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        泵葉輪直徑切割及應(yīng)用

        2021-02-17 23:56:07楊榮霞
        裝備維修技術(shù) 2021年43期
        關(guān)鍵詞:切割用戶需求葉輪

        楊榮霞

        摘 要:泵的歷史悠久,最早記錄原型為阿基米德式螺旋抽水機(jī),從最開始的為民生服務(wù),到現(xiàn)在廣泛被應(yīng)用于各行各業(yè)。在我國泵發(fā)展之際,更多的是綜合考慮、聯(lián)合設(shè)計(jì)。但用戶實(shí)際需求更加的多樣化,考慮資源節(jié)約及面對社會經(jīng)濟(jì)壓力,相關(guān)各方在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時,都在考慮其工況通用性。本文闡述的切割方案通過驗(yàn)證,已投入生產(chǎn)及實(shí)際使用,按目前生產(chǎn)及用戶反饋信息,該切割方式能一定范圍的拓寬泵使用工況。

        關(guān)鍵詞:泵、葉輪、切割、用戶需求、經(jīng)濟(jì)效益、資源

        前言

        隨著社會的發(fā)展,泵不再定義為“水泵”,其輸送介質(zhì)類型拓寬至化學(xué)溶液類、油類、污泥類、礦石類等。根據(jù)實(shí)際需要,每一種類型介質(zhì)的運(yùn)行工況千差萬別,雖然項(xiàng)目設(shè)計(jì)時,工況盡量靠近泵聯(lián)合設(shè)計(jì)時范圍,但隨著精益求精的社會要求,設(shè)計(jì)之外的工況同時被相同程度的需要。

        泵特性曲線上的每一個點(diǎn)都對應(yīng)著一個工況,泵在最高效率點(diǎn)工況下運(yùn)行時是最理想的,但實(shí)際中的工況不一定和最高效率點(diǎn)下的性能相一致,要想使每一個用戶要求的泵都在泵最高效率點(diǎn)下運(yùn)行,那樣做需要的泵規(guī)格就太多了。

        更多泵的過流部件涉及零件,多數(shù)為鑄造件,其需要相應(yīng)的模具才能鑄造成型,一種泵對應(yīng)一套模具的話,生產(chǎn)成本太高,生產(chǎn)原材料成本及管理成本過高,泵利用率相對較低,不利用資源節(jié)約的理念。

        1、概述

        究其供與需的本質(zhì),其矛盾在于用戶工況的多樣化需求與泵在高效點(diǎn)運(yùn)行兩者間。解決矛盾,即解決需求工況與泵規(guī)格型號問題。本文描述技術(shù)方案:(1)、增加每種規(guī)格型號的性能曲線數(shù)量,(2)、拓寬每條性能曲線下的運(yùn)行范圍。將每一種規(guī)格型號下的單工況運(yùn)行變?yōu)槎喙r可選擇運(yùn)行。泵在偏離最高效率點(diǎn)工況運(yùn)行時,雖然會增加運(yùn)行期間成本,但可通過控制其可選的運(yùn)行區(qū)間范圍,控制其成本的增加量。

        從泵的整個壽命周期來看,節(jié)約了社會資源。

        2、技術(shù)問題

        對于泵,最理性的狀態(tài)是用戶實(shí)際需要運(yùn)行正好在泵最高效率處,但泵原設(shè)計(jì)最高效率點(diǎn)只有一個,對現(xiàn)實(shí)需要很為局限,為此,通常情況下,會確定一個范圍,通常以效率下降5%~8%為界,即從設(shè)計(jì)點(diǎn)為基準(zhǔn),向其右側(cè)、左側(cè)、下側(cè)方向,效率下降約5%~8%范圍內(nèi),此范圍即為泵推薦運(yùn)行范圍。

        當(dāng)選用工況超過其最高效率處時,泵抗氣蝕性能下降。選用工況越接近n曲線(見圖Ⅰ),葉輪切割量越大,泵綜合性能下降越大,且對大流量、低揚(yáng)程泵而言,葉輪的蓋板、葉片的空間切割量不足,如果還是按常規(guī)切割方法,離心泵葉輪會被切割為靠近混流泵葉輪,其效率下降較快,更不利于節(jié)能要求,同時泵不平穩(wěn)運(yùn)行概率上升,減少了泵的使用壽命。

        3、技術(shù)操作方案

        推薦運(yùn)行范圍,即曲線1(流量-揚(yáng)程)、曲線n(流量-揚(yáng)程),曲線a(相似拋物線)、曲線b(相似拋物線)形成的中間區(qū)域(見圖Ⅰ陰影區(qū)域)。通常以效率下降5%~8%為界(c為流量-效率曲線),范圍內(nèi)取小或取大根據(jù)不同泵的設(shè)計(jì)情況而定,一般運(yùn)行曲線較廣的,取8%范圍,反之取5%。有時候,如果泵運(yùn)行性能曲線較好,可以根據(jù)實(shí)際情況略超出該范圍選擇。

        ηN—最高效率,即額定流量點(diǎn)效率;QN—額定流量。

        在推薦運(yùn)行范圍內(nèi),有兩種選擇方案:

        1)、同一條流量-揚(yáng)程曲線上(即曲線1或2或...n),運(yùn)行工況的選擇可以沿橫坐標(biāo)向右移動,在一個范圍內(nèi)選取需要工況點(diǎn);

        2)、不同流量-揚(yáng)程曲線上(即曲線1、2、...n),運(yùn)行工況的選擇可以沿縱坐標(biāo)向下移動,在一個范圍內(nèi)選取需要工況點(diǎn)。

        本文闡述的內(nèi)容,主要針對工況離開曲線1,至曲線n情況下,葉輪直徑的切割方式作以實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):為保證泵性能降低的慢,當(dāng)葉輪切割量過大時,選擇葉輪斜切更好。葉輪斜切時,傾斜角度不易過大,應(yīng)綜合其水力尺寸,葉片切割斜度盡量接近軸面截線斜度。

        如圖Ⅱ示,其平行切割為葉輪常規(guī)切割方式,葉輪D2/Dj值較大,在推薦運(yùn)行的范圍內(nèi),葉輪切割空間足夠,平行切割的方式簡單、易操作,更有利于縮短加工工時,提高工作效率。圖中Dj為葉輪水力進(jìn)口直徑,D2為曲線1對應(yīng)葉輪直徑,D’2為曲線n對應(yīng)葉輪直徑,直徑D’2是在直徑D2基礎(chǔ)上切割而來。

        如圖Ⅲ示,葉輪D2/Dj值較小,這種情況下,為保證葉輪前、后蓋板流線有足夠長度,葉輪斜切割更為穩(wěn)妥。圖中Dj為葉輪水力進(jìn)口直徑,D2為曲線1對應(yīng)葉輪直徑,D’2min及D’2max為曲線n對應(yīng)葉輪直徑,兩個直徑表達(dá)出葉輪葉片斜切割的具體傾斜度,直徑D’2min及D’2max是在直徑D2基礎(chǔ)上切割而來,傾斜度盡量接近軸面截線斜度。

        結(jié)束語

        本文主要針對泵葉輪切割方式作以案例說明及論證,結(jié)合用戶使用需求及現(xiàn)有泵規(guī)格型號,進(jìn)行了梳理,在葉輪切割方式上加以分析并實(shí)驗(yàn),旨在更合理的拓寬泵運(yùn)行區(qū)間,減少泵規(guī)格型號,充分利用資源。同時針對技術(shù)措施方案作以說明及驗(yàn)證描述,從該種切割方式投入以來,用戶滿足度提升,我公司現(xiàn)有產(chǎn)品規(guī)格型號更能滿足市場不同工況需求。減少了泵規(guī)格型號數(shù)量,避免開發(fā)及制作模具,及時響應(yīng)市場需求的同時,縮短了整體的生產(chǎn)周期,降低了時間成本及人工成本。

        不斷吸收學(xué)術(shù)成果及繼續(xù)跟進(jìn)用戶使用情況,不斷了解用戶的實(shí)際需求,持續(xù)改進(jìn)泵各結(jié)構(gòu),在保證泵組安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上為用戶創(chuàng)造了更好的使用、操作條件,同時為生產(chǎn)方節(jié)約了制造成本及管理費(fèi)用。

        參考文獻(xiàn)

        [1]泵與風(fēng)機(jī),第5版,2008。

        [2]關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵設(shè)計(jì)手冊,中國宇航出版社,2011。

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