CN109538537A - 一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮及其制造方法，包括轴头、轮轴和叶片，轴头位于轮轴的前端，叶片均匀设置在轮轴的外圆周侧面上，其特征在于：轴头和轮轴上设置有定位机构。其制造方法包括：轴头和轮轴加工、定位机构加工、叶片加工和高速诱导轮安装测试。本发明的制造方法步骤简单，实用性强，不仅提高了高速诱导轮的生产质量，而且降低了因材料本身造成对诱导轮工作效率的影响，便于安装拆卸，降低了维修成本。

Description

一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮及其制造方法。

背景技术

对离心泵而言，汽蚀可以分为空腔汽蚀、翼型汽蚀和间隙汽蚀三类。空腔汽蚀通常产生于离心泵叶轮的进口处，进而能延伸到叶轮的出口处，甚至叶片式导流机构的进口处；翼型汽蚀发生在叶轮叶片的背面，可能由于泵流量过大、叶片数选择不当或叶片形状设计不妥等原因造成；间隙汽蚀发生于泵内相对运动间隙处，过大的泄流、过小的间隙、局部较高的液体温度和高频的机械振动都会引发这种汽蚀。

离心泵的汽蚀不仅直接影响到泵本身的工作特性、运行可靠性和使用寿命，而且还影响到整个工作系统的可行性和先进性以及运行的可靠性和经济性。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮及其制造方法的技术方案，通过定位机构的设计，便于高速诱导轮的安装拆卸，同时可以根据不同的使用场合，增加或减少高速诱导轮的个数以达到实际所需的长度，降低维修成本，加强筋的设计，提高了叶片与轮轴之间的连接强度，同时有利于提高整个叶片的连接强度，同时有利于抑制汽蚀现象，提高诱导轮工作的稳定性，卡槽和锁紧条的设计，可以进一步提高叶片的强度和刚度，降低诱导轮因铸造过程中产生的缺陷对叶片产生的影响，防止出现叶片断裂现象的发生，该制造方法步骤简单，实用性强，不仅提高了高速诱导轮的生产质量，而且降低了因材料本身造成对诱导轮工作效率的影响，便于安装拆卸，降低了维修成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，包括轴头、轮轴和叶片，轴头位于轮轴的前端，叶片均匀设置在轮轴的外圆周侧面上，其特征在于：轴头和轮轴上设置有定位机构；通过定位机构的设计，便于高速诱导轮的安装拆卸，同时可以根据不同的使用场合，增加或减少高速诱导轮的个数以达到实际所需的长度，降低维修成本。

进一步，定位机构包括定位柱和定位孔，定位柱固定连接在轴头的端部，定位孔位于轮轴的尾端，定位柱与定位孔相匹配，定位柱的外圆周侧面上对称设置有限位块，定位孔的内圆周侧面上对称设置有限位槽，限位块与限位槽相匹配，通过定位柱和定位孔的设计，便于将诱导轮与泵轴进行固定连接，使诱导轮与泵轴同步旋转，当需要增加诱导轮的个数时，只需将后一个诱导轮上的定位柱插入前一个诱导轮上的定位孔内即可，并通过限位块与限位槽进行限位限位固定，提高了连接强度。

进一步，限位块上设置有第一限位孔，限位槽内设置有第二限位孔，第一限位孔与第二限位孔相匹配，通过将螺钉传入第一限位孔与第二限位孔，可以实现定位柱与定位孔的固定连接。

进一步，叶片与轮轴之间均匀设置有加强筋，加强筋的设计，提高了叶片与轮轴之间的连接强度，同时有利于提高整个叶片的连接强度，同时有利于抑制汽蚀现象，提高诱导轮工作的稳定性。

进一步，叶片宽度的中心处设置有卡槽，卡槽上固定连接有锁紧条，卡槽和锁紧条的设计，可以进一步提高叶片的强度和刚度，降低诱导轮因铸造过程中产生的缺陷对叶片产生的影响，防止出现叶片断裂现象的发生。

进一步，锁紧条的材质为合金材质，有利于延长叶片的使用寿命。

如上述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

1)轴头和轮轴加工

a、首先将炉料、铝锭与合金按顺序加入坩埚，送电熔化后，用热电偶测量铝水的温度，当温度达到700～800℃时扒去熔渣进行精炼操作；

b、然后称取占合金总量0.5％～0.8％的专用精炼剂，分两次进行除气处理，精炼后取含气试样进行检测，直至合格为止；

c、接着采用树脂砂打制砂芯，并对砂芯表面打磨平整，再进行冷铁挂砂，并进行烘烤，制作相应的轴头和轮轴砂芯，并根据图纸的设计要求沿着轴头和轮轴砂芯的圆周侧面均匀插入钢筋，钢筋位于轮轴段，钢筋露出的预留长度为5～10cm，砂箱吹净浮砂，放好封箱膏，插入合箱导杆，用锁紧螺栓锁紧上下夹紧板，安装好浇口杯准备浇注；

d、最后用浇口塞堵住浇注孔，使浇包嘴靠近定量浇口杯，连续浇注铝液，当浇注温度达到700～720℃时拔出浇口塞，当铝液上升至冒口2/3处时堵上浇口，点浇冒口至满，放入冷却水槽中，冷却至室温，取出轴头和轮轴，并对轴头和轮轴的表面进行打磨处理；

2)定位机构加工

a、首先在轮轴的端部、轮轴与轴头连接处包上耐磨垫，并用夹具进行夹紧固定后水平放置，沿着轮轴的端面水平开设定位孔，定位孔的深度为10～15cm，然后沿着定位孔的内侧面由外向内开设两个相互平行的限位槽，接着在定位孔内沿着圆弧面开设第二密封槽，第二密封槽的宽度为3～5mm，最后在限位槽的侧面上向外开设第二限位孔；

b、然后沿着轴头的端面向轮轴一侧切削加工，切削加工的深度为定位柱的设计长度，且该设计长度与定位孔的深度相等，并对定位柱的两侧对称切削形成限位块，限位块抵住轴头的端面，再根据第二密封槽的位置沿着定位柱的外圆周侧面切削加工形成第一密封槽，第一密封槽的宽度为3～5mm，最后在限位块的侧面上钻取第一限位孔，使第一限位孔与第二限位孔相匹配；

3)叶片加工

a、首先根据图纸的设计要求制作相应的叶片模具，向叶片模具内连续浇注过程1)步骤a和步骤b中得到的液体，直至浇满整个叶片模具；

b、然后将叶片模具放入冷却水槽中冷却至室温，取出叶片，使加强筋与叶片一体成型，再沿着叶片的安装面等间距确定安装盲孔的位置，并通过钻孔机钻取安装盲孔，直至安装面上的所有安装盲孔加工完毕；

c、接着沿叶片的中心位置向叶片螺旋的方向加工卡槽，使卡槽的深度保持一致，同时对叶片的外表面进行打磨抛光处理；

d、最后选取与卡槽相匹配的锁紧条，将锁紧条嵌入卡槽内进行固定，并做好加固处理；

4)高速诱导轮安装测试

a、首先将叶片按螺旋顺序沿着轮轴的外圆周侧面依次将预留的钢筋插入叶片上的安装盲孔内，直至钢筋与安装盲孔完全贴合，并将叶片的安装面完全贴合在轮轴上；

b、然后在叶片与轮轴之间进行焊接；

c、接着根据实际安装位置的需要选择高速诱导轮的个数，当使用一个高速诱导轮时，直接将泵轴插入轮轴上的定位孔内固定，再钻紧螺钉即可，当使用多个高速诱导轮时，后一个高速诱导轮前端的定位柱插入前一个高速诱导轮的定位孔内，通过螺钉进行固定，实现高速诱导轮的快速安装。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过定位机构的设计，便于高速诱导轮的安装拆卸，同时可以根据不同的使用场合，增加或减少高速诱导轮的个数以达到实际所需的长度，降低维修成本。

2、通过定位柱和定位孔的设计，便于将诱导轮与泵轴进行固定连接，使诱导轮与泵轴同步旋转，当需要增加诱导轮的个数时，只需将后一个诱导轮上的定位柱插入前一个诱导轮上的定位孔内即可，并通过限位块与限位槽进行限位限位固定，提高了连接强度。

3、加强筋的设计，提高了叶片与轮轴之间的连接强度，同时有利于提高整个叶片的连接强度，同时有利于抑制汽蚀现象，提高诱导轮工作的稳定性。

4、卡槽和锁紧条的设计，可以进一步提高叶片的强度和刚度，降低诱导轮因铸造过程中产生的缺陷对叶片产生的影响，防止出现叶片断裂现象的发生。

5、本发明的制造方法步骤简单，实用性强，不仅提高了高速诱导轮的生产质量，而且降低了因材料本身造成对诱导轮工作效率的影响，便于安装拆卸，降低了维修成本。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮及其制造方法中高速诱导轮的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为本发明中叶片的结构示意图；

图4为本发明中叶片端部的结构示意图。

图中：1-轴头；2-轮轴；3-叶片；4-加强筋；5-锁紧条；6-定位柱；7-限位块；8-第一限位孔；9-第一密封槽；10-卡槽；11-限位槽；12-定位孔；13-第二限位孔；14-第二密封槽。

具体实施方式

如图1至图4所示，为本发明一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，包括轴头1、轮轴2和叶片3，轴头1位于轮轴2的前端，叶片3均匀设置在轮轴2的外圆周侧面上，轴头1和轮轴2上设置有定位机构，定位机构包括定位柱6和定位孔12，定位柱6固定连接在轴头1的端部，定位孔12位于轮轴2的尾端，定位柱6与定位孔12相匹配，定位柱6的外圆周侧面上对称设置有限位块7，定位孔12的内圆周侧面上对称设置有限位槽11，限位块7与限位槽11相匹配，通过定位柱6和定位孔12的设计，便于将诱导轮与泵轴进行固定连接，使诱导轮与泵轴同步旋转，当需要增加诱导轮的个数时，只需将后一个诱导轮上的定位柱6插入前一个诱导轮上的定位孔12内即可，并通过限位块7与限位槽11进行限位限位固定，提高了连接强度，限位块7上设置有第一限位孔8，限位槽11内设置有第二限位孔13，第一限位孔8与第二限位孔13相匹配，通过将螺钉传入第一限位孔8与第二限位孔13，可以实现定位柱6与定位孔12的固定连接；通过定位机构的设计，便于高速诱导轮的安装拆卸，同时可以根据不同的使用场合，增加或减少高速诱导轮的个数以达到实际所需的长度，降低维修成本。

叶片3与轮轴2之间均匀设置有加强筋4，加强筋4的设计，提高了叶片3与轮轴2之间的连接强度，同时有利于提高整个叶片3的连接强度，同时有利于抑制汽蚀现象，提高诱导轮工作的稳定性，叶片3宽度的中心处设置有卡槽10，卡槽10上固定连接有锁紧条5，卡槽10和锁紧条5的设计，可以进一步提高叶片3的强度和刚度，降低诱导轮因铸造过程中产生的缺陷对叶片3产生的影响，防止出现叶片3断裂现象的发生，锁紧条5的材质为合金材质，有利于延长叶片3的使用寿命。

如上述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮的制造方法，包括如下步骤：

1)轴头和轮轴加工

a、首先将炉料、铝锭与合金按顺序加入坩埚，送电熔化后，用热电偶测量铝水的温度，当温度达到700～800℃时扒去熔渣进行精炼操作；

b、然后称取占合金总量0.5％～0.8％的专用精炼剂，分两次进行除气处理，精炼后取含气试样进行检测，直至合格为止；

c、接着采用树脂砂打制砂芯，并对砂芯表面打磨平整，再进行冷铁挂砂，并进行烘烤，制作相应的轴头1和轮轴2砂芯，并根据图纸的设计要求沿着轴头1和轮轴2砂芯的圆周侧面均匀插入钢筋，钢筋位于轮轴2段，钢筋露出的预留长度为5～10cm，砂箱吹净浮砂，放好封箱膏，插入合箱导杆，用锁紧螺栓锁紧上下夹紧板，安装好浇口杯准备浇注；

d、最后用浇口塞堵住浇注孔，使浇包嘴靠近定量浇口杯，连续浇注铝液，当浇注温度达到700～720℃时拔出浇口塞，当铝液上升至冒口2/3处时堵上浇口，点浇冒口至满，放入冷却水槽中，冷却至室温，取出轴头1和轮轴2，并对轴头1和轮轴2的表面进行打磨处理；

2)定位机构加工

a、首先在轮轴2的端部、轮轴2与轴头1连接处包上耐磨垫，并用夹具进行夹紧固定后水平放置，沿着轮轴2的端面水平开设定位孔12，定位孔12的深度为10～15cm，然后沿着定位孔12的内侧面由外向内开设两个相互平行的限位槽11，接着在定位孔12内沿着圆弧面开设第二密封槽14，第二密封槽14的宽度为3～5mm，最后在限位槽11的侧面上向外开设第二限位孔13；

b、然后沿着轴头1的端面向轮轴2一侧切削加工，切削加工的深度为定位柱6的设计长度，且该设计长度与定位孔12的深度相等，并对定位柱6的两侧对称切削形成限位块7，限位块7抵住轴头1的端面，再根据第二密封槽14的位置沿着定位柱6的外圆周侧面切削加工形成第一密封槽9，第一密封槽9的宽度为3～5mm，最后在限位块7的侧面上钻取第一限位孔8，使第一限位孔8与第二限位孔13相匹配；

3)叶片加工

a、首先根据图纸的设计要求制作相应的叶片3模具，向叶片3模具内连续浇注过程1)步骤a和步骤b中得到的液体，直至浇满整个叶片3模具；

b、然后将叶片3模具放入冷却水槽中冷却至室温，取出叶片3，使加强筋4与叶片3一体成型，再沿着叶片3的安装面等间距确定安装盲孔的位置，并通过钻孔机钻取安装盲孔，直至安装面上的所有安装盲孔加工完毕；

c、接着沿叶片3的中心位置向叶片3螺旋的方向加工卡槽10，使卡槽10的深度保持一致，同时对叶片3的外表面进行打磨抛光处理；

d、最后选取与卡槽10相匹配的锁紧条5，将锁紧条5嵌入卡槽10内进行固定，并做好加固处理；

4)高速诱导轮安装测试

a、首先将叶片3按螺旋顺序沿着轮轴2的外圆周侧面依次将预留的钢筋插入叶片3上的安装盲孔内，直至钢筋与安装盲孔完全贴合，并将叶片3的安装面完全贴合在轮轴2上；

b、然后在叶片3与轮轴2之间进行焊接；

c、接着根据实际安装位置的需要选择高速诱导轮的个数，当使用一个高速诱导轮时，直接将泵轴插入轮轴2上的定位孔12内固定，再钻紧螺钉即可，当使用多个高速诱导轮时，后一个高速诱导轮前端的定位柱6插入前一个高速诱导轮的定位孔12内，通过螺钉进行固定，实现高速诱导轮的快速安装。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，包括轴头、轮轴和叶片，所述轴头位于所述轮轴的前端，所述叶片均匀设置在所述轮轴的外圆周侧面上，其特征在于：所述轴头和所述轮轴上设置有定位机构。

2.根据权利要求1所述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，其特征在于：所述定位机构包括定位柱和定位孔，所述定位柱固定连接在所述轴头的端部，所述定位孔位于所述轮轴的尾端，所述定位柱与所述定位孔相匹配，所述定位柱的外圆周侧面上对称设置有限位块，所述定位孔的内圆周侧面上对称设置有限位槽，所述限位块与所述限位槽相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，其特征在于：所述限位块上设置有第一限位孔，所述限位槽内设置有第二限位孔，所述第一限位孔与所述第二限位孔相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，其特征在于：所述叶片与所述轮轴之间均匀设置有加强筋。

5.根据权利要求1所述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，其特征在于：所述叶片宽度的中心处设置有卡槽，所述卡槽上固定连接有锁紧条。

6.根据权利要求5所述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮，其特征在于：所述锁紧条的材质为合金材质。

7.如权利要求1所述的一种抑制汽蚀振荡的高速诱导轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

1)轴头和轮轴加工

a、首先将炉料、铝锭与合金按顺序加入坩埚，送电熔化后，用热电偶测量铝水的温度，当温度达到700～800℃时扒去熔渣进行精炼操作；

b、然后称取占合金总量0.5％～0.8％的专用精炼剂，分两次进行除气处理，精炼后取含气试样进行检测，直至合格为止；

c、接着采用树脂砂打制砂芯，并对砂芯表面打磨平整，再进行冷铁挂砂，并进行烘烤，制作相应的轴头和轮轴砂芯，并根据图纸的设计要求沿着轴头和轮轴砂芯的圆周侧面均匀插入钢筋，钢筋位于轮轴段，钢筋露出的预留长度为5～10cm，砂箱吹净浮砂，放好封箱膏，插入合箱导杆，用锁紧螺栓锁紧上下夹紧板，安装好浇口杯准备浇注；

d、最后用浇口塞堵住浇注孔，使浇包嘴靠近定量浇口杯，连续浇注铝液，当浇注温度达到700～720℃时拔出浇口塞，当铝液上升至冒口2/3处时堵上浇口，点浇冒口至满，放入冷却水槽中，冷却至室温，取出轴头和轮轴，并对轴头和轮轴的表面进行打磨处理；

2)定位机构加工

a、首先在轮轴的端部、轮轴与轴头连接处包上耐磨垫，并用夹具进行夹紧固定后水平放置，沿着轮轴的端面水平开设定位孔，定位孔的深度为10～15cm，然后沿着定位孔的内侧面由外向内开设两个相互平行的限位槽，接着在定位孔内沿着圆弧面开设第二密封槽，第二密封槽的宽度为3～5mm，最后在限位槽的侧面上向外开设第二限位孔；

b、然后沿着轴头的端面向轮轴一侧切削加工，切削加工的深度为定位柱的设计长度，且该设计长度与定位孔的深度相等，并对定位柱的两侧对称切削形成限位块，限位块抵住轴头的端面，再根据第二密封槽的位置沿着定位柱的外圆周侧面切削加工形成第一密封槽，第一密封槽的宽度为3～5mm，最后在限位块的侧面上钻取第一限位孔，使第一限位孔与第二限位孔相匹配；

3)叶片加工

a、首先根据图纸的设计要求制作相应的叶片模具，向叶片模具内连续浇注过程1)步骤a和步骤b中得到的液体，直至浇满整个叶片模具；

b、然后将叶片模具放入冷却水槽中冷却至室温，取出叶片，使加强筋与叶片一体成型，再沿着叶片的安装面等间距确定安装盲孔的位置，并通过钻孔机钻取安装盲孔，直至安装面上的所有安装盲孔加工完毕；

c、接着沿叶片的中心位置向叶片螺旋的方向加工卡槽，使卡槽的深度保持一致，同时对叶片的外表面进行打磨抛光处理；

d、最后选取与卡槽相匹配的锁紧条，将锁紧条嵌入卡槽内进行固定，并做好加固处理；

4)高速诱导轮安装测试

a、首先将叶片按螺旋顺序沿着轮轴的外圆周侧面依次将预留的钢筋插入叶片上的安装盲孔内，直至钢筋与安装盲孔完全贴合，并将叶片的安装面完全贴合在轮轴上；

b、然后在叶片与轮轴之间进行焊接；

c、接着根据实际安装位置的需要选择高速诱导轮的个数，当使用一个高速诱导轮时，直接将泵轴插入轮轴上的定位孔内固定，再钻紧螺钉即可，当使用多个高速诱导轮时，后一个高速诱导轮前端的定位柱插入前一个高速诱导轮的定位孔内，通过螺钉进行固定，实现高速诱导轮的快速安装。