水泵生产过程在线检测技术

2020-06-22苏佩佩

湖北农机化 2020年8期

苏佩佩

(河北省机械科学研究设计院，河北石家庄 050051)

1 水泵结构分析和检测内容

水泵生产企业在构建生产过程中的在线检测系统时，要以水泵的结构为基础，再进一步细致地划分在线检测内容。如：微型电泵的结构主要由电机、叶轮、涡室、密封件以及辅助部件等构成，根据其简单的结构，可以得出其在生产过程中的在线检测内容为：平衡检测、电机性能检测、微型电泵出厂综合水力性能检测。通过3方面内容的在线检测，保证微型电泵在运行时电机转子动平衡和叶轮静平衡无异常、电机性能正常、流量点的流量、扬程、轴功率和转速正常。

2 在线检测仪器的选择

水泵生产过程在线检测技术主要应用电参数仪器、平衡检测仪器等，其中，电参数仪器应用比较广泛，主要用于对水泵生产过程中的相关电参数的检测工作，在我国，电参数仪器与平衡检测仪器相比，发展和应用较为成熟，因此，本部分主要对平衡检测仪器的选择进行简要的分析。水泵结构中含有的叶轮和电机转子，要求在水泵安装前，必须进行平衡检测，平衡检测种类的不同，导致平衡仪器也分为动平衡机和静平衡机2种。

2.1 动平衡检测仪器

基于水泵结构中的电机转子轴向尺寸较大的特点，必须使用动平衡仪器进行检测，由于动平衡机中的硬支承平衡机有着相对来说比较安全、操作易于上手、一次性永久定标的特点，被广泛使用于微型电泵生产过程中的在线检测，以北伦平衡机厂生产的HP-OS硬支承卧式动平衡机为例，其主要由微机、信号预处理电路和机械部分组成。

简单来说，动平衡机的检测原理为：标准转子在旋转时，转子不平衡就会使支承产生振动，再由支承上的振动传感器转变为电信号传送给信号处理器。动平衡机主轴上方的光电传感器能够感知主轴标记的变化，并能够将这种变化转为电信号进行传送，保证在线检测系统能够从中提取出转速和角度信号。最后，水泵生产过程中的在线检测系统基于光电信号得出转子转速、基于振动信号和角度信号得出转子的不平衡量、基于详细的计算得出校正面上应加的重量和角度。

2.2 静平衡检测仪器

水泵结构中的叶轮部分轴向尺寸相对来说较小，因此，通常运用静平衡检测仪器对其进行检测，需要注意的是，水泵结构中非轴对称的叶轮需要做动平衡实验，不平衡力矩为静平衡允许的一半。运用M<=eG公式计算静平衡允许的不平衡力矩，其中M为允许的不平衡力矩，e为允许偏心距，G为单个叶轮的质量，基于不同状态下的转速和偏心距，计算出允许的不平衡力矩。

传统的静平衡检测工作大多情况下都是运用导轨式静平衡架进行，通过测量回转体的平衡情况，添加或减少材料，使回转体达到静平衡。但当前，我国的水泵生产往往是大批量的规模化的生产，采用这种检测方式费时费力，无法满足水泵生产实际的需要，因此，在线检测技术中一种新型的静平衡机应运而生，主要使用三点称重法进行检测工作。

其中被检测水泵3个点的质量为m1、m2、m3，接下来运用传感器就能得出来具体的质量数值，进而计算被检测水泵的总质量，即：m1+m2+m3，如果质心向径为r，则mr=m1r1+m2r2+m3r3，然后将质径积向x轴和y轴投影，进一步得出公式，将两式平方相加和两式相除后，得出不平衡的质径积大小和位置。