CN110081024B - 一种多级离心泵导叶及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多级离心泵导叶，所述导叶为弯道式导叶，所述弯道式导叶与中段组合在一起在两者之间形成流体通过的流道，所述弯道式导叶包括正导叶，后盖板，反导叶，以及从正导叶向反导叶过流形成的无叶弯道，所述正导叶和反导叶分别设置在所述后盖板的前面和后面与后盖板形成一个整体，所述反导叶叶片上沿轴向设置防转销孔，所述防转销孔内设置防止转子带动导叶发生旋转的防转销。本发明还提供了一种多级离心泵导叶的加工方法。本发明提供的一种多级离心泵导叶及其加工方法，能够降低整泵水力性能偏差、能够对水力性能精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及离心泵导叶技术领域，特别涉及一种多级离心泵导叶及其加工方法。
背景技术
多级离心泵是将有较好空化性能的首级、几个性能相同的中间级以及没有反导叶的中间级所构成的末级串联在一根泵轴上的离心泵。由于流体通过多级离心泵是从首级、中间级至末级，一级一级串联通过，每个级性能偏差逐级累加，最终容易造成整台泵较大的性能偏差。这主要体现在两个方面，在结构设计方面每个级的尺寸公差累积，在水力设计方面每个级性能偏差累积，两者叠加造成整台泵更大的偏差，这会给多级离心泵性能的精确控制带来很大困难。
目前，节段式多级离心泵导叶一般采用正导叶为封闭式结构的径向式导叶，多级离心泵的径向式导叶由前盖板、正导叶、后盖板、三角区(转弯部分)及反导叶组成。中段相当于一层壳体，把导叶给包裹起来，形成半包围结构。中段与径向式导叶组合在一起，两者之间形成了流体通过的流道。流体从叶轮出口流出后，流入径向式导叶。其流动方向从正导叶进口流入，经过正导叶叶片尾部的三角区流入反导叶，再从反导叶出口流出进入下一级叶轮入口。为了防止转子和导叶之间的动静间隙内由于存在杂质或转子挠度而发生摩擦后，导致转子带动导叶发生旋转，在中段上安装有螺纹连接的防转销，在导叶前盖板上对应位置钻了防转销孔，达到防止导叶发生旋转的目的。但由于这种径向式导叶仅可采用整体铸造的生产工艺，无法整体铣制，而整体铸造带来的缺陷和尺寸偏差，会造成多级离心泵整泵水力性能偏差较大，依然无法做到对水力性能的精确控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低整泵水力性能偏差、能够对水力性能精确控制的多级离心泵导叶及其加工方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多级离心泵导叶，所述导叶为弯道式导叶，所述弯道式导叶与中段组合在一起在两者之间形成流体通过的流道，所述弯道式导叶包括正导叶，后盖板，反导叶，以及从正导叶向反导叶过流形成的无叶弯道，所述正导叶和反导叶分别设置在所述后盖板的前面和后面与后盖板形成一个整体，所述反导叶叶片上沿轴向设置防转销孔，所述防转销孔内设置防止转子带动导叶发生旋转的防转销。
进一步地，所述反导叶在远离所述后盖板的侧面上设置轴向凸台形成配合面用于导叶的径向定位，所述防转销孔轴向设置在所述凸台上。
进一步地，所述凸台的上侧与所述中段的凹槽之间采用大间隙配合，所述凸台的下侧与所述中段的凹槽之间采用过渡配合。
进一步地，所述正导叶叶片和反导叶叶片都采用了叶片倾角为90°的二元叶片。
本发明还提供了一种多级离心泵导叶的加工方法，其特征在于，采用整体铣制的数控加工方法，包括如下步骤：
选择毛坯料，在毛坯料上划线，保证各部位加工余量；
以正导叶外侧端面为基面，装夹，按线找正，铣安装基面和车工找正小平面；
以铣削面为基面，夹外圆，按小平面找正，粗车各部位；
以已加工平面为基面，按外圆找正，精铣车工找正小平面；
以已加工平面为基面，夹外圆，按小平面找正，按图车内孔、锥面及圆弧的可加工部位；
按图纸尺寸铣制正导叶和反导叶叶片、凸台和钻防转销孔；
修磨正导叶和反导叶叶片流道，去飞边、毛刺、攻丝。
进一步地，所述毛坯料为锻件或者钢板。
本发明提供的一种多级离心泵导叶及其加工方法，在从正导叶向反导叶的过流部分形成无叶弯道，并取消与正导叶相接的前盖板改为全开式，同时在反导叶叶片沿轴向设置防转销孔并安装防转销，并在此处预留轴向凸台，形成配合面用于导叶的径向定位。通过这些结构上的改进，在加工该导叶时可采用整体铣制的方法进行加工，不仅可以精确控制叶片型线和子午流道型线，而且还可以加工出整体铸造方法所不能达到的要求尺寸，并且，整体铣制的毛坯可以是板材或者锻件，没有铸件毛坯的天然缺陷，减小了多级离心泵的性能偏差，保证产品性能满足要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多级离心泵导叶的装配关系结构图；
图2为本发明实施例提供的多级离心泵导叶的截面结构图；
图3为本发明实施例提供的多级离心泵导叶的主视图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种多级离心泵导叶，所述导叶为弯道式导叶1，所述弯道式导叶1与中段8组合在一起在两者之间形成流体通过的流道。
参见图2和图3，所述弯道式导叶1包括正导叶2，后盖板3，反导叶4，以及从正导叶2向反导叶4过流形成的无叶弯道5。所述正导叶2和反导叶4分别设置在所述后盖板3的前面和后面与后盖板3形成一个整体。其中，为了便于弯道式导叶1的整体铣制，正导叶2的叶片和反导叶4的叶片都采用了叶片倾角为90°的二元叶片，即其叶片垂直于后盖板3。当流体从叶轮出口流出后，流入中段8与弯道式导叶1组成的流道中，依次经过正导叶2、无叶弯道3和反导叶4，从反导叶4流出后，进入下一级叶轮入口。
为了防止转子和导叶之间的动静间隙内由于存在杂质或转子挠度而发生摩擦后，导致转子带动导叶发生旋转，在反导叶4远离后盖板3的侧面上设置轴向凸台7，在反导叶4的凸台7上沿轴向钻了防转销孔并采用过盈配合的安装方式安装了防转销6。另外，在反导叶4上预留轴向的凸台7，是为了形成配合面以用于弯道式导叶1的径向定位。
为了便于弯道式导叶1的安装，凸台7的上侧与中段8的凹槽之间采用大间隙配合，凸台7的下侧与中段8的凹槽之间采用过渡配合，用于对弯道式导叶1的径向定位，确保弯道式导叶1安装后弯道式导叶1与中段8同心。
为了消除多级离心泵导叶整体铸造带来的缺陷和尺寸偏差、造成多级离心泵整泵水力性能偏差较大、无法做到对水力性能的精确控制。本发明在对多级离心泵导叶的结构进行改进的基础上，采用整体铣制的数控加工方法加工多级离心泵导叶，即将毛坯料利用数控机床铣削加工掉多余的部分，留下的有用的由正导叶2、后盖板3和反导叶4形成的一个整体部分，即得到弯道式导叶1。该方法的具体加工过程包括如下步骤：
首先，准备毛坯料，毛坯料可以是外购的锻件或者从成型钢板切割出圆钢板，并检查毛坯料是否有锻造或成型时产生的缺陷，保证毛坯料的加工质量。然后在所选的毛坯料上划线，保证各部位的加工余量。以正导叶2外侧端面为基面，装夹，按线找正，铣安装基面、车工找正小平面。以铣削面为基面，夹外圆，按小平面找正，粗车各部位。以已加工平面为基面，按外圆找正，精铣车工找正小平面。然后按图纸尺寸及工艺要求检查。再以已加工平面为基面，夹外圆，按小平面找正，按图车内孔、锥面、圆弧等可加工部位，然后再次按图纸尺寸及工艺要求检查。再按图纸尺寸铣制叶片、凸台、钻孔等。然后修磨叶片流道，去飞边、毛刺、攻丝。最后完工检查。
本发明提供的一种多级离心泵导叶，在从正导叶向反导叶的过流部分形成无叶弯道，并取消与正导叶相接的前盖板改为全开式，同时在反导叶叶片沿轴向设置防转销孔并安装防转销，并在此处预留轴向凸台，形成配合面用于导叶的径向定位。通过这些结构上的改进，可采用整体铣制的方法对多级离心泵导叶进行整体加工，不仅可以精确控制叶片型线和子午流道型线，而且还可以加工出整体铸造方法不能达到的要求尺寸，并且，整体铣制的毛坯可以是板材或者锻件，没有铸件毛坯的天然缺陷，减小了多级离心泵的性能偏差，保证产品性能满足要求。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种多级离心泵导叶，其特征在于：所述导叶为弯道式导叶（1），所述弯道式导叶（1）与中段（8）组合在一起在两者之间形成流体通过的流道，所述弯道式导叶（1）包括正导叶（2），后盖板（3），反导叶（4），以及从正导叶（2）向反导叶（4）过流形成的无叶弯道（5），所述正导叶（2）和反导叶（4）分别设置在所述后盖板（3）的前面和后面与后盖板（3）形成一个整体，所述反导叶（4）叶片上沿轴向设置防转销孔，所述防转销孔内设置防止转子带动导叶发生旋转的防转销（6）；所述正导叶（2）叶片和反导叶（4）叶片都采用了叶片倾角为90°的二元叶片；所述反导叶（4）在远离所述后盖板（3）的侧面上设置轴向凸台（7）形成配合面用于导叶的径向定位，所述防转销孔轴向设置在所述凸台（7）上；所述凸台（7）的上侧与所述中段（8）的凹槽之间采用大间隙配合，所述凸台（7）的下侧与所述中段（8）的凹槽之间采用过渡配合；
所述多级离心泵导叶采用整体铣制的数控加工方法，包括如下步骤：
选择毛坯料，在毛坯料上划线，保证各部位加工余量；
以正导叶（2）外侧端面为基面，装夹，按线找正，铣安装基面和车工找正小平面；
以铣削面为基面，夹外圆，按小平面找正，粗车各部位；
以已加工平面为基面，按外圆找正，精铣车工找正小平面；
以已加工平面为基面，夹外圆，按小平面找正，按图车内孔、锥面及圆弧的可加工部位；
按图纸尺寸铣制正导叶（2）和反导叶（4）叶片、凸台（7）和钻防转销孔；
修磨正导叶（2）和反导叶（4）叶片流道，去飞边、毛刺、攻丝。
2.根据权利要求1所述的多级离心泵导叶，其特征在于：所述毛坯料为锻件或者钢板。
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