采油螺桿泵工作時(shí)，螺桿在襯套中的特定運(yùn)動(dòng)(行星運(yùn)動(dòng))實(shí)現(xiàn)螺桿與襯套幾何型面的嚙合，從而完成對(duì)地下原油的舉升功能。這就決定著螺桿一襯套副之間的運(yùn)動(dòng)特性，以及運(yùn)動(dòng)特性與幾何參數(shù)的相關(guān)性，其中螺桿一襯套副的接觸滑動(dòng)速度及其分布規(guī)律是影響其磨損的關(guān)鍵因素之一。
3G螺桿泵中兩個(gè)等螺距同旋向螺旋曲面副的空間共扼問題可轉(zhuǎn)化為平面共扼曲線副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題，因此對(duì)單螺桿泵的嚙合狀況及運(yùn)動(dòng)特性分析可集中在螺桿一襯套副的橫截面上。螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子的橫截面曲線簡(jiǎn)稱線型。在工況下，與螺桿泵磨損密切相關(guān)的螺桿一襯套副間的運(yùn)動(dòng)特性和力學(xué)特性等主要取決于螺桿泵的線型及其參數(shù)組合，為此本章先簡(jiǎn)要介紹螺桿泵的線型設(shè)計(jì)方法和過程，之后再研究螺桿一襯套副的運(yùn)動(dòng)特性。
由于長(zhǎng)幅擺線不適用于保溫螺桿泵，普通內(nèi)擺線是短幅內(nèi)擺線在變幅系數(shù)為1時(shí)的情況，因此本章研究短幅內(nèi)擺線型螺桿泵的螺桿一襯套副間的接觸滑動(dòng)速度及其分布規(guī)律。
由單螺桿泵的工作原理和油田現(xiàn)場(chǎng)螺桿泵的失效統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，螺桿一襯套副間的磨損是導(dǎo)致螺桿泵失效的主要原因之一。摩擦副的磨損程度主要取決于材料的能、滑動(dòng)速度、法向壓力和潤(rùn)滑條件等因素。本文直接針對(duì)螺桿泵磨損失效問題，根據(jù)采油螺桿泵的工況和使用性能要求，針對(duì)螺桿泵運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和力學(xué)特性、螺桿泵壓力傳遞和分布規(guī)律，以及三螺桿泵襯套橡膠磨損特性等幾個(gè)方面，利用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的手段，系統(tǒng)地進(jìn)行研究和探討，以搞清螺桿泵的磨損失效機(jī)理，探索降低螺桿一襯套副嚙合過程中的摩擦和磨損的方法和途徑，將螺桿泵檢泵周期短的局面。
螺桿泵在使用中遇到的問題
1、保溫螺桿泵在輸送高溫液體時(shí)個(gè)別情況抽不上油，其主要原因是閥漏氣，高粘度螺桿泵本身形成不了真空，所以抽不上油。
2、螺桿泵使用一段時(shí)間容易出現(xiàn)噪音大、振動(dòng)大的問題，往往主要原因是螺桿油泵的主、被軸在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)下，特別是在輸送潤(rùn)滑性差的介質(zhì)時(shí)主被軸、符合套嚴(yán)重磨損造成的，應(yīng)及時(shí)跟換。否則也會(huì)加快齒輪的磨損速度。
3、不銹鋼螺桿泵使用一段時(shí)間后特別是輸送低粘度潤(rùn)滑性差的介質(zhì)時(shí)，容易產(chǎn)生不上油或者流量不夠、壓力低的狀況。主要原因是螺桿油泵的內(nèi)部齒輪經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪受到了磨損，使齒輪與泵之間的軸向間隙過大、齒輪端面與止推板之間的端面間隙也隨之增大，從而造成螺桿油泵內(nèi)部在泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下在泵內(nèi)部產(chǎn)生大量?jī)?nèi)卸，所以造成了螺桿油泵的流量不夠，壓力低的狀況。
單螺桿泵的優(yōu)勢(shì)是使用壽命長(zhǎng)，不易出故障，運(yùn)行。前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)提出泵輸送清潔的礦物油(運(yùn)動(dòng)粘度不小于0.4cSte和溫度達(dá)60℃)時(shí)，從啟用到次大修應(yīng)不少于。平均工作期的故障出現(xiàn)間隔不少于6000h。當(dāng)流量下降15%時(shí)，認(rèn)為泵的壽命終了。日本川崎產(chǎn)品平均壽命10萬h以上，IMO公司產(chǎn)品壽命一般為3—20年。鴻海的產(chǎn)品輸送清潔的潤(rùn)滑性介質(zhì)時(shí)，壽命也普遍可達(dá)數(shù)萬小時(shí)，甚至更長(zhǎng)。
不銹鋼螺桿泵采用變頻器控制流量，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲就會(huì)變大。這是由于使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化的變頻器產(chǎn)生的輸入電流的波形不平滑，這也會(huì)使泵排出壓力的脈動(dòng)增大。
重本節(jié)所述的從動(dòng)螺桿是由密封腔內(nèi)介質(zhì)的液壓力矩推動(dòng)旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)可以知道，這種擺線嚙合的三螺桿泵的運(yùn)行還具有可逆性，而且由于螺桿直徑小，可減小回轉(zhuǎn)力矩，其飛輪效應(yīng)很小，因此可以實(shí)現(xiàn)在起動(dòng)時(shí)立即產(chǎn)生全負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并可以轉(zhuǎn)向，噪聲也小。鴻海泵業(yè)曾對(duì)高壓三螺桿泵作過滿負(fù)載連續(xù)起動(dòng)(停車再起動(dòng))，每分鐘起動(dòng)達(dá)10次之多。泵在停車時(shí)由于高壓介質(zhì)的倒流，泵立即逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，再起動(dòng)時(shí)泵又反向旋轉(zhuǎn)，動(dòng)作自如，運(yùn)行：故若把壓力源的介質(zhì)輸入泵內(nèi)，三螺桿泵就會(huì)變成液壓馬達(dá)，可以用它來帶動(dòng)其他設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)的三螺桿泵就變成為原動(dòng)機(jī)了。液壓馬達(dá)和高粘度螺桿泵的差別僅僅在于和出口的互換。液壓馬達(dá)是高壓介質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)，三螺桿泵則是高壓介質(zhì)從泵內(nèi)排出，因此兩者的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種液壓馬達(dá)的效率仍會(huì)在相當(dāng)?shù)呢?fù)荷范圍內(nèi)保持很高。螺桿螺旋升角大的泵，即導(dǎo)程大的泵，作液壓馬達(dá)尤為優(yōu)越。
