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。此时电机负荷急剧增加。传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处安装旁通溢流阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。
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