泵轉子撓度的測量與檢具設計

大連深藍泵業有限公司 （遼寧 116022） 欒麗敏

上海東方泵業有限公司 （201907） 孔海軍 張永泉

在生產中，經常需要利用V形鐵定位來檢測一些軸類零件的跳動。也有一種情況既要利用V形鐵的定位，同時又要使V形鐵在高度方向上具有微調的功能，附圖就是這種裝置的應用，這種裝置是用來測量轉子撓度的。兩個微調V形裝置支撐在轉子兩端安裝軸承位置的表面上，通過調整裝置逐漸使轉子中間零件離開支撐面，將轉子抬起，通過轉子各外徑千分表測量出轉子的靜撓度。

測量轉子的靜撓度必須設計和制作可微調的V形鐵。

1.微調V形鐵的結構設計

V形定位裝置由橫向驅動和豎向位移兩個鏈，通過蝸輪、蝸桿及相關零件在外殼上的相互位置約束形成的傳動裝置，如附圖所示。

微調V形定位裝置

橫向傳動鏈是由手柄、手柄軸 、手輪 、刻度盤 、蝸桿前套 、蝸桿、調整墊、蝸桿后套組成。螺釘將刻度盤固定在外殼上，螺釘將手輪和蝸桿軸固定，旋轉手柄，蝸桿軸就旋轉起來。蝸桿軸兩端面，一側與刻度盤端面接觸，另一側通過調整墊圈固定在外殼內槽面內，通過修磨墊圈，保證軸向間隙要求。

豎向傳動鏈是由底座、調整墊、軸承、下軸套、蝸輪、襯套、上軸套、絲杠、V形鐵等組成。底座通過螺釘固定在外殼上，下軸套與底座內孔定位，用螺釘固定在蝸輪上，隨蝸輪一起旋轉。絲杠與蝸輪內螺紋旋和，絲杠圓周縱向開一直槽，通過外殼上定位銷將徑向回轉限制住。V形鐵過盈配合安裝在絲杠頂部，蝸輪旋轉后，帶動絲杠及V形鐵上下移動。

兩個鏈通過蝸桿蝸輪的傳動，變成了絲杠的直線運動，蝸桿、蝸輪傳動比1/40，蝸輪內螺紋為Tr32×6，手輪每旋轉一圈，絲杠直線移動0.15mm，依據此值在手輪圓周上進行劃分刻度，共分60格，一格是0.0025mm，這樣就能達到微調的目的了。

2.轉子撓度的測量

多級泵轉子的撓度，關系到泵的運行可靠性和泵的效率。通常泵的轉子和定子部件之間的間隙，為了達到高效率，使其越小越好，但此間隙太小了，又容易造成定子部件和轉子的摩擦。摩擦的原因除了泵相關零部件在制造過程中產生的幾何誤差外，就是由于轉子的撓度造成的。轉子產生撓度是不可避免的，但它的大小是可控的。它的大小除了與泵軸的幾何形狀和尺寸有關外，還與泵軸的材料、材料的熱處理狀態、轉子上安裝的葉輪和軸套的重量等多種因素有關。所以要想只通過設計計算得出轉子的撓度數值是非常困難的，必須經過實際的測量，才能得出確切的數值。

測量轉子的撓度需要一塊大小適度的平板，可調V形鐵和數塊千分表。

首先將轉子放在平板上，微調V形鐵放在轉子安裝軸承的部位并且不與軸接觸。此時只有葉輪的外徑和平板接觸。由于葉輪的外徑在制造中存在誤差，所以可以發現此時并非所有的葉輪都和平板接觸，可能只有兩個葉輪和平板接觸，其余葉輪懸空。為了提高測量精度，要在轉子兩端的葉輪（即首級葉輪和末級葉輪）下面用薄片墊起，使中間葉輪懸空，不允許只有中間葉輪接觸而兩端的葉輪懸空。由于轉子上葉輪的級數不同，其載荷的分布也不相同，所以當級數多時，就要在次級葉輪和次末級葉輪下面墊片，盡量在初始狀態下轉子有最小的靜撓度，以保證測量的數值真實可靠。

當轉子調整好后，把千分表指壓在想要檢測的部位，轉動表盤使表針指向零位。然后轉動轉子兩端的可調V形鐵，使轉子抬起，所有葉輪處于懸空狀態。此時要注意，轉子兩端上升的量要相等，從V形鐵上方的千分表變化量可以控制。兩端上升量誤差要小于0.01mm，由于用微調V形鐵支撐，實現這樣大小的誤差是可能的。

由于整個轉子除了軸承部位和V形鐵接觸外，其余部分都處于懸空狀態。在軸的自重和其他零件的重量作用下，轉子產生變形，各個千分表的示值也產生變化。用微調V形鐵處千分表的抬起量分別減去每個千分表的變化量，就得出轉子每處的靜撓度。

由于泵軸材質以及熱處理后組織的不均勻以及制造過程中產生的幾何誤差，在不同方向轉子可能有不同的撓度，所以在測量時應將轉子轉動幾個不同的方向進行測量，以其最大值作為轉子的撓度。