千分表在潛水泵導流殼精度檢測中的應用

黃進來

（泉州騰達精鑄有限公司，福建 泉州 362011）

泵設備作為重要的流體輸送工具，廣泛應用于國民經濟的各個領域，如市政、礦山及農田給排水等?，F以通用的離心泵為例，簡單介紹泵類產品的工作原理。低比速離心泵的轉速比在30～80，其具有流量相對較小和揚程高等特點，其應用范圍一般在灌溉等領域[1]。而本文所研究的潛水泵與此相似，作為深井提水的設備，一般應用于地下水的提取，導流殼作為潛水泵中的重要零件，不僅僅提供引流的功能，還將提取液體的壓力轉化為液體的速度能，其材質一般選用HT200采用鑄造方法進行生產，而后進行一些車削、銑削、鉆孔攻牙等精加工，在此過程中產品的尺寸將會逐漸被確定下來。但是在導流殼零件的精加工過程中，由于加工設備的精度、加工夾具的精度、工人加工操作的水平等會使零件的加工結果與設計要求產生一定的誤差，因此需要進行準確性的精度的檢測，為此本文提出了一種基于千分表的設備來實現對導流殼加工精度的檢測[2]。

千分表作為一種微小形變量的測量儀器，其使用方法簡單，且具有較高的靈敏度，其工作方法主要通過內部的齒輪或者杠桿在單一方向上的移動來實現旋轉運動，進而得到刻度盤的尺寸測量值，這個值并不是絕對數值，它是一個相對的數值，這個相對值指的是工件在某一尺寸上的位置和形狀偏差，所以說千分表也是一種用于工件精密找正的儀器。按照分度值來分有0.01mm、0.005mm、0.002mm、0.001mm，本文所選用的千分表是0.001mm分度值[3]。

1 導流殼檢測方法的確定

為了實現對潛水泵導流殼的檢測，首先需要確定泵體導流殼的尺寸和檢測方法。本文所研究的產品是德國水泵公司的污水潛水泵導流殼。該產品從毛坯精密鑄造到機械精加工完成，以及最后的裝配都是在我司進行。本導流殼的材質選用的是德國牌號為1.4469的材質，該種材質為雙相不銹鋼材料比一般不銹鋼更難加工，且鑄造出來的毛坯在精加工中容易變形[4]。同時零件所要求的機加工尺寸精度及形位精度較高，這給機加工及檢驗造成很大的難度。某型號導流殼二維圖如圖1所示。

圖1 導流殼零件圖

如上圖1所示，導流殼作為泵體的重要組成部分，其內部組織結構相對較為復雜，精加工裝夾時易變形。同時精加工的尺寸及形位精度要求較高，不易于測量，其精加工的誤差大小與葉輪的正常運轉和水力等性能都有著直接的相關性，且誤差相對較大，故本文基于千分表的高精度特性，引入到導流殼的檢測中，提出了一種基于千分表的導流殼精度檢測，為綜合利用千分表的靈活性和高精度特性，以及添加的高精度旋轉臺的高精度定位，實現對導流殼的高精度定位[5]。

2 檢測設備設計和數據處理

2.1 檢測設備設計

在生產制造過程中，按圖紙要求來控制加工精度，則需要用良好的三坐標檢測方法來確定生產結果的準確性。而通常的三坐標檢驗方法都存在一定的弊端，①需要專業的較高素質的檢驗人員。②三坐標設備的投入及維護成本較高。③檢驗的效率較低。這對于中小型的企業或者此類產品訂單不多的企業來說，是一筆不菲的資金投資。在市場競爭日益激烈的現今，每個企業都在盡最大的努力降低成本和提高效率。除了用三坐標檢驗外，傳統檢驗圓跳動的方法是：在偏擺儀上，利用芯軸將零件套住進行檢測。但是，本文中零件實際重量達20幾千克，用這種方法根本無法進行[6]。

圖2 千分表檢測設備

因為現實生產實踐活動中的需求，為了實現高效率、高精度和低成本的檢測，現設計了如圖2所示的基于千分表的檢測設備，其基本步驟為：①首先將千分表和高精度旋轉臺進行精確的連接；②將檢測零件，如本文的導流殼固定到旋轉臺；③控制千分表設備的運動實現對導流殼外部尺寸和內部尺寸的精確測量。特點就是將兩件不相關的設備緊密連接在一起開發出新應用，實現對于導流殼的等各種難以測量設備的檢測，最大程度的發揮了兩件設備的優點，千分表的高精度特性和旋轉臺的高定位精度，準確的檢測導流殼的外部輪廓尺寸和內部尺寸。

2.2 檢測結果分析處理

圖3 數據在三維的離散型偏差

對于上圖1所示的導流殼零件，整體尺寸及形位精度要求較高。利用上述的檢測設備得到高精度的檢測結果。繪制尺寸偏移散點圖如下圖所示。根據所得的32組數據繪制散點圖，對數據進行回歸性分析，數據點在三維坐標的分布圖可以看出，散點并不存在最自變量變化而變化的趨勢，可以看出檢測結果具有高度的不確定性，并不能通過簡單的函數擬合曲線來進行表示，可以斷定本測量模型在測量導流殼尺寸中并不存在技術性錯誤，驗證此方法有效性。

3 結論

本文在結合實際應用和理論分析的角度上，設計了一種新型導流殼精度檢測設備，巧妙的將高精度旋轉臺和千分表結合在一起，實現了零件的高精度測量。此方法有效的提高了測量的準確性和可靠性，在一定程度上為產業的發展提供了一種可靠簡便的檢驗方法，大大簡化了原有測量程序的繁重和測量時間的消耗，為未來的智能化檢驗提供了建設性方法。