一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪及設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于離心泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪及其設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沖壓焊接水泵葉輪是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的水泵新技術(shù)。近年來(lái)在國(guó)外發(fā)展很快，國(guó)內(nèi)也做了大量的研宄。但目前沖壓焊接葉輪存在一些不足:葉片形狀比較單一，一般都為不銹鋼板材沖壓成梯形的平面葉片，再經(jīng)過(guò)彎曲而成；大多數(shù)葉輪前蓋板都沖壓成和后蓋板平行的平面或者沖壓成和后蓋板呈一定錐度的平面。因此，當(dāng)梯形平面葉片彎曲后，葉片與葉輪前蓋板貼合的中部明顯低于葉片兩端的連線，呈凹狀，即葉片彎曲后，葉片與前蓋板貼合的一端的軸面投影線為一曲線，如圖1所示。因此導(dǎo)致葉輪前蓋板與葉片不能很好地耦合，葉片和葉輪前蓋板焊接處容易出現(xiàn)漏焊、虛焊情況，焊接后存在一定縫隙，使得泵運(yùn)行時(shí)液體會(huì)在流道間串流，同時(shí)對(duì)葉片與前蓋板焊接處的強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響。
[0003]經(jīng)檢索，現(xiàn)有發(fā)明專利“沖壓焊接成型離心泵及其制造方法”(CN99111134)的特征在于泵殼的制造工藝，并沒(méi)有涉及沖焊離心泵葉輪的設(shè)計(jì)方法。發(fā)明專利“沖壓焊接半開(kāi)式葉輪離心泵”(CN200910307661)介紹了一種沖壓焊接半開(kāi)式葉輪離心泵，和本專利閉式結(jié)構(gòu)葉輪有本質(zhì)區(qū)別。目前關(guān)于一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪直葉片設(shè)計(jì)方法的專利還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在葉輪前蓋板與葉片焊接處因不能較好耦合易出現(xiàn)漏焊、虛焊等不足，本發(fā)明提供了一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪及其設(shè)計(jì)方法，通過(guò)改進(jìn)沖焊離心泵葉輪葉片的設(shè)計(jì)制造，將近梯形平面葉片與前蓋板貼合端設(shè)計(jì)成帶有一定弧度的凸緣，使其焊接時(shí)能夠與前蓋板更好的貼合。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006]一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪，包括前蓋板、改進(jìn)葉片、后蓋板和輪轂，所述改進(jìn)葉片前端設(shè)有前蓋板，所述改進(jìn)葉片后端設(shè)有后蓋板，所述后蓋板后端設(shè)置有輪轂；所述改進(jìn)葉片為圓柱直葉片；所述改進(jìn)葉片貼合前蓋板一端的軸面投影線為直線；所述改進(jìn)葉片貼合前蓋板一端的平面展開(kāi)線為凸緣曲線。
[0007]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)葉片的軸面投影呈直角梯形。
[0008]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)葉片的高度由葉輪中心至葉輪輪緣逐漸減小。
[0009]進(jìn)一步的，所述前蓋板、改進(jìn)葉片、后蓋板和輪轂均為不銹鋼沖焊件。
[0010]一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟:
[0011]步驟1:通過(guò)速度系數(shù)法確定葉輪各參數(shù)，包括葉片進(jìn)口寬度Id1、葉片出口寬度b2、葉片進(jìn)口角安放角P1、葉片出口角安放角β2、葉片包角Φ、葉片厚度S1、葉片數(shù)Ζ、前蓋板內(nèi)徑D1、前蓋板外徑D2、前蓋板厚度S2、后蓋板直徑D3、后蓋板厚度S3、輪轂直徑d和輪轂厚度S4;以此在CAD中建立所述葉輪模型；
[0012]步驟2:以葉輪中心為圓點(diǎn)，作多個(gè)不同半徑的同心圓；在所述葉輪模型的徑向平面投影圖中，測(cè)量所述葉片在每?jī)蓚€(gè)同心圓之間的曲線長(zhǎng)度，得到多個(gè)曲線段；在所述葉輪模型的軸面投影圖中，測(cè)量所述葉片在不同半徑處的高度值；
[0013]步驟3:由此設(shè)計(jì)出凸緣平面葉片模型；所述凸緣平面葉片模型自凸緣平面葉片進(jìn)口側(cè)到出口側(cè)各線段的長(zhǎng)度等于步驟2中所述葉片自葉片進(jìn)口側(cè)到葉片出口側(cè)各曲線段的長(zhǎng)度；所述凸緣平面葉片模型自凸緣平面葉片進(jìn)口側(cè)到出口側(cè)各線段端點(diǎn)處的高度值等于步驟2中所述葉片自葉輪中心至葉輪邊緣不同半徑處的高度值；
[0014]步驟4:依據(jù)步驟3中所述凸緣平面葉片模型沖壓后得到凸緣平面葉片；依據(jù)步驟I中葉片進(jìn)口角安放角P1、葉片出口角安放角β2和葉片包角Φ參數(shù)將凸緣平面葉片彎曲后得到改進(jìn)葉片；依據(jù)步驟I中前蓋板內(nèi)徑D1、前蓋板外徑D2、前蓋板厚度S2、后蓋板直徑D3、后蓋板厚度S3、輪轂直徑d和輪轂厚度S4沖壓后得到前蓋板、后蓋板和輪轂；
[0015]步驟5:將步驟4所述改進(jìn)葉片和前蓋板焊接在一起，打磨焊縫區(qū)使其表面平滑；同樣的，將后蓋板和改進(jìn)葉片焊接在一起，并打磨焊縫區(qū)；然后，將輪轂焊接到后蓋板后端，并打磨焊縫區(qū)，最終得到所述離心泵葉輪。
[0016]進(jìn)一步的，所述葉輪各參數(shù)如下:葉片進(jìn)口寬度Id1= 20mm、葉片出口寬度b 2 =6mm、葉片出口角安放角1^=29°、葉片進(jìn)口角安放角β 29°、葉片包角Φ =125°、葉片厚度S1= 3mm、葉片數(shù)Z = 6、前蓋板內(nèi)徑D != 110mm、前蓋板外徑D 2= 370mm、前蓋板厚度S2= 3_、后蓋板直徑D 3= 370_、后蓋板厚度S 3= 3_、輪轂直徑d = 90_和輪轂厚度 S4= 6mm。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明所述的一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪及其設(shè)計(jì)方法，通過(guò)將原梯形平面葉片設(shè)計(jì)為帶弧度的凸緣平面葉片，即該葉片貼合前蓋板的一側(cè)設(shè)計(jì)為凸?fàn)钋€；使凸緣平面葉片沖壓彎曲后其軸面投影為直角梯形且緊貼前蓋板的投影線為直線，確保了該葉片和前蓋板焊接后貼合更緊密，焊接處不易出現(xiàn)漏焊、虛焊情況，避免泵運(yùn)行時(shí)液體在流道間發(fā)生串流，進(jìn)而提尚焊接部位的強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為傳統(tǒng)葉片的軸面投影圖。
[0020]圖2為本發(fā)明所述不銹鋼沖焊離心泵葉輪的整體示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明所述不銹鋼沖焊離心泵葉輪的軸面投影圖。
[0022]圖4為本發(fā)明所述葉輪模型的徑向平面投影圖。
[0023]圖5為本發(fā)明所述葉輪模型的葉片的軸面投影圖。
[0024]圖6為本發(fā)明所述凸緣平面葉片模型的軸面投影圖。
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0026]1-前蓋板，2-改進(jìn)葉片，3-后蓋板，4-輪穀，5-葉片，6_凸緣平面葉片模型。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0028]如圖2和圖3所示，一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪，包括前蓋板1、改進(jìn)葉片2、后蓋板3和輪轂4，所述改進(jìn)葉片2前端設(shè)有前蓋板1，所述改進(jìn)葉片2后端設(shè)有后蓋板3，所述后蓋板3后端設(shè)置有輪轂4 ;所述改進(jìn)葉片2為圓柱形直葉片，在該葉輪的軸面投影圖中，所述改進(jìn)葉片2呈直角梯形，且改進(jìn)葉片2貼合前蓋板的一端呈直線狀；所述改進(jìn)葉片2的高度由葉輪中心到輪緣側(cè)為逐漸減小。
[0029]一種不銹鋼沖焊離心泵葉輪的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟:
[0030]步驟1:通過(guò)速度系數(shù)法確定葉輪各參數(shù)，即葉片進(jìn)口寬度Id1= 20mm、葉片出口寬度b2= 6mm、葉片出口角安放角β:=29°、葉片進(jìn)口角安放角β 29°、葉片包角Φ =125°、葉片厚度S1= 3mm、葉片數(shù)Z = 6、前蓋板內(nèi)徑D != 110mm、前蓋板外徑D 2= 370mm、前蓋板厚