为保证叶轮与轴配合的内孔尺寸由7级精度提高到6级,工艺上由原来的车削加工改为磨削加工;另外,叶轮前、后盖板上各弧面的车削加工也由原普通卧车加工改为数控卧车加工。
为保证叶轮及转子部件动平衡精度由原G6. 3级提高到G2.5级,采用高精度动平衡机进行动平衡,其最小可达剩余不平衡量(Umar)为0.1gmm/kg,并编制相应的作业指导书,对此关键过程的质量进行控制。为更好地保证转子不平衡量得到控制,设计专用工装,即叶轮静平衡及动平衡心轴,以先行控制叶轮的不平衡量,再进行整个转子部件动平衡试验。
针对泵体、泵盖等承压零件的水压试验,编制水压试验作业指导书,对其过程质量加以控制。在零件粗加工后,即先进行一次水压试验,若发现有冒汗、渗漏等小缺陷,采用补焊、浸渗等方式进行修复,待零件精加工完后再进行一次水压试验。
针对泵的装配精度要求的提高,制定合理的装配工艺,特别是为控制叶轮口环位对泵体的跳动,因泵体装上后无法再打表检查叶轮口环位的跳动,设计专用压盖代替泵体止口定位。此外,在装配过程中,还对以下工序进行重点检查:电机轴外圆对电机法兰端面的跳动、泵轴外圆对支座止口的跳动、轴承压盖与轴承端面间的间隙,以保证泵与电机同轴度满足要求。
4.3铸造工艺改进对影响泵水力性能的2个关键零件:
泵体与叶轮的铸造工艺加以改进。
将泵体由单壳体改为双壳体后,泵体由分水肋将流道分成两部分,由于分水肋是扭曲形状,而整个泵体体积较小,这无疑增加了铸造难度。因此,设计芯骨工装,将流道砂芯分别打制,由芯骨相联结,将流道砂芯形成个整体,从而保证流道的完整性和符合性。模具设计采用金属模具结合塑料脱胆结构,保证铸件壁厚的均匀;铸造采用周身冷铁,树脂砂造型、制芯,相当于金属型铸造,提高铸件本体组织的致密性,满足承压要求。
将木模改为塑胶模,尽量减小由于模具铸造过程中变形对泵性能的影响;在模具制作时,严格按图样的尺寸和技术要求制作叶片和流道各截面的样板,并用样板进行检验各截面尺寸。由于在铸造过程中存在着诸多不稳定的因素,铸造的叶轮与设计存在定的偏差,采用三维坐标仪对铸造的叶轮与设计的叶轮进行测量对比,指导叶轮铸造和模具的修改。同时对铸造出的叶轮采取优中选优的原则,选出尽量满足设计要求并与设计非常相吻合的叶轮用于泵的装配,以此排除由于叶轮的制造误差对泵性能的影响。
5、改进效果对设计改进后的泵进行流场模拟与底板模态分析,并对改进后的泵进行振动噪声测试。
改进前泵内总压分布布,从中可以看出泵体采用双壳体后,大大降低流场的非轴对称性分布,从而降低径向压力,减小整个泵的振动。
表1示出原焊接底板及改进后的铸造底座模态前十阶频率,整个水泵系统中,泵的转动轴频约在50Hz处,泵的叶频约在300Hz处,通过比较可知,铸造底座比焊接底座具有更高的各阶固有频率,其影响较大的第一、二、三阶固有频率,远远超过水泵叶频,不易发生共振,因此采用铸造底座更有利于减振降噪。
表1改进前后底板固有频率对比Hz固有频率焊接底座铸造底座-阶二阶三阶四阶五阶六阶七阶八阶九阶十阶表2示出改进后泵在额定工况下运行时振动噪声指标的测试结果,由表可知:实测的所有指标均低于要求值,改进效果明显。
表2改进后振动噪声实测值与要求值对比表项目机脚振动振机身振动空气噪声级指标(dB)指标(dB)要求值实测值6结语从离心泵产生振动噪声的因素出发,对某型船用离心泵进行了设计、制造改进,对改进后泵进行流场模拟与底板模态分析,并对泵运行时的振动噪声进行测试,最终试验结果表明,改进后泵的振动噪声指标满足要求。由此可知,将泵与电机由刚性联接改为弹性联接,对泵体进行改型设计以使得泵内流动更加顺畅,提高泵加工装配精度,改变泵脚板加强筋位置并增加数量,泵进口设置加强筋,将电机支座由焊接件改为铸件,合理地布置轴承以保证弹性联接后泵本身轴承承受轴向力,这些改进措施可以有效地降低船用离心泵的振动噪声。

(来源:未知)
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