盧兆中，張成林

（賽萊默（南京）有限公司，南京 211500）

0 引言

按照公司的流程，每臺(tái)泵出廠前都要做性能試驗(yàn)，并將真實(shí)的性能試驗(yàn)報(bào)告提供給客戶。對(duì)在試驗(yàn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)性能不合格的問題，可歸納為以下3 種類型：

1）整泵性能不合格，不管是全尺寸葉輪還是切割以后的葉輪；2）同種型號(hào)的水泵，全尺寸葉輪做性能試驗(yàn)是合格的，葉輪切割后性能試驗(yàn)不合格；3）不同供應(yīng)商提供的同型號(hào)、同材質(zhì)、同直徑的葉輪在性能試驗(yàn)時(shí)存在合格與不合格的差異。

針對(duì)上述問題我們分析的結(jié)論是：對(duì)于單流道閉式葉輪，其所有的尺寸都是可量測(cè)的，唯有流道無法測(cè)量，而葉輪流道對(duì)水泵性能起著決定性的作用，所以決定對(duì)葉輪流道進(jìn)行測(cè)量。

1 測(cè)量方案

1）測(cè)量設(shè)備：FARO（菲羅）便攜式測(cè)量臂（FaroArm）2）葉輪流道裸露的加工方法。

我公司所有葉輪都是閉式葉輪，只有將葉輪流道全部裸露出來才能進(jìn)行掃描。將葉輪流道裸露出來的方法通常有兩種：一是將葉輪前蓋板車掉，如圖1 所示；二是用線切割的方法將葉輪從中間切開。注意切割前先做好定位缺口，再進(jìn)行整體掃描，并保存好整體掃描3D 圖，如圖2 所示。

圖1

圖2

3）掃描方法：（a）按操作手冊(cè)安裝調(diào)試好FARO 便攜式測(cè)量臂，并與計(jì)算機(jī)連接好。（b）按操作手冊(cè)要求校驗(yàn)好探針和激光。（c）將裸露的葉輪清理干凈，并噴上顯影劑，待顯影劑干燥后備用。（d）將噴上顯影劑并干燥的葉輪裝夾在工裝上，檢查是否夾緊，不得有松動(dòng)和移動(dòng)。如果掃描過程中發(fā)生移動(dòng)，其坐標(biāo)位置就發(fā)生了移動(dòng)，則掃描出的3D 圖就不能用于比對(duì)，需要重新掃描。（e）在做好前期準(zhǔn)備工作后，即可對(duì)葉輪進(jìn)行整體掃描。掃描時(shí)應(yīng)注意把流道的每個(gè)面都掃描到，不得有遺漏。掃描過程中可在電腦顯示屏上看到掃描的每個(gè)面有無遺漏，發(fā)現(xiàn)遺漏可補(bǔ)掃。將掃描好的3D 圖標(biāo)注好零件號(hào)并保存在指定的位置。

4）比對(duì)方法：（a）對(duì)齊。將掃描葉輪流道得到的3D 圖與水力模型3D 圖對(duì)齊。對(duì)齊的方法有兩種：一是手工對(duì)齊；二是自動(dòng)對(duì)齊，然后手工微調(diào)。對(duì)齊時(shí)應(yīng)注意在選定的基準(zhǔn)對(duì)齊后，要最大限度地將葉片對(duì)齊，誤差越小越好。（b）截面選擇。一般以垂直葉輪軸線中心位置選取一個(gè)截面（00 面），然后根據(jù)葉輪總高度往左右平移相同的距離各選取一個(gè)截面，也可以根據(jù)需要往左右平移任意距離選取截面。（c）拾取點(diǎn)的選擇。一般在靠近葉輪葉片進(jìn)水口處、中間處、出水口處的工作面、背面各選一個(gè)拾取點(diǎn)，注意拾取點(diǎn)選擇盡量相互對(duì)稱。（d）偏差的選擇。對(duì)于硅溶膠工藝精鑄的葉輪，偏差選擇±0.25 mm；對(duì)于水玻璃工藝精鑄的葉輪，偏差選擇±0.50 mm；對(duì)于砂鑄葉輪，偏差選擇±0.75 mm，同時(shí)應(yīng)注意根據(jù)葉輪直徑的大小確定相應(yīng)的偏差值。

2 掃描比對(duì)結(jié)果與性能試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

按照測(cè)量方案，我們對(duì)5 種GISO 葉輪經(jīng)常出現(xiàn)的性能試驗(yàn)不合格現(xiàn)象進(jìn)行了模具更新，對(duì)新模具制作的樣品葉輪進(jìn)行了流道測(cè)量，現(xiàn)以GISO-50-32-200-02 葉輪為例來驗(yàn)證流道的符合性與性能試驗(yàn)結(jié)果之間的因果關(guān)系，步驟如下：

1）首先對(duì)樣品葉輪進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)，確保所有尺寸都符合圖紙要求。

2）車掉葉輪的前蓋板，使葉片全部裸露，確保流道每個(gè)面都能掃描到。注意在車前蓋板時(shí)，不許車到葉片，當(dāng)車到葉片根部圓弧時(shí)就要停止車削，多余的圓弧部分用手工打磨掉，打磨時(shí)不許損傷葉片。

3）根據(jù)葉輪葉片剪裁圖做出3D 圖，并請(qǐng)相關(guān)工程師確認(rèn)3D 圖的正確性。

4）將掃描結(jié)果進(jìn)行比對(duì)并作出判斷，我們列舉GISO50-32-200-02 樣品葉輪的掃描截面加以說明。從拾取點(diǎn)的數(shù)據(jù)列表看，90%以上的數(shù)據(jù)在允許的偏差內(nèi)，偏差以外的數(shù)值走負(fù)偏差且偏差較小，反映在流道上是流道略大一點(diǎn)，經(jīng)驗(yàn)證明流道略大對(duì)水泵性能有益，所以掃描的數(shù)值偏差是完全可以接受的，因此我們判定樣品葉輪流道符合水力模型，葉輪流道是合格的。具體數(shù)據(jù)見掃描圖3 及表1。

5）性能試驗(yàn)。我們用同批次的樣品葉輪在完成動(dòng)平衡試驗(yàn)后裝配成整泵做性能試驗(yàn)，其流量、揚(yáng)程、效率符合樣本要求。具體性能試驗(yàn)參數(shù)如圖4 所示。

圖3 掃描圖

表1 撿取點(diǎn)數(shù)據(jù)

6）我們對(duì)5 種樣品葉輪都做了流道掃描，通過與水力模型比對(duì)后，在判斷葉輪流道合格的前提下全部用同批次的樣品葉輪做了性能試驗(yàn)，其性能測(cè)試結(jié)果與樣本參數(shù)所做的對(duì)比統(tǒng)計(jì)如表2 所示。

對(duì)比結(jié)果表明：除第二行實(shí)測(cè)效率異常外，其余實(shí)測(cè)參數(shù)都超過樣本或與樣本相符合（達(dá)到樣本參數(shù)的95%為合格）。

表2 樣品驗(yàn)證結(jié)果與樣本對(duì)比統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論

1）激光掃描方法用于葉輪流道的檢測(cè)是完全可行的，而且測(cè)量精度較高。

2）葉輪流道與水力模型有良好的符合性是保證水泵性能合格的決定性因素。

3）葉輪流道與水力模型有良好的符合性，為產(chǎn)品工程師根據(jù)不同流量、揚(yáng)程、效率的要求計(jì)算切割葉輪直徑并保證水泵性能合格奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4）通過對(duì)掃描數(shù)據(jù)的比對(duì)來判斷葉輪流道是合格的，就可以判斷新開模具是正確的；如果判斷葉輪流道是不合格的，則可判斷模具是不合格的，同時(shí)為修模提供了具體的修模數(shù)據(jù)。

5）用激光掃描方法不僅可以掃描GISO 葉輪流道，也可掃描其他帶流道的鑄件。如渦殼、雙流道葉輪、泵體等。

圖4 性能試驗(yàn)參數(shù)