三螺杆泵作为一种转子式容积泵，广泛应用于石油、化工、机械、电力等领域。然而，在其工作过程中，轴向力的产生是一个不可忽视的问题。本文将详细分析三螺杆泵轴向力的产生原因及其对泵性能的影响。

　　一、三螺杆泵的基本工作原理

　　三螺杆泵由一根主动螺杆和两根从动螺杆组成，这些螺杆在泵缸内相互啮合，形成一系列密封的工作容腔。随着螺杆的旋转，这些容腔沿轴向移动，实现液体的吸入、压缩和排出。

　　二、轴向力的产生原因

　　1.液压力差异：螺杆泵在工作时，螺杆两端分别受到吸入端和排出端的液压力作用。由于排出端的压力通常高于吸入端，因此会产生一个指向吸入端的不平衡轴向力。

　　2.螺纹槽内的油液静压力：由于主、从动螺杆螺纹槽上表面的垂直投影面积不等，螺纹槽内的油液静压力也会对主、从动螺杆产生一个附加液压轴向力。主动螺杆螺旋面的附加液压轴向力与螺杆端面的液压轴向力指向相同，而从动螺杆螺旋面的附加液压力的方向则指向排出端。

　　3.主动螺杆的阻转矩：主动螺杆由电动机直接带动旋转，其螺旋面上的液压力除产生指向吸入端的轴向力外，还会产生切向分力，从而产生阻碍螺杆转动的阻转矩。

　　三、轴向力对泵性能的影响

　　1.轴承负荷加重：轴向力的存在会显著增加轴承的负荷，导致轴承磨损加剧，缩短其使用寿命。这不仅增加了维护成本，还可能影响泵的稳定运行。

　　2.泵轴弯曲或振动：过大的轴向力可能导致泵轴发生弯曲或振动，进而影响泵的运行精度和效率。严重时，还可能引发泵的故障，造成设备损坏。

　　3.密封性能下降：轴向力的变化会影响密封件的压紧程度，导致泄漏或密封失效。这不仅降低了泵的工作效率，还可能对环境造成污染。

　　4.能耗增加：为了克服轴向力对泵轴的影响，电动机需要消耗更多的能量来驱动螺杆旋转。这不仅增加了能耗，还可能降低电动机的使用寿命。

　　四、轴向力的平衡方法

　　为了减小轴向力对泵性能的影响，通常采用以下平衡方法：

　　1.安装止推轴承：在轴向推力较大的凸螺杆上安装止推轴承，以承受部分轴向力。这种方法适用于工作压力较小的情况。

　　2.采用平衡活塞：在主动螺杆排出端设置一直径较大的平衡活塞，并通过泄油孔与吸入腔相通，使平衡活塞的背压接近吸入压力。这样，作用在平衡活塞上的轴向力可以从吸入腔指向排出腔，从而抵消大部分轴向力。

　　3.将高压油引至螺杆底部：通过从动螺杆中心导孔引入压力油，在螺杆下端形成一个与轴向推力方向相反的平衡推力。这种方法适用于从动螺杆细长且不宜钻油孔的情况。

　　4.采用双吸结构：对于压力较高、流量较大的螺杆泵，采用双吸式结构可以使油液从两端吸入、中间排出。由于螺杆上两端螺线是反向的，因此轴向力可以完全平衡。

　　三螺杆泵轴向力的产生是一个复杂的过程，其产生原因涉及液压力差异、螺纹槽内的油液静压力以及主动螺杆的阻转矩等多个方面。轴向力的存在对泵性能有着显著的影响，包括加重轴承负荷、导致泵轴弯曲或振动、降低密封性能以及增加能耗等。因此，在设计和使用三螺杆泵时，必须充分考虑轴向力的影响，并采取相应的平衡措施以确保泵的稳定运行。