简单高效的三元叶轮流道型线检查

高博 刘亚玲 刘秋艳

摘要：三元叶轮的叶片是三维立体的形状，它的制造、加工成本比二元叶片要高很多，本文提供了一种非常简单，制作成本很低的三元叶片水力型线的检查工具，非常实用方便。

关键词：流道曲面的检测;组合样板;定位板;空间点数值

1.引言

三元叶轮的叶片是三维立体的形状，一般来讲，它的制造加工、检查成本是比较高的。目前大多数泵产品的叶轮都是铸造成形，叶片流道表面按照一定的标准进行打光，没有其他加工要求。对于叶轮这种水力关键件，流道曲面的检测一直都是很重要却常被忽视的环节，原因有两个，一是叶片本身三维曲面检测很难，还有就是在习惯上对铸件木型的相信。但是一旦铸造过程中出现偏差，导致过流截面发生变化（这种情况时有发生），如果不能及时发现，最后影响到产品性能，损失很难预料。

根据叶轮的结构特点，我们设计了一个组合流道样板，它的制作成本很低，但可以非常方便的在叶轮加工前期对涡室面积、流道形线等进行检查，准确测知流道内每一个叶片曲面是否符合水力要求。

2.样板的结构与应用

这个组合样板，主要是对三元叶轮在流道的不同截面进行测量。对于曲面的测量，定位

很重要。例如前、后曲面盖板，测量工具比较简单，以口环外圆和端面定位，做一个与母线相重合的片状样板，就可以准确测定整个盖板外表面的加工情况。

但是内部流道，是三维变化的曲面，不同半径的截面都不同，单个的曲面样板测量，不能反应流道全部情况，定位也不够准确，毫无意义，所以需要从入水口到出水口的整个流道表面来整体考虑。

如图1所示，整个叶片流道表面的形状只能用空间点数值表示，这些数值在木模图上以叶轮中轴线为基准进行不同角度的分区得到，我们为出口处的分区截面设计了一个共同的扇形定位板（件1），同样以轴线为基准，定位板在相邻的两个叶片（外圆经过粗加工）之间定位，一端在与叶片工作面出口外圆对应的位置刻槽作标记，另一端卡在相邻叶片出口的背面，在中间的弧线上按不同角度做出截面样板的定位槽，流道内不同截面的样板（1、2、3、4、5、6）就可以在定位板圆周的正确位置测量。

截面样板的外形（如图2），上边是定位面，左、右两侧和叶轮前、后盖板的内侧形状相符合，底面弧线的形状由不同角度的流道截面与各流线的交点数值来确定，样板的形状就可以确定了。图1的组合样板中有6个不同截面的样板，图2是其中的第2、4、6号样板。

还有一个问题，就是截面样板是有厚度的，而实际测量的是一条线，三元流道前后左右的空间点一般都不在一个平面上，这样要想测得准确，就必须做好定位，把样板的A面靠在定位板的10°（也就是取点定型的截面）位置，这样放置的好处是不管样板多厚，测量时正确的状态就是，从A面看去样板三面和流道各表面形状吻合，因为要测量的是与A面相重合的截面，当然样板不能太厚，一般就是0.5-1mm左右， B面和A面一样的形状，但流道是变化的，所以从B面看底部叶片表面和样板间会有缝隙。

在测量方法上，因为流道内部比出口宽，所以必须先把单个样板顺着放进去，再用定位板校正位置测量。

叶轮流道进水口的检查和出水口类似，在口环端面作一个整体的定位板，然后以此定位，用不同角度的流道样板去测量，进水口和出水口测量有一个最大的不同，就是进水口测量的是叶片背面，出水口测量的是叶片工作面，这在设计样板时是必须注意的。

3.结  语

三维表面很难进行加工与检查，正常的机械加工设备和一般性的量具都无法应用，往往要要换用专门的工具，成本自然就高，但是用于检查的工具，只要把握好流道曲面的变化规律，找准定位，就可以化繁为简。