微啮合间隙高压螺杆泵

在流体输送，液压传动等技术领域，泵类设备被广泛应用于工农业生产，装备制 造，污水处理及社会生活各个方面。其中容积式泵的应用占到70％以上，而容积式泵中的螺 杆泵以其连续性好，寿命长，可靠性高等优点应用越来越多。本发明涉及一种微啮合间隙高 压螺杆泵。

泵类设备被广泛应用于工农业生产，装备制造，污水处理及社会生活各个领域，其 中容积式泵以齿轮泵，叶片泵，柱塞泵和螺杆泵为主要类型。在现有产品中，螺杆泵的突出 优点是连续性好，寿命长，可靠性高。但因螺旋曲面设计手段的限制，以及制造难度大等原 因，成为制约螺杆泵特别是高压螺杆泵发展的瓶颈。近些年，随着现代设计方法的应用和多 轴数控制造技术的普及，螺杆泵设计和产品制造有了长足的进步。本发明是一种微啮合间 隙高压螺杆泵。

本发明的目的在于提供一种微啮合间隙高压螺杆泵。本发明运用优选母线的方 法，形成共轭螺旋曲面在单自由度啮合运动中的微啮合间隙，提高螺杆泵工作压力。本发明 的母线为圆弧与过度曲线形成的组合空间曲线，母线绕螺杆轴线等速转动的同时，沿螺杆 轴线等速移动形成螺旋曲面。本发明装置由：凸螺杆，前轴承，前端盖，凹螺杆一，后轴承，后 端盖，凹螺杆二，泵体，油口组成。凸螺杆与两个凹螺杆啮合，电机带动凸螺杆转动，凸螺杆 带动两个凹螺杆转动，将油液从进油口吸入，经螺杆螺旋槽封油和加压后输送到出油口压 出。

按照本发明，用高精度数值计算方法和计算公式的参数计算表来表示螺旋曲面。 并按使用要求进行参数设定，达到微间隙接触曲线长度最优。

按照本发明，一个凸螺杆在中间，两个凹螺杆在两侧，螺杆轴线位于同一平面上。 凸螺杆与凹螺杆啮合，啮合接触线为空间曲线，且沿螺杆轴线的啮合处，啮合接触线相同。 凸螺杆左旋，凹螺杆右旋。当凸螺杆向一个方向转动时，两个凹螺杆向相反方向转动。

按照本发明，凸螺杆的内径与凹螺杆的外径相同，提高凸螺杆的扭矩承载功能力。

按照本发明，螺杆螺距根据流量要求设计，最大限度提高升程和传输效率，本发明 采用三头螺杆。

按照本发明，三个螺杆采用前、后滑动轴承支承。为了方便制造和使用，保证轴端 密封性能，前、后轴承均采用整体式结构的三孔滑动轴承，支承凸螺杆和两个凹螺杆的三个 滑动轴承为一个零件，整体加工。滑动轴承用耐磨轴承合金材料制造。

按照本发明，轴向间隙的控制与调整，可以通过前、后两个端盖与泵体之间的垫片 厚度和前、后轴承法兰背面的垫片厚度进行调整，保证端部密封性能。

附图结合实施实例说明本发明的具体结构和工作原理，其中：

图1是微啮合间隙高压螺杆泵的俯视剖视图；图中，1是凸螺杆，2是前轴承，3是前 端盖，4是凹螺杆一，5是后轴承，6是后端盖，7是凹螺杆二，8是泵体。

图2是本发明的局部剖视图，图中，1是凸螺杆，4是凹螺杆1，8是泵体，9是油口。

图3是本发明的螺杆实体图。

附图是本发明实施实例的微啮合间隙高压螺杆泵。本发明运用优选母线的方法， 形成共轭螺旋曲面在单自由度啮合运动中的微啮合间隙，提高螺杆泵工作压力。本发明的 母线为圆弧与过度曲线形成的组合空间曲线，母线绕螺杆轴线等速转动的同时，沿螺杆轴 线等速移动形成螺旋曲面。本发明装置由：1凸螺杆，2前轴承，3前端盖，4凹螺杆一，5后轴 承，6后端盖，7凹螺杆二，8泵体，9油口组成。凸螺杆1与两个凹螺杆4和7啮合，电机带动凸螺 杆1转动，凸螺杆1带动两个凹螺杆4和7转动，将油液从进油口吸入，经螺杆螺旋槽封油和加 压后输送到出油口压出。

按照本实施实例，用高精度数值计算方法和计算公式的参数计算表来表示螺旋曲 面。并按使用要求进行参数设定，达到微间隙接触曲线长度最优。

凸螺杆母线数据：

凸螺杆端截形部分坐标数据如下表：

凸螺杆轴截形部分坐标数据如下表：

凹螺杆母线数据：

凹螺杆端截形部分坐标数据如下表：

x y z

52.532946455115 -25.3390409845616 0

49.6128120283531 -22.7329688866357 0

47.2417533136833 -20.1072088504949 0

45.3059856186228 -17.4710643419962 0

43.7326883922218 -14.8291817041498 0

42.4730618397578 -12.183993181412 0

41.4935775490544 -9.53682678291102 0

40.7711005119573 -6.88844665734729 0

40.2900373504184 -4.23932806428158 0

40.0406436575483 -1.58980128652832 0

凹螺杆轴截形部分坐标数据如下表：

x y z

0 -59.9999979172292 -71.0286356478552

0 -56.0051543153906 -72.0845192498594

0 -52.5782320582081 -73.6330325830904

0 -49.6215701453871 -75.6415479659329

0 -47.0831453196475 -78.089668206815

0 -44.9371673018619 -80.9569754073884

0 -43.1738570893504 -84.214606116402

0 -41.7930910916745 -87.8190340671842

0 -40.799814382909 -91.7082191907486

0 -40.2004290631507 -95.8009428100875

0 -40.00802352665 -99.156724669345

按照本实施实例，一个凸螺杆1在中间，两个凹螺杆在两侧，螺杆轴线位于同一平 面内。凸螺杆与凹螺杆啮合，啮合接触线为空间曲线，且沿螺杆轴线的啮合处，啮合接触线 相同。凸螺杆1左旋，凹螺杆右旋。当凸螺杆1向一个方向转动时，两个凹螺杆4和7向相反方 向转动。

按照本实施实例，凸螺杆1的内径与凹螺杆的外径相同，以便提高凸螺杆1的扭矩 承载功能力。

按照本实施实例，螺杆螺距根据流量要求设计，最大限度提高升程和传输效率，本 发明采用三头螺杆。

按照本实施实例，三个螺杆采用前、后滑动轴承支承。为了方便制造和使用，保证 轴端密封性能，前、后轴承2和5均采用整体式结构的三孔滑动轴承，支承凸螺杆1和两个凹 螺杆4和7的三个滑动轴承为一个零件，整体加工。滑动轴承用耐磨轴承合金材料制造。

按照本实施实例，轴向间隙的控制与调整，可以通过前、后两个端盖3和6与泵体之 间的垫片厚度和前、后轴承2和5法兰背面的垫片厚度进行调整，保证端部密封性能。

按照本发明制造的微啮合间隙高压螺杆泵工作压力可达16MPa，寿命和可靠性优 良。