CN102734232A - 一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法。其特征在于：叶片重心偏移角度(1)，加厚前重心所在位置(2)，加厚中心线(3)，单边加厚范围(4)，加厚起点线(5)，加厚终点线(6)，加厚半径起点偏离轴心距离(7)，轮毂加厚半径(8)和轮毂加厚厚度(9)的确定。其关键在于进行叶片设计时即考虑到单叶片泵叶轮的不平衡。利用三维建模软件PROE对叶片进行实体建模，在软件中找到重心位置，计算出偏离的角度，在重心位置的对面位置进行轮毂加厚或叶片加厚。利用这种预先加重的方法，可预估加重的质量，并将数据反馈到叶轮模具上，使叶轮初步达到质量平衡。

Description

一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法

技术领域

本发明涉及单叶片泵，特别涉及一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法。

背景技术

目前，单叶片泵主要有单流道泵和螺旋离心泵，他们都具有较好的无堵塞性和无损性能，并具有效率高、高效区宽、扬程曲线平缓等特点，适用于输送含有大颗粒固体物质或易缠绕长纤维等杂物的液体。但是，单流道泵和单螺旋离心泵叶轮的偏心结构，使其质量分布不均匀，叶轮重心不在其轴心线上，产生质量力不平衡，通常采取设置平衡块的措施加以平衡。但是平衡块在长期的运行过程中可能会磨损或松动，从而使叶轮不再平衡，以至于运行时产生很大噪声和振动，影响泵的性能，缩短其使用寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法。首先，我们要明确单叶片泵叶轮之所以不平衡是由于叶片的不对称，而非轮毂或盖板的不平衡，因此，应当在进行叶片设计时即计算其偏离轴心的位置和角度。利用三维建模软件PROE对叶片进行实体建模，在软件中找到重心位置，计算出偏离的角度，在重心位置的对面位置进行轮毂加厚或叶片加厚。通常加厚的区域为以加厚中心为起点，往两边各加厚40°～80°，具体加厚范围视具体情况而定。加厚以不影响叶轮流道区域为原则，竟可能的以加厚中心往两边均匀加厚，过渡光滑，并可以适当多加，宁愿以去重来代替配重，最终控制在允许的不平衡量范围内。利用这种预先加重的方法，可预估加重的质量，并将数据反馈到叶轮模具上，使叶轮初步达到质量平衡。

实现上述目的所采用的的技术方案是：

在进行叶轮叶片设计时，即考虑到叶轮的不平衡。利用三维造型软件PROE将叶片具体参数输入进行建模，之后在软件中点击菜单栏中的分析按钮，找到质量属性即可找到叶片的重心位置，根据软件所显示的坐标计算出偏离轴心角度，从而确定加厚中心位置，一般加厚位置在叶轮出口附近。之后可隔10°建立一个截面，在每个截面上画出轮毂断面，之后利用扫描混合完成轮毂的建模。其次，在每个截面上调整加厚厚度，直到重心偏离轴心的位置达到合理范围，最大不平衡量达到允许要求即可。由静平衡试验所允许的转子外径最大不平衡量为：

$U=\frac{60\mathrm{mG}\×1000}{2\mathrm{\πnr}}$

其中，m-转子质量(kg)；

G-平衡等级，静平衡取6.3，动平衡取2.5；

n-转子转速(r/min)；

r-转子半径。

最后，将加厚位置、加厚范围和各截面加厚数据反馈到叶轮图纸设计中，在其指导下做成叶轮模具，用于铸造成型。考虑到铸造误差，加厚重量可适当超出允许加厚量，做叶轮平衡时宁选择去重而非配重，这样更有利于叶轮的平衡和延长泵的使用寿命。

本发明的有益效果是：以去重代替配重的形式，有效消除了单叶片泵叶轮的不平衡力，降低了做叶轮平衡的难度，提升了泵的性能并延长了泵的使用寿命。

本发明经用户试用，反应效果良好。

附图说明

图1是同一个实施例的单叶片泵叶轮叶片平面图。

图2是同一个实施例的单叶片泵叶轮叶片轴面投影图。

图3是本发明一个实施例的单叶片泵叶轮加厚效果图。

图中：1.叶片重心偏移角度，2.加厚前重心所在位置，3.加厚中心线，4.单边加厚范围，5.加厚起点线，6.加厚终点线，7.加厚半径起点偏离轴心距离，8.轮毂加厚半径，9.轮毂加厚厚度，10.叶片出口边，11.叶轮轮毂，12.轮毂加厚效果。

具体实施方式

图1、图2和图3共同确定了这个实施例的单叶片泵叶轮加厚位置和厚度。其具体实施步骤在于：首先确定叶片重心偏移角度(1)，通过三维PROE建模，找到叶轮加厚前重心所在位置(2)和加厚中心线(3)，之后在PROE中每隔10°建立一个平面，预估单边加厚范围(4)，找到加厚起点线(5)和加厚终点线(6)，并将叶轮轮毂(11)截面画入平面中，通过扫描混合建立叶轮轮毂(11)。加厚时的原则为不影响叶轮流道，且各截面加厚之后尽量光滑过渡，直到重心所在位置偏离轴心距离达到允许范围，此时的不平衡量小于允许不平衡量即可。最后，将各截面加厚数据反馈到叶轮设计图中，包括加厚半径起点偏离轴心距离(7)，轮毂加厚半径(8)和轮毂加厚厚度(9)，用设计图纸指导叶轮木模的制作，以保证叶轮的基本平衡。考虑到铸造误差，加厚重量可适当超出允许加厚量，做叶轮平衡时宁选择去重而非配重，这样更有利于叶轮的平衡和延长泵的使用寿命。

图3为加厚之后的效果图，叶片出口边(10)和轮毂加厚效果(12)的相对位置如图所示。

以上为本发明以图1、图2和图3为实施例所作的具体说明，但，本发明并不限于上述实施例，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (2)

1.一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法，其特征在于：叶片重心偏移角度(1)，加厚前重心所在位置(2)，加厚中心线(3)，单边加厚范围(4)，加厚起点线(5)，加厚终点线(6)，加厚半径起点偏离轴心距离(7)，轮毂加厚半径(8)和轮毂加厚厚度(9)的确定。

2.根据权利要求1所述的一种消除单叶片泵叶轮不平衡力的方法，其特征在于：叶轮的平衡用去重代替配重。

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