在牛顿流体、非牛顿流体和气一液两相流体输送中，螺杆泵有其独

特的优势。而应用最广泛的单、双和三螺杆泵的结构、工作原理截然

不同。从经济适用角度考虑，此三类螺杆泵都有其它泵不能取代的应

用领域。单螺杆泵由于型线简单、型面精度要求不高，可采用无屑加

工的高效工艺，所以价格低，在其结构及适应性等方面也有诸多优点

，在非润滑介质、含固体介质和腐蚀性介质的输送方面独树一帜。目

前，国内生产单螺杆泵的企业远多于生产双、三螺杆泵企业。单螺杆

泵中单头单螺杆泵(即1／2型面)占绝大多数，而国际上已逐步推广先

进的双头单螺杆泵(即2／3型面)。本文分析了它们的优缺点并探讨其

工艺途径和横截面型线(各公式推导过程从略)，为新型线的推广和应

用提供参考。

    1型线种类
    1.1常规型线(1／2型面横截面型线如图l例所示，简称A型，是最

古老的型线，由法国工程师Myan0首先提出。转子截形为圆。其直径

D=2a，偏心距e，节距t，单头。定子截形是两半径为a，圆心相距4e

的长圆。其参数:节距T=2t，双头。转子运动轨迹是转子截面重心以e

为半径在2e为半径的圆内滚动r即所谓卡丹诺圆问鄹的行星运动。转

子头数

    与定子头数之比为12。

    1.2新型线(2/3型面)

    分为B型、C型，是近几年国内外提出的新型线。
    B型转子截形为半径a，圆心相距4e的长圆，其直径D=2a，偏心距

e，节距t，双头。C型转子截形是类椭圆，其直径D=2a，偏心距e，最

大半径b=a+2e，节距t，双头。

    如前述卡丹诺圆运动，滚动半径为1．5e，以e为半径的圆上一点

运动轨迹谓之骨线。转子运动时，其对称轴线49问线段与骨线共轭，

运动过程中转子外廓的展成线即为定子型线。虽运动轨迹相同，由于

转子截形不同，所展成的定子型线差异甚大，B型为三瓣花形C型为类

三角形。其节距丁=1．5t，三头。转子头数与定子头数之比为23。
    2型线方程
    AB型转子型线方程相同iC型转子型线方程为类椭圆。
    新型线定予方程与骨线相关。滚圆上的A1点，当圆心转过由角时

运动至赴点，其骨线方程为式(I)。B型定子廓形是以a为半径的骨线

等距线(侣线)与以a为半径的圆弧组成。侣线方程为式(2)。纯圆弧段

是圆心不在原点的圆方程为式(3)。X0和Y0为骨线尖点坐标。C型定子

型线方程与B型类似，故略。

    3各型面优缺点
    (1)A型
    优点:转子和定子型线简单，生产历史长，加工经验丰富，有高

效、经济的工艺方法。如转子采用连续冲压工艺制造空心螺杆厂，不

仅高效、省材，而且可提高泵的效率和寿命。通常，定子多采用模具

加工的橡胶制品。然而在高压情况，因橡胶受压变形，使介质回流，

泵效率急剧下降，有的高压泵效率仅l．0％左右。解决此问题，刚性

套是一个有效途径。因A型定子型线简单，使其刚性套的制造较容易
    缺点：由于转子和定子接触面的相对运动并非纯滚动，尤其在定

子两直线段滑动速率较大，易磨损。

    2：2／3型
    同参数情况下，2／3型较A型流量大，因而同流量时体积较小。

例如．．e=0．2cm，D亍1．75cm，理论流量Q（m/r）:
    A型:Q=1．36T
    B型Q=1.612T
    C型Q=1.6041T
    同参数情况下，B型理论流量较A型大2πe2值,C型流量略小于B型

。
    转子是双头，因而其重心偏移率是A型的一半。从而可允许较高

的转速，且噪声较小。每转的腔室由2x3代替1x2，使泵脉动降低较多

。腔室的增加也使滑动速率较大的区问瞬时速度比A型低，由此可减

少磨损，提高寿命。此外，新型面密封性强，可提高容积效率。
    在新型线中，由于B型定子型线是由非连续方程曲线展成，廓形

存在6个硬过渡点(，骨线侣线与尖点圆弧过度处)，显然对运转寿命

有所影响。然而C型定子廓形是由连续方程曲线展成，故无此现象。
    综合分析，目前我国宜推广C型泵。据悉，C型在一些国家已商品

化，如德国阿尔维勒AG公司推出的AED系列等螺杆泵。
    4工艺探讨．

    A型转子工艺较成熟，可采用成形车、靠模车、旋风铣、连续冲

压等方法。连续冲压成型目前是A型转子最佳生产方式之一。

    国外采用多轴腔机床加工2／3型转子，成本较高。国内已有单位

引进其加工机床，如WEIN-GARTNER公司的VARID型五轴数控铣床，可

加工很多种类螺杆的精密型面以及单螺杆泵的转子、模芯和刚性套。

但单螺杆泵结构特点厂多为硬转子、软定动是属于型面复杂并非精密

(相对双、三螺杆泵而言)的产品，因此如仅将其作为加工单螺杆泵的

专用机床，则显然功能过剩。况且该型中等规格设备，价位约1000万

元，也是值得考虑的问题。据作者经验分析，样机或小批生产用带靠

模装置的普通机床即能完成,若大批生产，在现有A型转子加工机床上

安装仿型铣头，作者已完成结构设训即可胜任。

    A型橡胶定子模芯加工可采用车、铣、磨等多种方法，各厂对此

已有丰富经验。新型线模芯的工艺方法与A型类同。关键是要有正确

的型线坐标信线性或非线性收缩的补偿匐。A型刚性套的加工用普通

万能机床即可,2／3型刚性套加工则需极昂贵的设备。

    5 CAD型线设计实例

    本文用类似三螺杆泵型线改进所用的轨迹法进行编程。该方法简

单可靠，无需建立包络方程，该程序已用于双、三螺杆泵的型线设计。

程序为模块化设计，将其以程序包纳入刀具设计软件后，上海J9集团九游泵业制造有限公司

不仅可计算单螺杆泵转子、定子的端、轴、法截面，还可计算转子、定子模

芯的成形车、铣、滚、磨等刀具型线以及该刀具的铲磨砂轮工艺参数

。程序还具有各类橡胶模芯收缩量的补偿功能，为单螺杆泵新旧型线

的研究和生产提供了方便。