【摘要】我公司生產(chǎn)的中開泵，性能試驗(yàn)后流量、揚(yáng)程、汽蝕余量均達(dá)到設(shè)計要求，但效率比設(shè)計要求低了9個百分點(diǎn)。我們決定通過測繪檢查流道是否正確，通過測繪的方法發(fā)現(xiàn)問題的根源，并將其解決，測繪也是學(xué)習(xí)的一種方法，我們要利用它掌握它，為我們開拓新的領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】中開泵；測繪；效率

中開泵作為管道輸送油品的動力源，在國內(nèi)使用日益增多。隨著國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，石油需量也大量增加，因此對于石油及產(chǎn)品的運(yùn)輸方式由以前以火車、輪船為主逐漸用管道輸送來代替，特別是成品油的運(yùn)輸，國內(nèi)也在大力發(fā)展管道輸送。

國內(nèi)長輸管線泵從七十年代開始生產(chǎn)。由于當(dāng)時國內(nèi)的設(shè)計水平及鑄造水平都較低，生產(chǎn)的泵使用壽命及可靠性雖然沒有問題但泵效率較低。在八十年代末、九十年代初開始引進(jìn)國外輸油泵，用國外高效率輸油泵代替國內(nèi)低效率輸油泵，同時在新建的輸油管線中，大量進(jìn)口國外產(chǎn)品，直到現(xiàn)在，中開泵仍然以進(jìn)口為主?，F(xiàn)小部分產(chǎn)品已經(jīng)國產(chǎn)化成功，但在國產(chǎn)化過程中，因主要零部件鑄造偏差較大，從而影響了泵的性能。我們通過測繪的方法去發(fā)現(xiàn)問題的根源，找到問題的根本并將其解決。

1、測繪過程

1.1中開面

測繪泵體，將中開面的流道拓印下來，用口環(huán)止口作為坐標(biāo)原點(diǎn)，軸向作為X軸，徑向作為Y軸畫上坐標(biāo)線。在拓印的弧線上取點(diǎn)，測得每點(diǎn)的坐標(biāo)值，為了測繪的準(zhǔn)確在曲率大的地方多取點(diǎn)。測繪后發(fā)現(xiàn)吸入室中位于泵體中開面上的兩個端面與圖紙尺寸相差較大。

1.2吸入渦室的其他斷面

首先對泵體進(jìn)行分度，因?yàn)楸皿w很大，不可能使用分度頭進(jìn)行劃線。采用弦長代替弧度的方式，即采用口環(huán)作為基準(zhǔn)圓（尺寸容易保證），并以22.5度來分度劃線（與圖紙劃分角度一致），通過CAD測得在此圓上的弦長和相對應(yīng)的角度。用卡尺定好后將，在口環(huán)處的中開面開始向下量出一點(diǎn)，并做標(biāo)記，再以此點(diǎn)為起點(diǎn)用卡尺測出下一點(diǎn)，做好標(biāo)記。其次用同樣的方法分度，并用卡尺固定在兩個口環(huán)的同一斷面上，以卡尺為基準(zhǔn)，用深度尺測量口環(huán)到流道底部的尺寸，將測得的數(shù)據(jù)整理后與圖紙相比，得到結(jié)果如下：

第Ⅱ斷面頂點(diǎn)到泵中心線的距離比圖紙尺寸大3.4mm

第Ⅳ斷面比圖紙尺寸大2.3mm

第Ⅵ斷面（泵體上的）比圖紙尺寸小3mm

第Ⅵ斷面（泵蓋上的）比圖紙尺寸小0.5mm

第Ⅷ斷面比圖紙尺寸小1mm

第Ⅸ斷面比圖紙尺寸小1mm

第Ⅹ斷面（泵體上的）比圖紙尺寸大11mm

第Ⅹ斷面（泵蓋上的）比圖紙尺寸大1mm

1.3吐出渦室的其他斷面

以相同方法對吐出渦室進(jìn)行測量，得出結(jié)果綜吐出室中位于泵體中開面上的中間隔板處的兩個端面與圖紙尺寸相差較大，且泵蓋與泵體連接處的斷面最大錯位可達(dá)12mm。

1.4葉輪的測繪

首先測量葉輪的外徑，出口寬度，輪轂直徑和葉輪開口直徑，并檢查葉片數(shù)量和旋轉(zhuǎn)方向。其次選擇一個形狀最規(guī)則的葉片進(jìn)行測繪并記錄，用鉛絲從葉輪入口伸入，沿著標(biāo)記過的葉片工作面伸出葉輪出口，對鉛絲接觸的工作面進(jìn)行標(biāo)記。最后選定葉片后開始測繪葉片的流面截線。

1.4.1分度

測繪葉輪外徑，將葉輪固定在適合高度的分度頭上。用高度尺測量平臺到葉輪最高點(diǎn)的高度，然后減去葉輪半徑得到平臺到葉輪中心的高度。將畫針調(diào)整到這個高度，用畫針在葉輪前蓋板上畫一條貫穿的線，然后將葉輪旋轉(zhuǎn)180度，再在葉輪的前蓋板上畫一條貫穿的線，與剛才畫的線重合。然后用畫針在口環(huán)斷面和前蓋板畫線，記錄分度盤上的第一點(diǎn)度數(shù)。畫好后順時針旋轉(zhuǎn)葉輪，轉(zhuǎn)動30度，用畫針在口環(huán)斷面畫線，并在對面也畫上線。以此類推直到畫好線。

1.4.2確定包角

順時針旋轉(zhuǎn)葉輪，使畫針與標(biāo)記過的葉片出口工作面重合，記錄下度數(shù)115度。得到葉片包角為115-25=90度。

1.4.3測繪葉片入口側(cè)背面的流面截線

用鉛絲放在葉片上，壓出葉片的形狀，然后把鉛絲放在硬紙殼上用筆描下鉛絲的形狀，用剪刀沿著畫好的線將紙殼剪掉，并在長紙殼上標(biāo)記上口環(huán)外徑的位置。按照這樣的方法每隔30度做一個樣板。直到下一個葉片擋住被標(biāo)記的葉輪。

1.4.4測繪葉片出口工作面的流面截線

因?yàn)殡p吸葉輪兩側(cè)的葉片相同，所以只測繪一側(cè)的葉片。同樣是在剛才畫線的位置，每隔30度測繪一條流面截線。測出工作面的截面流線。

1.4.5測繪前后蓋板

用鉛絲放在前蓋板上，壓出前蓋板的形狀，把鉛絲放在硬紙殼上用筆描下鉛絲的形狀，用剪刀沿著畫好的線將紙殼剪掉。為了防止紙殼其余部分與葉輪后蓋板干涉，將多余部分剪掉。用剪好后的紙殼與葉輪前蓋板對比，通過修整使紙殼與葉輪前蓋板重合。再用一個長度大于口環(huán)直徑的紙殼放在口環(huán)斷面上，作為定位的基準(zhǔn)。把兩個紙殼釘在一起，并在長紙殼上標(biāo)記上口環(huán)外徑的位置。

測繪與圖紙比較后，葉片包角小0.5度，葉片形狀與設(shè)計圖紙基本重合，最大處相差1.2mm。

2、修整方案

現(xiàn)將泵體和泵蓋的中開面修整一致，將多余的部分去掉。具體操作方法如下：

2.1用中開面樣板做基準(zhǔn)修整泵體和泵蓋的中開面，將多余部分去除；

2.2利用修整后的泵體中開面制作樣板；

2.3利用樣板做基準(zhǔn)修整泵蓋的中開面，將多余部分去除；

2.4用修整后的泵蓋中開面制作新的樣板；

2.5利用新的樣板做基準(zhǔn)修整泵體的中開面，將多余部分去除；

葉輪測繪后相差不大，不用修整。

3、結(jié)論

修整后重新進(jìn)行了性能試驗(yàn)，額定點(diǎn)時效率提升了8個百分點(diǎn)（由79%提升到87%）。即中開面的重合度對泵的效率影響是很大得，如中開面出現(xiàn)錯牙現(xiàn)象后，進(jìn)出水流經(jīng)此處就會形成渦旋，流動混亂，能量損失很大，對效率有很大影響。修整后中開面基本重合，試驗(yàn)結(jié)果也比較理想，流道基本符合設(shè)計要求。對于大型的中開型水泵，中開面的重合度是非常重要的，是影響水泵效率的重要因素之一。

參考文獻(xiàn)

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[3]美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn).API610-2004《石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵》.

作者簡介

尚偉光（1979-），男，遼寧吉林人，大學(xué)本科，工程師，主要從事水泵設(shè)計工作。