水泵設計制造水平提升策略分析

趙海濤 拜寧剛 高紅麗

南方中金環(huán)境股份有限公司 浙江杭州 311107

隨著市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國在通用機械設計和制造方面取得了長足的進步，特別是，泵的設計和生產(chǎn)達到了質(zhì)的飛躍。在國內(nèi)市場，大多數(shù)泵都是由中國自主研發(fā)和制造的，目前，中國已成為泵的主要制造商。然而，與發(fā)達國家相比，中國的設計和制造仍存在一些不斷改進的缺點，因此積極研究抽水設備的生產(chǎn)對于進一步提高我國泵的制造水平具有深遠的意義。

1 水泵設計制造發(fā)展概述

泵制造是中國通用工程的重要組成部分，在社會經(jīng)濟建設中發(fā)揮著重要作用。目前，中國水泵主要以聯(lián)合設計，技術實施和自主研發(fā)的形式開發(fā)和生產(chǎn)。中國市場常用的泵大多是比較成熟的產(chǎn)品。從自主研發(fā)的角度來看，中國企業(yè)從事泵的設計和制造，仍然缺乏競爭力。在實際的生產(chǎn)和設計過程中，由于缺乏獨立的研發(fā)機會，抽水設施的整體擴張很小，創(chuàng)新技術的應用和新材料的使用沒有突破。盡管加入世界貿(mào)易組織后，中國抽水行業(yè)的國際化步伐加快，越來越多的外國商品進入中國國內(nèi)市場，導致其現(xiàn)代化，但目前中國抽水產(chǎn)品市場形勢不強。加快泵的本地化步伐，促進泵送產(chǎn)品的出口已成為當務之急，其效率直接關系到中國泵業(yè)的未來[1]。

2 泵殼零件加工的主要問題與工藝過程設計

水泵外殼是機器的主要部件和組件，它將機器和部件的許多部件連接在一起，并將它們保持在正確的位置，以便協(xié)調(diào)運動。不同泵的情況由于其功能不同而具有不同的形態(tài)結構，但結構也具有相同的特征：根據(jù)零件的安裝復雜性及其在空間中的位置，確保承載能力和減小零件的體積。有時，為了有助于減少加工量或減少部件的重量并提供足夠的剛度，鑄件的壁厚通常會減小，以滿足必要的技術和強度要求。所需的多個平面和孔具有高精度和高定位精度。平面和孔的加工質(zhì)量直接影響機器的裝配精度，生產(chǎn)率和使用壽命，安裝螺釘有許多安裝孔，但對這些孔沒有特殊要求。

3 改造我國水泵設計性能的可行性措施

3.1 積極展開葉輪改造

葉輪對泵非常重要，它直接影響泵的正常運行，被稱為泵的核心。在相同的工作介質(zhì)和相同的工作負荷的情況下，對泵的環(huán)境影響不是很大。然而，泵葉輪對泵的影響非常嚴重。因為它會對泵殼產(chǎn)生持續(xù)的直接影響。因此有必要設計和修改泵葉輪。要修改葉輪，設計師必須首先從國外學習一些新方法。在計算機系統(tǒng)中創(chuàng)建虛擬葉輪模型，準確預測模型中使用的新技術的預測，初步判斷葉輪反應在新技術的影響下，以便更好地設計葉輪，此外，應設計和應用葉輪的可靠性和靈敏度，創(chuàng)建和改進動態(tài)葉輪設計系統(tǒng)。葉輪的使用壽命得到有效改善，從而確保葉輪在后期使用中的質(zhì)量。

3.2 計算流體力學運用

計算機設計長期以來一直是現(xiàn)代工業(yè)工程的基礎和方向。計算流體動力學的關鍵價值體現(xiàn)在使用計算機方程求解流體流動的能力。目前，計算流體動力學技術主要分為三個應用領域：一是應用基本數(shù)值，二是計算實驗的應用，三是工程問題的應用。從計算實驗室設施的角度來看，計算流體動力學更為重要。充分利用計算流體動力學計算可以有效地減少測試次數(shù)，提高設計和現(xiàn)代化的效率，以及控制成本，為了進一步強調(diào)計算流體動力學的優(yōu)勢，科學家們開發(fā)了一種三維粘性數(shù)值模擬軟件系統(tǒng)，可以用更少的資金投入加速水泵的開發(fā)[2]。為了有效地提高水泵的設計和生產(chǎn)水平，國內(nèi)研究機構在以下幾個方面著重研究計算流體動力學的應用：第一，研究葉輪網(wǎng)格的制作技術。該技術是流體流動數(shù)值模擬模型的基礎，葉輪網(wǎng)格的分離是實現(xiàn)數(shù)值流模擬的關鍵技術之一，影響分析效果。在實際的研發(fā)過程中，相關機構或企業(yè)應加大資金和技術投入，進行研發(fā)，確保葉輪網(wǎng)格更加科學的分離；第二是對離心泵內(nèi)部流場的有效分析。使用數(shù)值方法計算流速以研究離心泵內(nèi)部流動的規(guī)律可以有效地促進離心泵的發(fā)展。

3.3 加工要求

第一，尺寸要求：對于公差要求，必須根據(jù)中間公差進行處理；第二，處理經(jīng)營者的要求。相關操作應嚴格按照工藝文件盒的設計進行，同時應仔細考慮材料的質(zhì)地，精度，工具，機床等工件因素，并選擇合適的工藝方法；第三，粗糙的處理要求。根據(jù)精加工余量，可以相應地增加和加深深度，倒角和倒角，并且只有這樣才能在精加工后滿足設計要求。對于不適合拉動的尖角，電壓不應過于集中；第四，相關處理要求。如果有驢子，必須按時解決，不要將其轉移到下一個過程；第五，處理與要求有關的文件和圖紙。如果未指定自由尺寸和倒角，則應按照現(xiàn)行法規(guī)進行操作；第六，同一生產(chǎn)過程中精加工和粗加工的相關要求。特別注意溫度變化，不均勻性，應力等，以免影響產(chǎn)品的尺寸精度；第七，大型產(chǎn)品加工的相關要求[3]。特別注意零件松動的問題，以避免質(zhì)量和事故的問題；第八，在切割零件的過程中，如果系統(tǒng)中的粗糙度或奇怪的聲音減少，請立即取下刀并停止進行徹底檢查。

4 結語

改革發(fā)現(xiàn)后，中國工業(yè)發(fā)展總體水平不斷提高，機械設計，研發(fā)和生產(chǎn)能力不斷提高。對于泵等傳統(tǒng)產(chǎn)品，中國與水泵相關的設計和制造技術取得了突破性進展，其在中國國內(nèi)市場上生產(chǎn)的泵的比例逐年增加。水泵的特殊產(chǎn)品具有復雜的生產(chǎn)和加工技術，因此必須進行現(xiàn)場研究，考慮符合相關生產(chǎn)規(guī)則的前提條件，根據(jù)泵產(chǎn)品的實際需要確定合適的處理和生產(chǎn)計劃，最大限度地提高泵的設和生產(chǎn)標準，保證生產(chǎn)高品質(zhì)的水泵產(chǎn)品，以滿足市場需求。