离心泵工艺设计尺寸研究

　　[摘要]文章阐述了离心泵的工艺尺寸的确定原则，给出离心泵几个关键配合尺寸质量检测的公差范围，并介绍了与零件尺寸有关的常见故障，对离心泵工艺设计有一定的实用参考。

　　[关键词]离心泵,工艺尺寸,配合尺寸

　　1离心泵工艺尺寸链

　　离心泵主要包括叶轮、泵壳、泵轴等零部件。属于旋转机械，运行过程中，各零部件外形尺寸、相对空间位置尺寸有来自介质腐蚀和轴向力、径向力交互互作用力的影响，其相关形体尺寸处于不断的变形和变化中。这些变形和变化有的在零部件许可变形范围内，不会影响泵的运行可靠性;有的变形却会造成自身或者其它关联零部件的伤害，造成运行故障[1]。

　　如何保证所有的零件变形都在许可变形范围内，就是零部件尺寸设计必须解决的问题。离心泵零件的设计是由整机所要求的性能决定的，而整机的精度则由零件的加工尺寸精度来保证。首先在设计阶段确定离心泵零件的设计尺寸，然后在离心泵零件制造过程中，由毛坯尺寸到工序尺寸，再达到设计要求尺寸，最后再进行装配。由此看出，整个过程中工件尺寸在不断地发生变化。这些变化的尺寸构成了离心泵制造工艺尺寸链。

　　2工艺尺寸确定原则

　　2.1确定合理的尺寸链

　　尺寸链(dimensionalchain)是指在零件加工或机器装配过程中，由互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列而成的封闭尺寸组[2]，工艺尺寸链则是指全部组成环为零件加工时同一零件的工艺尺寸所形成的尺寸链。尺寸链的主要特征有两点，一为封闭性，由有关尺寸首尾相接而形成;二为关联性，有一个间接保证精度的尺寸，受其他直接保证精度尺寸的支配，彼此间有确定的函数关系。当设计基准与测量基准或定位基准不重合时，应通过尺寸链计算求得便于测量控制的工序尺寸及公差，并标注在工序图上，作为加工、测量和检验依据。确定工艺尺寸链也就确定了各零件的工艺尺寸。

　　2.2适合检测的尺寸公差

　　零件的尺寸公差确定了精度的等级，界定了加工工艺的范围，规定了检测手段。一般尺寸公差的选择是通过识别零件的在设备中的使用性能及位置特性来确定尺寸加工误差的大小。设计人员应综合考虑工艺规程的编制和加工、测量的可行性来确定合理的工艺尺寸。严苛的公差要求可以提高零件的运转可靠性，但使加工难度增加，对检测要求也高，不适合检测的实现。

　　且工艺实现中必然减小零件的合格率，不利于离心泵的生产。因此进行零部件结构设计时尺寸链的审查是图样审核中必不可少的，可通过下面4个方面的措施与对策，防止不适合检测的尺寸公差现象的发生。(1)离心泵零件设计人员在综合考虑零件加工工艺规程的编制和加工、测量的可行性的前提下确定设计尺寸，使设计与制造的相互融合性得到提高;(2)尽可能使零件的设计基准和工艺基准满足基准重合原则;(3)进行大批量生产时，可通过设计专用工装或调整机床参数来实现基准重合原则;(4)采用专用测量装置进行直接测量。

　　2.3装配尺寸是重点

　　通过多年的经验总结，我们认为在离心泵的制造过程中，应特别注意轴承与轴承体，轴承与轴、叶轮与轴、联轴器与轴等几个重要装配尺寸的公差检测。控制好了这些装配尺寸，就能很大程度上提高了离心泵的运转可靠性。装配尺寸配合精度的确定原则是即要保证表面质量等级与装配尺寸精度等级，还要考虑单个零件的特征是否便于装配操作的顺利进行，装配过程的平行度和基于组件的装配性等指标。在尺寸检测过程中特别注意相应的表面质量与尺寸公差。

　　3关键工艺尺寸

　　3.1轴承的安装配合尺寸

　　离心泵的轴承一般使用滑动轴承或滚动轴承，如果轴承装配尺寸选择不合适，离心泵在运行过程中会出现振动，轴承温度升高等不良现象。选择滚动轴承配合尺寸时，轴与滚动轴承内套配合为H7/k6，泵壳内壁与滚动轴承外套配合为Js7/h6，特别地当离心泵采用滚动轴承进行轴向止推时，滚动轴承外圈的轴向应该确保0.02～0.06mm的间隙。因此，在离心泵零件尺寸检验过程中，应使其与轴承配合处的尺寸公差得到很好的保证。

　　3.2轴、轴套、叶轮的安装配合尺寸

　　离心泵的轴与轴套，轴与叶轮的配合尺寸至关重要，过紧不利于拆装，过松易出现滚键。轴与轴套配合应为H7/h6，表面粗糙度要在Ral.6以上。轴与叶轮的配合也应符合H7/js6。因此，在质检过程中应分别对各自的尺寸公差进行严格检测。

　　3.3联轴器的安装配合尺寸

　　离心泵的泵体与电机通过联轴器进行连接，故泵体与电机的对中十分重要。一定要严格遵守标准进行对中，倘若对中的偏差过大，离心泵在运转过程中将会产生震动。联轴器与泵轴的配合应为H7/js6，联轴器两端面轴向一般应该留有2～6mm的间隙。因此，在离心泵的泵轴加工过程中一定要严格遵守标准，质检过程中也要严格对相应公差进行检测。

　　3.4机械密封的安装配合尺寸

　　离心泵机械密封的压盖与轴套的直径应留有0.75～1.00mm的间隙，压盖与密封腔间的垫片厚度应为l～2mm。剥离机械密封压盖与静环密封圈接触部位的粗糙度应为Ra3.2;安装机械密封部位的轴或轴套粗糙度Ral.6，表面不得有锈斑、裂纹等缺陷;机械密封的静环尾部的防转槽根部与防转销顶部应保持l～2mm的轴向间隙，以免缓冲失效。这些尺寸公差与表面粗糙度一定经过多次反复检测。

　　4与零件尺寸有关的常见故障

　　(1)离心泵振动和噪音。故障产生原因：泵轴和电机轴的中心线不对中;轴弯曲;轴承磨损;转动部分与固定部分有磨损;转动部分失去平衡。故障处理方法：校正对中;更换新轴;更换轴承;检修泵或改善使用情况;检查原因，设法消除。

　　(2)离心泵轴承发热。故障产生原因：润滑油过多;润滑油过少;润滑油变质;机组不同心;振动。故障处理方法：减油;加油;排去并清洗油池再加新油;检查并调整泵和原动机的对中;检查转子部件的平衡度。

　　(3)离心泵流量、扬程不足。故障产生原因：叶轮外径不够;叶轮与泵体口环间隙大;平衡装置失效。故障处理方法：更换新叶轮;修复或更换口环;修复更换平衡装置;更换密封件;更换泵壳。

　　5结束语

　　离心泵合理的工艺尺寸界定了零部件的精密特性，规定了工艺实现的途径，确定了设备的品质特点，从一定程度上来说决定了设备运行故障的产生频率。

　　[参考文献]

　　[1]任启淼，范小娟，郑录艳.仁怀市共和水库梯级泵站水泵机组主要设计特点分析[J].水泵技术，2018(06)：25-28.

　　[2]蒋晓琴，黎义斌，范兆京，肖丽倩.诱导轮和离心泵叶轮内部空化流动数值分析[J].水泵技术，2018(06)：8-12.

　　相关期刊推荐：《水泵技术》(双月刊)创刊于1965年，是由全国泵行业技术归口单位沈阳水泵研究所主办，《水泵技术》杂志社编辑出版，集专业性、指导性、行业性与实用性于一体，是目前中国泵行业唯一的权威性核心期刊。在全国各行各业用泵单位和各主要设计院具有极高的知名度和影响力。

　　

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