趙海濤 拜寧剛 高紅麗

南方中金環(huán)境股份有限公司 浙江杭州 311107

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)在通用機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，特別是，泵的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)達(dá)到了質(zhì)的飛躍。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，大多數(shù)泵都是由中國(guó)自主研發(fā)和制造的，目前，中國(guó)已成為泵的主要制造商。然而，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)的設(shè)計(jì)和制造仍存在一些不斷改進(jìn)的缺點(diǎn)，因此積極研究抽水設(shè)備的生產(chǎn)對(duì)于進(jìn)一步提高我國(guó)泵的制造水平具有深遠(yuǎn)的意義。

1 水泵設(shè)計(jì)制造發(fā)展概述

泵制造是中國(guó)通用工程的重要組成部分，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。目前，中國(guó)水泵主要以聯(lián)合設(shè)計(jì)，技術(shù)實(shí)施和自主研發(fā)的形式開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。中國(guó)市場(chǎng)常用的泵大多是比較成熟的產(chǎn)品。從自主研發(fā)的角度來(lái)看，中國(guó)企業(yè)從事泵的設(shè)計(jì)和制造，仍然缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。在實(shí)際的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于缺乏獨(dú)立的研發(fā)機(jī)會(huì)，抽水設(shè)施的整體擴(kuò)張很小，創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用和新材料的使用沒(méi)有突破。盡管加入世界貿(mào)易組織后，中國(guó)抽水行業(yè)的國(guó)際化步伐加快，越來(lái)越多的外國(guó)商品進(jìn)入中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，導(dǎo)致其現(xiàn)代化，但目前中國(guó)抽水產(chǎn)品市場(chǎng)形勢(shì)不強(qiáng)。加快泵的本地化步伐，促進(jìn)泵送產(chǎn)品的出口已成為當(dāng)務(wù)之急，其效率直接關(guān)系到中國(guó)泵業(yè)的未來(lái)[1]。

2 泵殼零件加工的主要問(wèn)題與工藝過(guò)程設(shè)計(jì)

水泵外殼是機(jī)器的主要部件和組件，它將機(jī)器和部件的許多部件連接在一起，并將它們保持在正確的位置，以便協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。不同泵的情況由于其功能不同而具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)也具有相同的特征：根據(jù)零件的安裝復(fù)雜性及其在空間中的位置，確保承載能力和減小零件的體積。有時(shí)，為了有助于減少加工量或減少部件的重量并提供足夠的剛度，鑄件的壁厚通常會(huì)減小，以滿(mǎn)足必要的技術(shù)和強(qiáng)度要求。所需的多個(gè)平面和孔具有高精度和高定位精度。平面和孔的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的裝配精度，生產(chǎn)率和使用壽命，安裝螺釘有許多安裝孔，但對(duì)這些孔沒(méi)有特殊要求。

3 改造我國(guó)水泵設(shè)計(jì)性能的可行性措施

3.1 積極展開(kāi)葉輪改造

葉輪對(duì)泵非常重要，它直接影響泵的正常運(yùn)行，被稱(chēng)為泵的核心。在相同的工作介質(zhì)和相同的工作負(fù)荷的情況下，對(duì)泵的環(huán)境影響不是很大。然而，泵葉輪對(duì)泵的影響非常嚴(yán)重。因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)泵殼產(chǎn)生持續(xù)的直接影響。因此有必要設(shè)計(jì)和修改泵葉輪。要修改葉輪，設(shè)計(jì)師必須首先從國(guó)外學(xué)習(xí)一些新方法。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中創(chuàng)建虛擬葉輪模型，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)模型中使用的新技術(shù)的預(yù)測(cè)，初步判斷葉輪反應(yīng)在新技術(shù)的影響下，以便更好地設(shè)計(jì)葉輪，此外，應(yīng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用葉輪的可靠性和靈敏度，創(chuàng)建和改進(jìn)動(dòng)態(tài)葉輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)。葉輪的使用壽命得到有效改善，從而確保葉輪在后期使用中的質(zhì)量。

3.2 計(jì)算流體力學(xué)運(yùn)用

計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)期以來(lái)一直是現(xiàn)代工業(yè)工程的基礎(chǔ)和方向。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵價(jià)值體現(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)方程求解流體流動(dòng)的能力。目前，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)主要分為三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：一是應(yīng)用基本數(shù)值，二是計(jì)算實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，三是工程問(wèn)題的應(yīng)用。從計(jì)算實(shí)驗(yàn)室設(shè)施的角度來(lái)看，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)更為重要。充分利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算可以有效地減少測(cè)試次數(shù)，提高設(shè)計(jì)和現(xiàn)代化的效率，以及控制成本，為了進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的優(yōu)勢(shì)，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種三維粘性數(shù)值模擬軟件系統(tǒng)，可以用更少的資金投入加速水泵的開(kāi)發(fā)[2]。為了有效地提高水泵的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在以下幾個(gè)方面著重研究計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用：第一，研究葉輪網(wǎng)格的制作技術(shù)。該技術(shù)是流體流動(dòng)數(shù)值模擬模型的基礎(chǔ)，葉輪網(wǎng)格的分離是實(shí)現(xiàn)數(shù)值流模擬的關(guān)鍵技術(shù)之一，影響分析效果。在實(shí)際的研發(fā)過(guò)程中，相關(guān)機(jī)構(gòu)或企業(yè)應(yīng)加大資金和技術(shù)投入，進(jìn)行研發(fā)，確保葉輪網(wǎng)格更加科學(xué)的分離；第二是對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的有效分析。使用數(shù)值方法計(jì)算流速以研究離心泵內(nèi)部流動(dòng)的規(guī)律可以有效地促進(jìn)離心泵的發(fā)展。

3.3 加工要求

第一，尺寸要求：對(duì)于公差要求，必須根據(jù)中間公差進(jìn)行處理；第二，處理經(jīng)營(yíng)者的要求。相關(guān)操作應(yīng)嚴(yán)格按照工藝文件盒的設(shè)計(jì)進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮材料的質(zhì)地，精度，工具，機(jī)床等工件因素，并選擇合適的工藝方法；第三，粗糙的處理要求。根據(jù)精加工余量，可以相應(yīng)地增加和加深深度，倒角和倒角，并且只有這樣才能在精加工后滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于不適合拉動(dòng)的尖角，電壓不應(yīng)過(guò)于集中；第四，相關(guān)處理要求。如果有驢子，必須按時(shí)解決，不要將其轉(zhuǎn)移到下一個(gè)過(guò)程；第五，處理與要求有關(guān)的文件和圖紙。如果未指定自由尺寸和倒角，則應(yīng)按照現(xiàn)行法規(guī)進(jìn)行操作；第六，同一生產(chǎn)過(guò)程中精加工和粗加工的相關(guān)要求。特別注意溫度變化，不均勻性，應(yīng)力等，以免影響產(chǎn)品的尺寸精度；第七，大型產(chǎn)品加工的相關(guān)要求[3]。特別注意零件松動(dòng)的問(wèn)題，以避免質(zhì)量和事故的問(wèn)題；第八，在切割零件的過(guò)程中，如果系統(tǒng)中的粗糙度或奇怪的聲音減少，請(qǐng)立即取下刀并停止進(jìn)行徹底檢查。

4 結(jié)語(yǔ)

改革發(fā)現(xiàn)后，中國(guó)工業(yè)發(fā)展總體水平不斷提高，機(jī)械設(shè)計(jì)，研發(fā)和生產(chǎn)能力不斷提高。對(duì)于泵等傳統(tǒng)產(chǎn)品，中國(guó)與水泵相關(guān)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，其在中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上生產(chǎn)的泵的比例逐年增加。水泵的特殊產(chǎn)品具有復(fù)雜的生產(chǎn)和加工技術(shù)，因此必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究，考慮符合相關(guān)生產(chǎn)規(guī)則的前提條件，根據(jù)泵產(chǎn)品的實(shí)際需要確定合適的處理和生產(chǎn)計(jì)劃，最大限度地提高泵的設(shè)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，保證生產(chǎn)高品質(zhì)的水泵產(chǎn)品，以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。