CN114704466A - 一种用于低噪声离心泵组的设计方法与制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于泵组设计和加工技术领域，具体涉及一种用于低噪声离心泵组的设计方法与制造工艺。本发明的制造工艺包括以下步骤：1)、装配电机、联轴器与泵；2)、在电机与泵之间安装刚性连接器，从而使得电机、刚性连接器与泵共同组合形成一体式的泵组；3)、固定所述一体式的泵组，通过铣加工方式，一次加工电机的底平面与泵的底平面，以使得该两底平面处于同一基准面上。本发明的制造工艺可显著降低结构的振动响应，进而达到减小或阻断振动和噪声的功能，最终实现低噪声及低振动工作目的。

Description

一种用于低噪声离心泵组的设计方法与制造工艺

技术领域

本发明属于泵组设计和加工技术领域，具体涉及一种用于低噪声离心泵组的设计方法与制造工艺。

背景技术

离心泵组一般由电机、联轴器、泵组成，安装在底座上时，一般包括两个安装平面，即电机底平面和泵底平面。安装后，人们通常希望底座平面、电机底平面及泵底平面位于一个平面上。然而，由于目前电机、泵及底座都为独立加工，因加工偏差、装配误差等的影响，上述各平面之间不可避免会产生夹角或高度差。目前解决上述夹角或高度差的方式，大多为通过垫片调整的方式。垫片调整一方面调试过程繁复，费时费力，极大的影响了离心泵组的工作效率；另一方面，垫片会必然的抬高相应平面，容易进一步的造成电机轴与泵轴中心对中精度不高，即使能够通过联轴器的弹性块或膜片来补偿该对中精度，也仍然会产生大量噪声，导致装配结构无法满足某些安装精度要求高或要求低噪声的安装场合所使用，亟待解决。

发明内容

本发明的其中一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，从而可显著降低结构的振动响应，进而达到减小或阻断振动和噪声的功能，最终实现低噪声及低振动工作目的；本发明的另一个目的是提供一种设计方法，能进一步的提升所述制造工艺的工作效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)、装配电机、联轴器与泵；

2)、在电机与泵之间安装刚性连接器，从而使得电机、刚性连接器与泵共同组合形成一体式的泵组；

3)、固定所述一体式的泵组，通过铣加工方式，一次加工电机的底平面与泵的底平面，以使得该两底平面处于同一基准面上。

优选的，所述2)步骤中，所述刚性连接器为与联轴器同轴的连接法兰，刚性连接器的筒腔构成联轴器的安装腔；刚性连接器的两端法兰面分别与电机及泵的相邻面间形成螺纹配合。

优选的，所述刚性连接器的法兰面处连接孔的孔径大于电机和/或泵上的匹配孔的孔径，安装螺钉穿过所述连接块和匹配孔，从而螺纹配合刚性连接器与相应的泵和/或电机。

优选的，所述步骤3)中，将完成装配后的泵组轴线铅垂的放置并固定在机加工设备上；使用千分表，在同一基准下测量电机的底平面与泵的底平面的平面度，确定两底平面之间的偏差量；随后根据测得的偏差量，进行铣加工。

优选的，铣加工的深度的划分原则为：采用多次加工方式，且越接近基准零面，单次加工量越小，逐渐细化为0.02～0.03mm每次。

优选的，在完成铣加工后，采用千分表对加工后的泵组的整机底平面进行检验，确保整机底平面满足设备形位公差要求。

优选的，所述步骤3)后，将完成加工的泵组整机装配到底座的预加工后的配合面上。

优选的，一种用于低噪声离心泵组的设计方法，其特征在于：设计电机的底平面与泵的底平面时，预留加工余量，并将两底平面设置于同一基准面上，随后再采用所述的制造工艺。

优选的，所述加工余量为2mm。

本发明的有益效果在于：

1)、抛弃了传统的泵与电机的分体式软连接思路，转而违反常规的直接刚性固定泵与电机，以使得泵与电机形成刚性的整体件。在刚性的整体件成型形成一体式的泵组后，再进行铣加工，从而通过一次性的铣削一体式的泵组的两处底平面，以确保该两处底平面达到同一平面要求。

至此，一方面，由于泵与电机的底平面被铣加工至同一基准面，这使得在工作时，能有效确保安装平面的高精度要求，最终达到显著降低振动噪声的目的；另一方面，泵与电机不再是简单的联轴器的柔性连接，而是直接的反常规的采用刚性连接方式，这使得泵组成型后形成了一体化结构，既降低甚至避免了柔性的联轴器处产生的工作噪声，又能继续保证泵组的正常工作效果，从而可显著降低结构的振动响应，以达到减小或阻断振动和噪声的功能，最终实现低噪声及低振动的工作目的。

此外，采用本发明的上述制造工艺后，显然存在的好处还在于：由于泵与电机的底平面被铣加工至同一基准面，当需要二次拆卸泵组后再组装时，就无需进行过于繁复的基准面校正，而只需以底座的配合面为基准面，正常放置泵与电机，并利用刚性连接器进行在线组装即可。组装完成后，泵组底平面的整体平面度即可保证，从而显著的提升了二次甚至更多次拆装后的泵组的组装效率，最终有效提升其工作效率，拆装搬运时顾虑更少，经济效益也能得到有效保证。

2)、刚性连接器在使用时，可以是普通的套筒甚至是鼠笼状结构，从而环绕联轴器设置；也可以在不使用联轴器时，采用刚性轴来作为动力传递件，此时该刚性轴即为刚性连接器；甚至在必要时，可采用焊接等方式，只需使得泵与电机形成一体式刚性固定结构即可。作为上述方案的优选方案，本发明的刚性连接器优选采用连接法兰。一方面，本发明利用连接法兰的可靠固定效果，来一体成型所述泵组；另一方面，连接法兰的连接孔可适当开大一些，也即大于匹配孔，从而使得连接法兰在安装时具备一定的调节性，从而在泵与电机刚性固定时，可以适当调节泵与电机的安装角度及彼此的安装高度，最终满足泵与电机刚性固定时的在线误差调节需求。

3)、加工时，需采用千分表来保证两底平面的同平面加工目的；同时，第一次加工量较大，后续则以多次加工且逐步降低加工量的方式，来确保加工的精确性，以满足最终的低噪声工作需求。

4)、在设计之初，可考虑在电机及泵的底平面处预留加工余量，从而保证加工时能有足够的加工空间。此外，电机和泵的底平面在设计时应当尽可能的保证处于同一平面处，略微的夹角或高度差再采用所述制造工艺进行后处理，以便显著提升后处理的效率性。

附图说明

图1为本发明的泵组的装配结构示意图；

图2为本发明的加工状态示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-铣刀

10-电机 20-泵 30-联轴器 40-刚性连接器 50-底座

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-2，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

设计步骤：

1、设计时，就考虑将电机10与泵20通过刚性连接器40连接起来。

2、泵20底平面设计时与电机10底平面保持在同一基准面上；考虑到后期的铣加工，因此电机10底平面和泵20底平面在设计时预留2mm加工余量。

制造步骤：

1、分别按照常规流程，独立加工电机10底平面及泵20底平面。

2、按照装配图纸要求将电机10和泵20通过联轴器30组装在一起；组装时，在联轴器30外安装作为刚性连接器40的连接法兰。

3、操作连接法兰40处的安装螺钉，利用连接法兰40处连接孔的大孔径设计，来粗调电机10底平面与泵20底平面，使得两底平面的夹角或高度差尽可能小，随后紧固安装螺钉，形成如图1所示的一体式的泵组。

3、将完成装配后的泵组整机按如图2所示方式垂直放置并固定在机加工设备上。

4、使用标检合格的千分表，同一基准下测量两底平面的平面度，确定两底平面之间的偏差量，判断是否存在垂直夹角和水平夹角，是否互相平行但不共面等等；

5、根据测得的偏差量，选取铣刀a，对泵组的底平面进行铣加工操作；加工面为泵20底平面及电机10底平面。铣加工的深度可以根据实际偏差量进行划分，划分的原则为：初始加工量可以较大；而越接近基准零面，加工量越小，直至细化为0.02～0.03mm每次。

6、在完成泵组的整机底平面铣加工后，采用千分表对加工后的整机底平面进行检验，确保泵组的整机底平面满足设备形位公差要求。

7、将完成上述步骤加工的泵组整机装配到底座50上，形成的最终装配状态如图1所示。

综上，本发明的泵组在设计上将电机10与泵20进行主体关联，整机设计将电机10底平面与泵20底平面设计在一个基准面内；整机底平面加工在满足整机各个底平面加工后，将组装后的整机整个底平面一起加工，也就保证了整机安装平面的形位公差。上述特殊的加工方式，能有效避免电机10底平面及泵20底平面安装在底座50平面时存在的夹角和高度差的问题，可有效提升泵组整机的安装精度，能满足图纸要求，也足以满足低振动低噪声泵组或对安装精度要求高的泵组的安装需求。

按照上例泵组对照现有加工方法和本发明加工方法，实际测得本发明的整机总振级显著提高，且有效的降低了整机的振动噪声。具体使用时，本发明也可应用于潜艇等低噪音要求的设备内，能满足该类特殊设备的低噪音及低振动的要求，甚至能进一步的提高潜艇等相关设备的隐身性，成效显著。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)、装配电机(10)、联轴器(30)与泵(20)；

2)、在电机(10)与泵(20)之间安装刚性连接器(40)，从而使得电机(10)、刚性连接器(40)与泵(20)共同组合形成一体式的泵组；

3)、固定所述一体式的泵组，通过铣加工方式，一次加工电机(10)的底平面与泵(20)的底平面，以使得该两底平面处于同一基准面上。

2.根据权利要求1所述的一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于：所述2)步骤中，所述刚性连接器(40)为与联轴器同轴的连接法兰，刚性连接器的筒腔构成联轴器(30)的安装腔；刚性连接器(40)的两端法兰面分别与电机(10)及泵(20)的相邻面间形成螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于：所述刚性连接器(40)的法兰面处连接孔的孔径大于电机(10)和/或泵(20)上的匹配孔的孔径，安装螺钉穿过所述连接块和匹配孔，从而螺纹配合刚性连接器与相应的泵和/或电机。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于：所述步骤3)中，将完成装配后的泵组轴线铅垂的放置并固定在机加工设备上；使用千分表，在同一基准下测量电机(10)的底平面与泵(20)的底平面的平面度，确定两底平面之间的偏差量；随后根据测得的偏差量，进行铣加工。

5.根据权利要求4所述的一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于：铣加工的深度的划分原则为：采用多次加工方式，且越接近基准零面，单次加工量越小，逐渐细化为0.02～0.03mm每次。

6.根据权利要求4所述的一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于：在完成铣加工后，采用千分表对加工后的泵组的整机底平面进行检验，确保整机底平面满足设备形位公差要求。

7.根据权利要求4所述的一种用于低噪声离心泵组的制造工艺，其特征在于：所述步骤3)后，将完成加工的泵组整机装配到底座(50)的预加工后的配合面上。

8.一种用于低噪声离心泵组的设计方法，其特征在于：设计电机(10)的底平面与泵(20)的底平面时，预留加工余量，并将两底平面设置于同一基准面上，随后再采用如权利要求1或2或3所述的制造工艺。

9.根据权利要求8所述的一种用于低噪声离心泵组的设计方法，其特征在于：所述加工余量为2mm。

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