五螺桿泵作艦船主機(jī)滑油泵的應(yīng)用特點(diǎn)

五螺桿泵主要用作艦船主機(jī)滑油泵，基本上不作陸用。有些艦船動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)者不明白艦船主機(jī)滑油泵為何選用五螺桿泵，而不選用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、噪聲相對(duì)較小且造價(jià)也較低的三螺桿泵？五螺桿泵作主機(jī)滑油泵的優(yōu)點(diǎn)在哪里？
　　先，五螺桿泵和三螺桿泵一樣都適宜于輸送清潔的潤(rùn)滑性介質(zhì)，作滑油泵是它們的主要功用。艦船用主機(jī)滑油泵曾廣泛采用三螺桿泵，這與當(dāng)時(shí)五螺桿泵尚未問(wèn)世或問(wèn)世不久人們對(duì)其尚不甚熟悉有關(guān)，但后來(lái)艦船用主機(jī)滑油泵的選型則逐漸以五螺桿泵替代三螺桿泵，尤其在較大的流量工況下。這種趨勢(shì)發(fā)生的重要原因是五螺桿泵的運(yùn)行性優(yōu)于三螺桿泵！因?yàn)槿輻U泵對(duì)介質(zhì)清潔程度要求，對(duì)介質(zhì)中的雜質(zhì)非常敏感，如果介質(zhì)中含有雜質(zhì)，尤其是金屬屑粒，就極易造成螺桿“抱軸”現(xiàn)象，使泵極易受損。而五螺桿泵雖對(duì)介質(zhì)的清潔程度也有較高的要求，但對(duì)介質(zhì)中的雜質(zhì)敏感性比三螺桿泵要低得多，究其原因是由于二者的螺桿螺旋齒型構(gòu)成不同所致。
　　有些使用者認(rèn)為三螺桿泵的運(yùn)行是由主動(dòng)螺桿推動(dòng)從動(dòng)螺桿，這種認(rèn)識(shí)是不正確的。實(shí)際上三螺桿泵螺桿螺旋的端而齒形是擺線，螺桿襯套和其包容的主動(dòng)螺桿和從動(dòng)螺桿構(gòu)成的螺旋槽在理論上是封閉的密封腔，因此螺桿泵運(yùn)行時(shí)主動(dòng)螺桿推動(dòng)螺桿副之間形成的密封腔中的介質(zhì)，再由密封腔中的介質(zhì)推動(dòng)從動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，這就要求螺桿螺旋型而之間的間隙較小，使密封腔具有較好的密封性。由從動(dòng)螺桿的旋轉(zhuǎn)原因可知，從動(dòng)螺桿在螺桿襯套的孔內(nèi)是處于浮動(dòng)狀態(tài)，從動(dòng)螺桿與螺桿襯套孔之間的間隙在運(yùn)行時(shí)無(wú)法的間隙值一旦有雜質(zhì)落入上述二種間隙內(nèi)，螺桿就會(huì)發(fā)生“抱軸”的故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使螺桿和螺桿襯套毀壞。而五螺桿泵其螺桿螺旋端而齒型是由擺線和漸開(kāi)線組合而成，主動(dòng)螺桿螺旋型而上的漸開(kāi)線段在運(yùn)行時(shí)推動(dòng)從動(dòng)螺桿上相嚙合的漸開(kāi)線段，從而使從動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)。這種齒型使五螺桿泵由螺桿襯套和其包容的螺旋槽所組成的密封腔并不是密封的，一旦有雜質(zhì)落入螺旋型而之間時(shí)，能將雜質(zhì)“軋”過(guò)去或?qū)㈦s質(zhì)推入以漸開(kāi)線部分作為傳力齒型的不密封的螺旋槽內(nèi)，從而有可能避免螺桿發(fā)生“抱軸”；而且五螺桿泵的五根螺桿均有上、下滑動(dòng)軸承，因此螺桿襯套孔與螺旋外徑之間不固定不變的間隙值，而且間隙值也大于上、下滑動(dòng)軸承處的間隙。因此，五螺桿泵與三螺桿泵的相應(yīng)部位相比較，前者可以通過(guò)相對(duì)較大的雜質(zhì)，不易發(fā)生“抱軸”現(xiàn)象，可見(jiàn)五螺桿泵對(duì)雜質(zhì)的敏感性相對(duì)于三螺桿泵要好得多，其性比三螺桿泵的要高。
　　這里需特別指出，艦船主機(jī)滑油泵在系泊試驗(yàn)時(shí)常被用作竄油泵，用來(lái)清洗管路。盡管我們作為泵的設(shè)計(jì)者，并不認(rèn)同這種把螺桿泵兼作竄油泵的做法，因?yàn)榧幢闶俏迓輻U泵也對(duì)雜質(zhì)還是比較敏感的。竄油過(guò)程應(yīng)當(dāng)采用對(duì)顆粒性雜質(zhì)適應(yīng)性較好的泵來(lái)竄油，避免螺桿泵在竄油時(shí)損壞。但實(shí)際上，船廠在系泊試驗(yàn)時(shí)用另一種泵先竄油，然后再換成螺桿泵作主機(jī)滑油泵試驗(yàn)存在的困難，所以許多船廠仍將主機(jī)滑油泵兼作竄油泵用。另外據(jù)我們了解，三螺桿泵作竄油泵時(shí)發(fā)生“抱軸”的故障遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于五螺桿泵。在這種情況下，顯然五螺桿泵比三螺桿泵為。盡管船廠在泵的處也裝有濾器，但仍常有雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)，況且濾器的濾網(wǎng)如果很密，則也會(huì)造成吸入阻力太大，易發(fā)生運(yùn)行不正常的現(xiàn)象。
　　主機(jī)滑油泵以五螺桿泵取代三螺桿泵的另一個(gè)原因在于：五螺桿泵適合于低壓大流量的工況，三螺桿泵不適合大流量的工況。相同情況下，五螺桿泵的外形尺寸小于三螺桿泵的，這對(duì)于機(jī)艙空間有限的艦船，尤其是艦艇來(lái)說(shuō)，也是一個(gè)不可忽視的因素。
　　考慮到三螺桿泵螺桿螺旋之間是擺線嚙合，在螺旋角較小的情況下，不能傳遞很大的圓周力；而五螺桿泵螺桿螺旋的傳力齒型是漸開(kāi)線，可以傳遞較大的圓周力，因此可以采用較小的螺旋角。而螺旋角的大小決定了螺桿泵輸送介質(zhì)的軸向流速，決定了螺桿泵的吸上性能，即汽蝕發(fā)生與否，這對(duì)泵而言，是一個(gè)非常重要的性能。對(duì)于船用主機(jī)滑油泵，基本上都不是處于倒灌狀態(tài)下運(yùn)行，對(duì)吸上性能有相當(dāng)高的要求。由上可知，在相同流量和相同轉(zhuǎn)速的情況下，五螺桿泵可以有較小的軸向速度、即具有較三螺桿泵好的吸上性能；若二者流量相同且采用相同的軸向速度，則五螺桿泵就可以取比三螺桿泵高的轉(zhuǎn)速。
　　以上所述便是艦船用主機(jī)滑油泵用五螺桿泵而淘汰三螺桿泵的原因。而不應(yīng)該像有些人所以為的，應(yīng)以三螺桿泵代替五螺桿泵。
　　目前雖然五螺桿泵的噪音略高于三螺桿泵，以及五螺桿泵的結(jié)構(gòu)較三螺桿泵復(fù)雜，但在今后進(jìn)一步的研究以及改進(jìn)中仍可以解決。