螺杆泵的整体结构布局

螺杆泵的整体结构布局

本文从螺杆真空泵设计的角度出发，就螺杆泵的整体结构布局尝试开展设计思路和分析。

从螺杆泵的整体外观形态和两个螺杆转子的布局上，可以分为卧式泵和立式泵。两个转子轴竖直安放的为立式泵，两个转轴水平安放的为卧式泵。

目前的螺杆泵产品多采用平卧式布局。立式泵最明显的优点是气体流动方向与重力方向一致，有利于气流携带的杂质成分的排出，主要是可以避免卧式泵中常常在泵壁底面发生沉积、粘附的现象；立式泵也多采用悬臂式结构，因此具有悬臂式泵的特点。

立式泵的缺点包括：泵体重心高，距离地面固定位置远，因此振动可能偏大；进排气口位置高，对现场安装的适应性有影响；与卧式泵相比，立式泵油润滑系统更为复杂，排气端轴和外伸轴的密封难度变大。

从螺杆转子轴的支撑方式上，主要有两端支撑式转子和悬臂式转子两种结构。两端支撑式转子的卧式螺杆泵更为常见，技术成熟，具有轴承受力合理、振动小等动力学优点；不足之处是在吸气口附近有前端轴承，尽管有前端密封隔离，仍然存在着前端轴承润滑油（脂）通过进气管道返流污染被抽空间的危险。

与之相反，悬臂式转子结构在吸气端没有支撑轴承和密封件，因此彻底避免了这一污染风险。同时，悬臂式转子结构的最大优点是转子泵体可以做成钟罩式结构，从而可以在完全不拆卸螺杆转子的方式下将转子泵体拆卸下来，对泵体内腔和在位的螺杆转子对进行彻底清洗，这种在工作现场原位清洗的用户自维护作业方式，作业难度低且几乎不影响泵的工作性能，非常适合于被抽气体中可凝结粘附成分或固体杂质多、泵内污染严重需要及时清理的场合。

此外，悬臂式转子结构的螺杆泵采用端面进气方式，其吸气口开设在螺杆转子对吸气端的端面之外，不占用螺杆转子的啮合段（两端支撑式转子被吸气口占用的那一段转子啮合段对气体压缩无贡献），因此转子的总长度可以短一些。

实际上，悬臂式转子结构的主要缺点就是其动力学性能差，靠近转子的前端支撑轴承受力大，其中卧式悬臂泵因重力作用方向垂直于转子轴，受力不合理，转子体容易发生“摆头”等振动问题。所以悬臂式转子通常也有意地比两端支撑式转子设计得短而粗一些。

本文作者：张世伟,孙坤,韩峰，来自《螺杆真空泵设计的常见问题分析》

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