机电工程技本2010年第39卷第0l期
经验交流
造单级叉吸离心泵叶轮出水口吏宽机理的研究
毛华超,梁锡森
(广东省佛山水泵厂有服公司,广东佛山528000)
要:针对公生产的KS型单级双吸离心泵铸铁叶轮出水口普遍变宽的现象,在收集统计生产数据的基础上,对叶轮出水口变
宽的原因及其产生的机理进行了分析和探讨,并提出了解决问题的方案,为稳定泵产品的性能提供改进依据。
关键词:单级双吸离心泵;叶轮;铸铁;出水口变宽
中图分类号:TH137.51
文献标识码:A文章编号:1009-9492(2010)01-0075-04
1引言
注:(1)铸件尺寸是指测量叶轮所得的实际尺寸,
KPS型单级双吸离心泵是近几年新开发的节能环保型
其中A、B、C为不经加工的铸造尺寸,D为加工后的尺
泵产品,广泛应用于石化、钢铁、电力、城市自来水等领
寸;(2)尺寸B中的铸件尺寸为叶轮的出水口宽度,理
域。叶轮作为泵产品的核心部件,其形状和尺寸精度直接
论上左右出水口宽度应相等,实际铸件两者存在一定差
影响泵的性能日。KPS型单级双吸离心泵叶轮的坯料用砂
别,因而尺寸B有两个数字;(3)尺寸D为叶轮外缘直
型铸造方法生产,材料牌号为QT500-7,模具以金属铸铝
径,是设定分型负数的重要参考值。
为原材料进行加工。在生产实践中发现,绝大多数单级双3统计数据分析
吸离心泵叶轮出水口尺寸比零件图纸尺寸宽,而且叶轮口
从表1的数据中可以看到以下几点:(1)对于A、B
径越大,变宽程度越明显。叶轮出水口变宽直接影响泵的
尺寸,模具尺寸要小于图纸尺寸,这主要是考虑造型合箱
性能,严重时会导致整台泵性能不合格。针对发现的问
时砂型(芯)的抬高及砂芯上涂料后会增加A、B的宽度
题,对KPS型单级双吸离心泵叶轮进行检查和统计,通过
模具设计时要考虑抵消这两个方面的增加值,对C尺寸,
检测数据对叶轮出水口变宽的原因及其产生的机理进行分模具设计尺寸与图纸要求尺す基本一致;(2)铸件的A
析探讨,并提出解决问题的方案。
B尺寸几乎都大于模具尺寸,在16组数据中只有一组两者
2数据统计
相等,表明叶轮出水口宽度在铸造过程中增大了;(3
针对发现的问题,跟踪调査了八种型号KPS泵叶轮
叶轮尺寸A越大,铸造过程的增加值越大,叶轮出水口的
叶轮测量示意图如图1所示,统计结果如表1所示。
增加值变化见表2;(4)叶轮尺寸B变宽的趋势与A尺
寸相似。
表1KPS型泵叶出水口尺寸统计
表2KPS型泵叶轮出水口尺寸实际变宽值与分型负数值
尺寸A/mm
尺寸B/mm
尺寸C/mm
尺寸D
mm
泵型
图纸要来模具尺す件尺す圏脈要来月尺す件尺す」图纸要模具尺す件尺す件尺す
泵型3010012520015201520010600150-7001580170800
KPS3010312290325136120140140405050中192实际变宽值△A131051
-2
5.2
KPS135200420400425101601706s808095中658
实际变宽值△B10.40.40-05-141-1-1「1https://m.wdfxw.net/211.12.11233.713.939
KRS7525062060063023020127027060608556
预留分型负数F
2.5
439316
KS152008086086042.040.5404040504524
KFS7046013211051686135982468510610E108476
KFS0270170216801740804785815R9410100?60
表2中,△A=A件尺すーA尺す;△B=Bw件尺すーB尺す;
KRS80182611814118788631881186901021100884270
KTS7080018213761195861186909o150138150141020
F实际留分负数=A零件尺す?件收缩率一A模具尺す,其中,铸铁收缩
率η取经验值1%。
收稿日期:2009-08-25
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经验交流
机电エ捏木2010)年第39卷第(0期
D
由于造型合箱时在垂直于分型面方向上抬高的值是随机
值,而随机值也不可能造成叶轮出水口普遍且稳定的变宽
结果
中间芯
上芯12
下む22
图1叶轮测量示意图
4原因分析
影响叶轮铸件出水变宽的因素很多,但主要有四个
方面:1)造型及合箱时在垂直于分型面方向上的抬高
2)涂料层厚度的影响;3)砂芯的变形;4)铸造实际收
缩及收缩率。下面具体分析各影响因素。
图2工艺图
4.1造型及合箱时在垂直于分型面方向上的抬高
造型及合箱时在垂直于分型面方向上的拾高一方面包4.2涂料层厚度的影响
括制芯过程中,芯盒配合表面的散砂使出水口砂芯相比模
叶轮砂芯上下表面涂刷铸造涂料后,高度方向尺寸会
具的实际尺寸有所增加。此増加值较小,一般为0.5mm左
变大,其变大的尺寸值主要是涂刷涂料层的厚度。根据公
右,主要是单个散砂颗粒的粒度;另一方面,由于各砂
司的铸造经验数据,铸铁件单边涂料层厚度一般为0.2
型、砂芯接触表面一般都不可能很平(如沙粒本身的不平
0.5m,铸钢件为0.3~0.8mm。也就是说,涂料层对叶轮
整性;烘干时砂型、砂芯的膨胀导致的分型面不平以及变
出水口影响的尺寸范围为铸铁0.4~1.0mm,铸钢0.6~
形等),合箱时各接触表面会自然抬高,以及由于砂型、16mm。而根据表2统计的结果显示,叶轮出水口变宽的
砂芯的不平整性,为防止浇注时漏铁水,合箱时一般会在
实际值△A(或△B)普遍大于铸铁件的最大涂料层厚度
分型面之间垫石棉绳或封箱膏,这是造型和合箱过程中垂
值,以及根据表1得出“零件尺寸A越大,变宽的绝对值
直于分型面方向的尺す被抬高的主要原因。为此,需在模
越大”的结论,这一方面表明叶轮出水口变宽的主导因素
型上减去这个被拾高的尺す,被减去的尺寸即称为分型负
不可能是涂料层;另一方面也说明涂料对铸铁件叶轮出水
数2?,属于一经验值。根据表2可以看出,叶轮模具在设
口的实际影响较小。
计时已考虑了分型负数,用以消除或近似消除因造型和合4.3砂芯(型)的变形
箱造成的尺寸影响。而且根据叶轮铸造工艺特点,在分型
砂芯(型)变形产生原因一般有两种情况:(1)砂
面之间垫石棉绳或封箱膏虽然増加了铸件在垂直于分型面
芯太薄,在放置及下芯后因重力作用的变形;(2)砂芯
方向的尺寸,但对叶轮出水口的变宽是没影响的,它只影
在烘烤及冷却过程中的胀缩变形。根据叶轮铸件的特点,
响叶轮盖板的厚度。叶轮出水口宽度主要由上.下两个砂芯
砂芯(型)变形后的合箱一般会导致出水口尺寸变化。但
及下芯所的高度决定,图2所示为“芯1”与“芯2”在
根据统计得出的“零件尺寸A越大,变宽的绝对值越大”
垂直分型面方向上的高度和两芯下芯时接触面的实际抬高
的结论,因重力使砂芯変形后导致叶轮出水口变宽的情况
值。因此,综合上述分析可得出以下结论:造型及合箱时可以排除;而胀缩变形
