本文摘要:[摘要]文章闡述了離心泵的工藝尺寸的確定原則,給出離心泵幾個關鍵配合尺寸質量檢測的公差范圍,并介紹了與零件尺寸有關的常見故障,對離心泵工藝設計有一定的實用參考。 [關鍵詞]離心泵,工藝尺寸,配合尺寸 1離心泵工藝尺寸鏈 離心泵主要包括葉輪、泵殼、泵
[摘要]文章闡述了離心泵的工藝尺寸的確定原則,給出離心泵幾個關鍵配合尺寸質量檢測的公差范圍,并介紹了與零件尺寸有關的常見故障,對離心泵工藝設計有一定的實用參考。
[關鍵詞]離心泵,工藝尺寸,配合尺寸
1離心泵工藝尺寸鏈
離心泵主要包括葉輪、泵殼、泵軸等零部件。屬于旋轉機械,運行過程中,各零部件外形尺寸、相對空間位置尺寸有來自介質腐蝕和軸向力、徑向力交互互作用力的影響,其相關形體尺寸處于不斷的變形和變化中。這些變形和變化有的在零部件許可變形范圍內,不會影響泵的運行可靠性;有的變形卻會造成自身或者其它關聯零部件的傷害,造成運行故障[1]。
如何保證所有的零件變形都在許可變形范圍內,就是零部件尺寸設計必須解決的問題。離心泵零件的設計是由整機所要求的性能決定的,而整機的精度則由零件的加工尺寸精度來保證。首先在設計階段確定離心泵零件的設計尺寸,然后在離心泵零件制造過程中,由毛坯尺寸到工序尺寸,再達到設計要求尺寸,最后再進行裝配。由此看出,整個過程中工件尺寸在不斷地發生變化。這些變化的尺寸構成了離心泵制造工藝尺寸鏈。
2工藝尺寸確定原則
2.1確定合理的尺寸鏈
尺寸鏈(dimensionalchain)是指在零件加工或機器裝配過程中,由互相聯系的尺寸按一定順序首尾相接排列而成的封閉尺寸組[2],工藝尺寸鏈則是指全部組成環為零件加工時同一零件的工藝尺寸所形成的尺寸鏈。尺寸鏈的主要特征有兩點,一為封閉性,由有關尺寸首尾相接而形成;二為關聯性,有一個間接保證精度的尺寸,受其他直接保證精度尺寸的支配,彼此間有確定的函數關系。當設計基準與測量基準或定位基準不重合時,應通過尺寸鏈計算求得便于測量控制的工序尺寸及公差,并標注在工序圖上,作為加工、測量和檢驗依據。確定工藝尺寸鏈也就確定了各零件的工藝尺寸。
2.2適合檢測的尺寸公差
零件的尺寸公差確定了精度的等級,界定了加工工藝的范圍,規定了檢測手段。一般尺寸公差的選擇是通過識別零件的在設備中的使用性能及位置特性來確定尺寸加工誤差的大小。設計人員應綜合考慮工藝規程的編制和加工、測量的可行性來確定合理的工藝尺寸。嚴苛的公差要求可以提高零件的運轉可靠性,但使加工難度增加,對檢測要求也高,不適合檢測的實現。
且工藝實現中必然減小零件的合格率,不利于離心泵的生產。因此進行零部件結構設計時尺寸鏈的審查是圖樣審核中必不可少的,可通過下面4個方面的措施與對策,防止不適合檢測的尺寸公差現象的發生。(1)離心泵零件設計人員在綜合考慮零件加工工藝規程的編制和加工、測量的可行性的前提下確定設計尺寸,使設計與制造的相互融合性得到提高;(2)盡可能使零件的設計基準和工藝基準滿足基準重合原則;(3)進行大批量生產時,可通過設計專用工裝或調整機床參數來實現基準重合原則;(4)采用專用測量裝置進行直接測量。
2.3裝配尺寸是重點
通過多年的經驗總結,我們認為在離心泵的制造過程中,應特別注意軸承與軸承體,軸承與軸、葉輪與軸、聯軸器與軸等幾個重要裝配尺寸的公差檢測。控制好了這些裝配尺寸,就能很大程度上提高了離心泵的運轉可靠性。裝配尺寸配合精度的確定原則是即要保證表面質量等級與裝配尺寸精度等級,還要考慮單個零件的特征是否便于裝配操作的順利進行,裝配過程的平行度和基于組件的裝配性等指標。在尺寸檢測過程中特別注意相應的表面質量與尺寸公差。
3關鍵工藝尺寸
3.1軸承的安裝配合尺寸
離心泵的軸承一般使用滑動軸承或滾動軸承,如果軸承裝配尺寸選擇不合適,離心泵在運行過程中會出現振動,軸承溫度升高等不良現象。選擇滾動軸承配合尺寸時,軸與滾動軸承內套配合為H7/k6,泵殼內壁與滾動軸承外套配合為Js7/h6,特別地當離心泵采用滾動軸承進行軸向止推時,滾動軸承外圈的軸向應該確保0.02~0.06mm的間隙。因此,在離心泵零件尺寸檢驗過程中,應使其與軸承配合處的尺寸公差得到很好的保證。
3.2軸、軸套、葉輪的安裝配合尺寸
離心泵的軸與軸套,軸與葉輪的配合尺寸至關重要,過緊不利于拆裝,過松易出現滾鍵。軸與軸套配合應為H7/h6,表面粗糙度要在Ral.6以上。軸與葉輪的配合也應符合H7/js6。因此,在質檢過程中應分別對各自的尺寸公差進行嚴格檢測。
3.3聯軸器的安裝配合尺寸
離心泵的泵體與電機通過聯軸器進行連接,故泵體與電機的對中十分重要。一定要嚴格遵守標準進行對中,倘若對中的偏差過大,離心泵在運轉過程中將會產生震動。聯軸器與泵軸的配合應為H7/js6,聯軸器兩端面軸向一般應該留有2~6mm的間隙。因此,在離心泵的泵軸加工過程中一定要嚴格遵守標準,質檢過程中也要嚴格對相應公差進行檢測。
3.4機械密封的安裝配合尺寸
離心泵機械密封的壓蓋與軸套的直徑應留有0.75~1.00mm的間隙,壓蓋與密封腔間的墊片厚度應為l~2mm。剝離機械密封壓蓋與靜環密封圈接觸部位的粗糙度應為Ra3.2;安裝機械密封部位的軸或軸套粗糙度Ral.6,表面不得有銹斑、裂紋等缺陷;機械密封的靜環尾部的防轉槽根部與防轉銷頂部應保持l~2mm的軸向間隙,以免緩沖失效。這些尺寸公差與表面粗糙度一定經過多次反復檢測。
4與零件尺寸有關的常見故障
(1)離心泵振動和噪音。故障產生原因:泵軸和電機軸的中心線不對中;軸彎曲;軸承磨損;轉動部分與固定部分有磨損;轉動部分失去平衡。故障處理方法:校正對中;更換新軸;更換軸承;檢修泵或改善使用情況;檢查原因,設法消除。
(2)離心泵軸承發熱。故障產生原因:潤滑油過多;潤滑油過少;潤滑油變質;機組不同心;振動。故障處理方法:減油;加油;排去并清洗油池再加新油;檢查并調整泵和原動機的對中;檢查轉子部件的平衡度。
(3)離心泵流量、揚程不足。故障產生原因:葉輪外徑不夠;葉輪與泵體口環間隙大;平衡裝置失效。故障處理方法:更換新葉輪;修復或更換口環;修復更換平衡裝置;更換密封件;更換泵殼。
5結束語
離心泵合理的工藝尺寸界定了零部件的精密特性,規定了工藝實現的途徑,確定了設備的品質特點,從一定程度上來說決定了設備運行故障的產生頻率。
[參考文獻]
[1]任啟淼,范小娟,鄭錄艷.仁懷市共和水庫梯級泵站水泵機組主要設計特點分析[J].水泵技術,2018(06):25-28.
[2]蔣曉琴,黎義斌,范兆京,肖麗倩.誘導輪和離心泵葉輪內部空化流動數值分析[J].水泵技術,2018(06):8-12.
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