本發(fā)明涉及離心泵葉輪制造領(lǐng)域，尤其涉及一種超低比轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)及其加工方法。

背景技術(shù)：

隨著節(jié)能、環(huán)保、安全要求的提高，低比轉(zhuǎn)速的離心泵應(yīng)用越來越多，而對(duì)于葉輪比轉(zhuǎn)速低于35時(shí)，如圖1所示的葉輪，當(dāng)D2（葉輪外徑）與b2（流道出口寬度）的比大于30時(shí)，這類閉式葉輪現(xiàn)在的鑄造技術(shù)很難保證流道的尺寸精度和表面光潔度，報(bào)廢率非常高（一般僅能達(dá)到20%左右的合格率），甚至無法鑄造，限制了超低比轉(zhuǎn)速離心泵的進(jìn)一步發(fā)展。

目前，制造這類葉輪，參見圖1，一般采用將前蓋板單獨(dú)加工，葉輪的葉片與后蓋板、輪轂一起鑄造（或加工）成型，然后將前蓋板與后蓋板焊接起來成為整體葉輪，這種成型葉輪的方法，前蓋板與葉片之間具有焊縫，且焊縫極其小，它們的結(jié)合強(qiáng)度低；特別是當(dāng)葉輪的直徑較大（即D2/b2的值大于30）時(shí)，葉片與前蓋板的中間部位根本無法焊接，此時(shí)整體葉輪的強(qiáng)度更低，焊接葉輪的焊縫高度無法精確控制，不能達(dá)到水力設(shè)計(jì)尺寸的要求，無法保證葉輪的水力性能實(shí)現(xiàn)；并且，葉片與前蓋板間存在縫隙，對(duì)葉輪水力性能影響巨大。同時(shí)焊接葉輪在特殊材料（雙相鋼、有色金屬等）焊接技術(shù)無法解決，焊接的熱影響區(qū)葉對(duì)金屬的腐蝕性下降很大，無法保證葉輪的長期使用，給設(shè)備安全運(yùn)行帶來隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種超低比轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)及其加工方法，加工難度低，并且加工精確度高，整體質(zhì)量更好，從而提高加工的成品率；并且葉輪的穩(wěn)定性高，能夠有效提高導(dǎo)流效率。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種低比轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括葉輪體部和葉輪根部；所述葉輪體部包括前蓋板、葉片體部以及后蓋板，且所述前蓋板、葉片體部以及后蓋板成型為一體；所述葉輪根部包括輪轂、葉片根部以及密封環(huán)部，所述葉片根部位于輪轂的前部，所述密封環(huán)部套設(shè)在葉片根部外側(cè)，且輪轂、葉片根部以及密封環(huán)部一體成型；

所述后蓋板的中部向后凸出形成一套管，后蓋板通過該套管套設(shè)在輪轂的后部，并與輪轂過盈配合在一起，且后蓋板與輪轂前部緊貼；同時(shí)，葉片根部的外端能夠與葉片體部的內(nèi)端緊密貼合；所述前蓋板套設(shè)在密封環(huán)部上，并與密封環(huán)部之間形成環(huán)形焊縫，該前蓋板與密封環(huán)部通過環(huán)形焊縫密封焊接在一起。

進(jìn)一步地，所述葉輪根部與葉輪體部的切分原則是：葉片根部為弧形段，葉片體部為直線段；前蓋板的內(nèi)孔的直徑與葉片體部的內(nèi)端所在圓的直徑一致，后蓋板的內(nèi)孔直徑小于葉片體部的內(nèi)端所在圓的直徑。

進(jìn)一步地，前蓋板內(nèi)孔呈錐形，其靠近前蓋板外側(cè)直徑大于靠近前蓋板外側(cè)直徑。

一種上述低比轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）根據(jù)水力設(shè)計(jì)要求，分別鑄造葉輪體部和葉輪根部；

2）通過葉輪體部上的套管，將葉輪體部從葉輪根部的后端套入葉輪根部，并使葉片體部與葉片根部正對(duì)，且葉片體部內(nèi)端與葉片根部外端緊貼在一起，同時(shí)，使葉輪體部的后蓋板與葉輪根部的前部緊貼，前蓋板套入密封環(huán)部；

3）將前蓋板與密封環(huán)部之間的環(huán)形焊縫密封焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、將極難鑄造的超低比轉(zhuǎn)速葉輪切分成兩個(gè)部件分別進(jìn)行鑄造，大大降低葉輪的鑄造難度，大大降低毛坯的廢品率。

2、分別鑄造的葉輪體部，其中的葉片體部基本是柱形葉片，成型難度低，流道和葉片體部的型線尺寸精度易于保證，使流道和葉片體部型線的尺寸更符合設(shè)計(jì)要求。

3、葉輪根部屬于葉輪流道轉(zhuǎn)彎和葉片扭曲部分，此結(jié)構(gòu)減短了成型流道和葉片根部的長度，同時(shí)使鑄造時(shí)形成流道的型砂強(qiáng)度好，容易成型，葉片根部線型和流道尺寸更容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4、將葉輪從最容易出現(xiàn)缺陷的流道轉(zhuǎn)彎部位分開，形成兩個(gè)獨(dú)立部件并分別加工，降低了流道的鑄造難度，克服了出現(xiàn)缺陷的因素，使葉輪的成品率大大提高。

5、葉輪體部和葉輪根部的流道長度都大大減短，能夠采用人工打磨的方法降低葉輪流道表面粗糙度，對(duì)提高流道和葉片表面的光潔度極為有利，降低了流體高速流過葉片表面的摩擦損失，非常有效地提高了葉輪的效率。

6、葉輪的前蓋板環(huán)形焊縫成形，大大降低體積探傷的難度，能有效保證葉輪的質(zhì)量，降低葉輪質(zhì)量引起的泵事故風(fēng)險(xiǎn)，提高泵運(yùn)行可靠性。

7、采用該技術(shù)，可以鑄造葉輪外徑與流道出口寬度之比的值很大的葉輪，為離心泵向超低比轉(zhuǎn)速方向發(fā)展提高技術(shù)方面的保障性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2沿A—A向的剖視圖。

圖4為葉輪體部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4沿A—A向的剖視圖。

圖6為葉輪根部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6沿A—A向的剖視圖。

圖2—圖4中：1—前蓋板，2—葉片體部，3—后蓋板，4—輪轂，5—葉片根部，6—密封環(huán)部，7—套管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例：參見圖2—圖7，一種低比轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)，包括葉輪體部和葉輪根部。所述葉輪體部包括前蓋板1、葉片體部2以及后蓋板3，且所述前蓋板1、葉片體部2以及后蓋板3成型為一體。所述葉輪根部包括輪轂4、葉片根部5以及密封環(huán)部6，所述葉片根部5位于輪轂4的前部，所述密封環(huán)部6套設(shè)在葉片根部5外側(cè)，且輪轂4、葉片根部5以及密封環(huán)部6一體成型。所述葉輪根部與葉輪體部的切分原則是：葉片根部5為弧形段，葉片體部2為直線段；前蓋板1的內(nèi)孔的直徑與葉片體部2的內(nèi)端所在圓的直徑一致，后蓋板3的內(nèi)孔直徑小于葉片體部2的內(nèi)端所在圓的直徑。

所述后蓋板3的中部向后凸出形成一套管7，后蓋板3通過該套管7套設(shè)在輪轂4的后部，并與輪轂4過盈配合在一起，且后蓋板3與輪轂4前部緊貼。同時(shí)，葉片根部5的外端能夠與葉片體部2的內(nèi)端緊密貼合，形成設(shè)計(jì)的葉片型線，軸的扭矩通過鍵傳遞給葉輪輪轂4，葉輪體部的套管7與輪轂4后部的過盈配合傳遞扭矩。所述前蓋板1套設(shè)在密封環(huán)部6上，并與密封環(huán)部6之間形成環(huán)形焊縫，該前蓋板1與密封環(huán)部6通過環(huán)形焊縫密封焊接在一起。其中，前蓋板1內(nèi)孔呈錐形，其靠近前蓋板1外側(cè)直徑大于靠近前蓋板1外側(cè)直徑（即：前蓋板1內(nèi)孔切口的輪廓線與葉輪的軸心線成0°～60°夾角）；從而使焊縫呈楔形，更便于焊接。

葉輪體部和葉輪根部分別鑄造成型，從鑄造成型的角度，能縮短成型過程中鐵水的流動(dòng)距離，降低葉輪的成型難度，保證葉輪流道尺寸和葉片的尺寸與設(shè)計(jì)值更符合，能夠有效提高葉輪導(dǎo)流的效率。通過分體鑄造成型，然后加工后組合成符合設(shè)計(jì)要求的葉輪，葉輪的前蓋板1與葉片間不存在間隙，精確度高。葉片分兩段鑄造，前蓋板1與密封環(huán)部6用環(huán)焊縫焊接成整體；能更好控制焊接質(zhì)量和容易檢查焊縫的質(zhì)量，葉輪受力的蓋板質(zhì)量更好，從而提高葉輪的成品率；同時(shí)，軸的扭矩通過整體鑄造的葉輪根部的輪轂4傳遞給葉輪體部，葉輪運(yùn)行過程中穩(wěn)定性高。

一種上述低比轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）根據(jù)水利設(shè)計(jì)要求，分別鑄造葉輪體部和葉輪根部；并對(duì)流道和葉片（葉片體部2和葉片根部5）表面進(jìn)行打磨。其中，葉片根部5為弧形段，葉片體部2為直線段；前蓋板1的內(nèi)孔的直徑與葉片體部2的內(nèi)端所在圓的直徑一致，后蓋板3的內(nèi)孔直徑小于葉片體部2的內(nèi)端所在圓的直徑，并且后蓋板3中部向后凸出形成套管7。

2）通過葉輪體部上的套管7，將葉輪體部從葉輪根部的后端套入葉輪根部，并使葉片體部2與葉片根部5正對(duì)，且葉片體部2內(nèi)端與葉片根部5外端緊貼在一起，同時(shí)，使葉輪體部的后蓋板3與葉輪根部的前部緊貼，前蓋板1套入密封環(huán)部6。

3）將前蓋板1與密封環(huán)部6之間的環(huán)形焊縫密封焊接，形成一個(gè)完整的葉輪。

最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。