簡單高效的三元葉輪流道型線檢查

高博 劉亞玲 劉秋艷

摘要：三元葉輪的葉片是三維立體的形狀，它的制造、加工成本比二元葉片要高很多，本文提供了一種非常簡單，制作成本很低的三元葉片水力型線的檢查工具，非常實用方便。

關鍵詞：流道曲面的檢測;組合樣板;定位板;空間點數值

1.引言

三元葉輪的葉片是三維立體的形狀，一般來講，它的制造加工、檢查成本是比較高的。目前大多數泵產品的葉輪都是鑄造成形，葉片流道表面按照一定的標準進行打光，沒有其他加工要求。對于葉輪這種水力關鍵件，流道曲面的檢測一直都是很重要卻常被忽視的環節，原因有兩個，一是葉片本身三維曲面檢測很難，還有就是在習慣上對鑄件木型的相信。但是一旦鑄造過程中出現偏差，導致過流截面發生變化（這種情況時有發生），如果不能及時發現，最后影響到產品性能，損失很難預料。

根據葉輪的結構特點，我們設計了一個組合流道樣板，它的制作成本很低，但可以非常方便的在葉輪加工前期對渦室面積、流道形線等進行檢查，準確測知流道內每一個葉片曲面是否符合水力要求。

2.樣板的結構與應用

這個組合樣板，主要是對三元葉輪在流道的不同截面進行測量。對于曲面的測量，定位

很重要。例如前、后曲面蓋板，測量工具比較簡單，以口環外圓和端面定位，做一個與母線相重合的片狀樣板，就可以準確測定整個蓋板外表面的加工情況。

但是內部流道，是三維變化的曲面，不同半徑的截面都不同，單個的曲面樣板測量，不能反應流道全部情況，定位也不夠準確，毫無意義，所以需要從入水口到出水口的整個流道表面來整體考慮。

如圖1所示，整個葉片流道表面的形狀只能用空間點數值表示，這些數值在木模圖上以葉輪中軸線為基準進行不同角度的分區得到，我們為出口處的分區截面設計了一個共同的扇形定位板（件1），同樣以軸線為基準，定位板在相鄰的兩個葉片（外圓經過粗加工）之間定位，一端在與葉片工作面出口外圓對應的位置刻槽作標記，另一端卡在相鄰葉片出口的背面，在中間的弧線上按不同角度做出截面樣板的定位槽，流道內不同截面的樣板（1、2、3、4、5、6）就可以在定位板圓周的正確位置測量。

截面樣板的外形（如圖2），上邊是定位面，左、右兩側和葉輪前、后蓋板的內側形狀相符合，底面弧線的形狀由不同角度的流道截面與各流線的交點數值來確定，樣板的形狀就可以確定了。圖1的組合樣板中有6個不同截面的樣板，圖2是其中的第2、4、6號樣板。

還有一個問題，就是截面樣板是有厚度的，而實際測量的是一條線，三元流道前后左右的空間點一般都不在一個平面上，這樣要想測得準確，就必須做好定位，把樣板的A面靠在定位板的10°（也就是取點定型的截面）位置，這樣放置的好處是不管樣板多厚，測量時正確的狀態就是，從A面看去樣板三面和流道各表面形狀吻合，因為要測量的是與A面相重合的截面，當然樣板不能太厚，一般就是0.5-1mm左右，?B面和A面一樣的形狀，但流道是變化的，所以從B面看底部葉片表面和樣板間會有縫隙。

在測量方法上，因為流道內部比出口寬，所以必須先把單個樣板順著放進去，再用定位板校正位置測量。

葉輪流道進水口的檢查和出水口類似，在口環端面作一個整體的定位板，然后以此定位，用不同角度的流道樣板去測量，進水口和出水口測量有一個最大的不同，就是進水口測量的是葉片背面，出水口測量的是葉片工作面，這在設計樣板時是必須注意的。

3.結??語

三維表面很難進行加工與檢查，正常的機械加工設備和一般性的量具都無法應用，往往要要換用專門的工具，成本自然就高，但是用于檢查的工具，只要把握好流道曲面的變化規律，找準定位，就可以化繁為簡。