臥式泵測試異響分析及解決措施

蔣雄強，溫慶斌

（南方泵業股份有限公司，杭州 311228）

近年來，國內水泵生產企業的產品研發能力和生產技術水平取得了較大的進步，在產品研發能力方面，國內水泵生產企業注重技術創新和設計優化，加強了對產品材料、結構、性能等方面的研究和改進。同時，隨著智能制造技術的不斷發展，一些企業開始探索運用機器人、智能控制系統等技術，提高生產效率，增強產品品質。在生產技術水平方面，國內水泵生產企業逐漸從傳統的單體制造生產線向智能化、自動化生產線轉變，引進和培養了一批技術拔尖人才，提高了生產過程中的技術應用能力。同時，通過引進國外先進技術和設備，企業的生產工藝和裝備水平也得到了提升。但仍需要在技術創新、工藝優化、品牌建設等方面繼續努力。

臥式泵與立式泵相比，具有占地面積小、安裝方便、維護方便和防爆電機等優點，在各種領域得到了廣泛應用，尤其在高層建筑、暖通制冷循環、浴室等增壓配套設備中的應用越來越多。根據相關數據，2019 年我國離心泵行業總產值為729.13 億元，其中臥式泵的市場占比為21.3%，較2018 年的18.7%有所增加。同時，臥式泵在節能環保、智能化和自動化、高效率、多樣化和與其他技術的融合等方面也不斷取得新的突破和進展，逐漸成為水泵行業中不可或缺的一部分。臥式泵是工業生產中常用的一種泵，其在生產過程中發生異響問題會對設備運行產生不利影響，甚至可能會引發安全事故。因此，對于臥式泵的測試異響問題進行分析和解決具有重要意義。

1 異響問題現況

工廠反饋新一代臥式泵CHM 在測試過程中存在擦牢異響，排水過程中存在極端爆破音，嚴重影響產品質量及交付期，臥式泵異響的解決辦法可以從以下幾個方面來考慮。①機械噪音。檢查泵軸、軸承、葉輪等部件是否松動，如有松動現象，應緊固。同時，可以適當加入潤滑油，降低摩擦噪音；②氣動噪音。檢查風扇葉片是否有損壞或者氣流相對速度過大，如有應更換風扇葉片或減小風扇直徑，降低氣動噪音；③液壓噪音。檢查液壓泵的工作狀態、泵閥的泄漏和泵的安裝精度等因素，如有需要進行調整和維修；④其他原因。如電機噪音、流量控制系統故障等，也需要根據具體情況進行排查和處理?，F場初步排查，拆解NG 水泵發現導葉中間軸孔由20 mm 磨損至20.5 mm，且葉輪隔套上存在明顯旋轉劃痕，鎖定原因為機械噪音，臥式泵結構圖如圖1 所示。

圖1 臥式泵結構圖

2 異響原因分析

2.1 設計間隙分析

在問題分析中，排除設計原因是一個重要的步驟，因為設計原因可能會對問題的根本原因產生干擾，在設計階段存在缺陷，那么這些缺陷可能會導致問題的發生，為了更好地理解問題的本質，排除設計原因是非常重要的。通過排除設計原因，可以更加準確地確定問題的根本原因，從而制定更加有效的解決方案?，F擦牢異響情況只存在于新一代CHM10-50，結構相近的CHM12-5 未出現異常，2 款產品均無支撐導葉，通過零件圖發現CHM12-5 隔套與導葉的單邊間隙為0.5 mm，而新一代CHM10-50 隔套與導葉的單邊間隙僅為0.3 mm，通過尺寸鏈計算剩余間隙0.063 mm，未加裝支撐導葉情況下對零部件的尺寸要求較高，在產品設計階段，設計考慮不全面是一個常見的問題，這可能會導致零件質量要求過高。如果設計考慮不全面導致零件質量要求過高，那么可能會影響產品的整體性能和質量。為了避免這種情況的發生，需要在設計階段盡可能全面地考慮各種因素，包括材料選擇、制造工藝、安全性和可靠性等。同時，還需要與生產和制造團隊密切合作，確保產品設計滿足客戶的需求和標準。

尺寸鏈是分析和技術工序尺寸的有效工具，在制訂機械加工工藝過程和保證裝配精度中都起著重要作用。在零件加工或機器裝配過程中，由互相聯系的尺寸按一定順序首尾相接排列而成的封閉尺寸組。

2.2 零件尺寸量測

零件尺寸量測是機械制造中的重要環節，零件的尺寸精度會影響到產品配合精度，如果尺寸精度不高，就會導致零件之間的配合不良，從而影響零件的穩定性和可靠性，因此在零件加工過程中，需要嚴格控制零件的尺寸精度，以確保零件的質量和使用性能。

1）電機泵軸跳動是指泵軸的徑向和軸向之間的相對位移，跳動差會加速水泵部件的磨損，如葉輪、軸承等，導致水泵故障率上升，導致水泵運行時產生振動和噪音，對泵軸進行隨機抽查，跳動設計要求為0.1 mm↓，結果合格，數據內容見表1。

表1 泵軸跳動測量數據表mm

2）隔套使用在葉輪當中，介于葉輪與泵軸之間，其主要作用是固定其位置，使其對中，同時減少泄露和減小振動，關鍵尺寸為葉輪隔套的Z 向高度及平面度，調查質量外協外購件檢驗記錄表Z 向高度誤差±0.1 mm↓，平面度±0.05 mm↓，確認隔套尺寸合格。

3）導葉是臥式泵的重要部件，其作用是控制水流的方向、速度和壓力，裝配過程中若導葉外殼的同心度差，多級累計誤差后影響臥式泵內芯的Z 向偏移，導致水泵運行過程中非線性旋轉，影響臥式泵的振動和噪音，導葉外殼常規抽檢跳動范圍為0.05~0.12 mm，符合設計要求。

2.3 裝配分析

裝配工藝對產品的影響非常重要，可以直接影響產品的性能，包括其可靠性、穩定性和持久性。通過精細的裝配工藝，可以確保每個零部件在產品中正確地安裝和配合，從而優化產品的性能，也可以影響產品的安全性。不當的裝配工藝可能導致產品在運行過程中出現故障或產生安全隱患。為了確保裝配工藝對產品產生積極影響，需要采用適當的裝配技術和質量控制措施。這包括制定詳細的裝配指導書和操作規范，確保裝配人員經過充分的培訓和技能提升，以及在生產過程中進行定期的質量檢查和評估。同時，持續的技術創新和工藝改進也是提高裝配工藝的重要手段，以適應不斷變化的市場需求和競爭環境。

1）新一代CHM10-50 現場裝配20 臺份進行驗證，確認現場作業員工未嚴格按照作業指導書進行裝配，裝配完畢未進行盤車確認是否擦牢?，F場抽取10 臺盤車靈活無異響水泵進行性能測試，其過程中無明顯擦牢異響情況，排水過程中6 臺水泵異響且有爆破音，排除裝配對排水異響的影響。后續生產過程采用最佳的工作方式，認真執行操作規程，完善工藝流程卡，經常開展規范化作業檢查，班組長對每班情況進行評價和考核。

2）泵軸鎖緊螺母扭矩，緊固力矩會影響傳動系統中的動力傳遞，過大的緊固力矩可能會導致傳動系統故障或損壞。設計扭矩范圍為11~13 N·m，現況調查數據內容詳見表2。

表2 扭矩測量表N·m

測量發現泵軸螺母扭矩值不合格且波動較大，調查原因為裝配螺母鎖付過程中未嚴格按照作業指導書標準執行固定泵軸鎖付，導致鎖緊過程中軸與螺母同步轉動，規范作業確認扭矩值合格后進行測試，排水異響仍然存在，排除扭矩的影響。

2.4 測試設備

測試設備在產品質量控制和保證方面起著至關重要的作用，確保產品的質量和可靠性。通過使用適當的測試設備，可以對產品的各項性能指標進行全面的檢測和分析，以確保產品符合規定的標準和技術要求。如果測試設備不夠精確或功能不全，可能會漏檢或誤檢產品缺陷，從而對產品質量產生負面影響，在生產過程中，同一批次的產品需要滿足相同的質量標準，以確保產品的穩定性和一致性。如果測試設備能夠準確地檢測出每一批次的產品質量差異，就可以及時進行調整和優化生產過程，從而保證產品的質量一致性。通過使用測試設備對原型產品進行測試和評估，可以及早發現設計和制造中的問題，并指導產品設計師進行改進和優化，從而提高產品的開發效率和質量。為了確保測試設備對產品的積極影響，需要選擇合適的測試設備和制定相應的測試流程和標準。這包括根據產品的特性和要求選擇適當的測試設備，并確保測試設備的精度、靈敏度和可靠性符合要求。同時，還需要對測試人員進行培訓和技能提升，以確保他們能夠正確地使用和維護測試設備，能夠根據測試結果進行適當的調整和改進。生產線排水設備的現有壓力設定值為0.7 MPa，對比其他類型臥式泵排水情況，排水過程中產生的噪音均過大，曾發生過導葉口環與口環蓋分離現象，且壓力設定值未進行工藝驗證。

3 對策制定

總結測試異響因素，考慮工廠生產狀態，進行現場對策的制定驗證，裝配完成后必須進行盤車作業，NG 水泵不得進入測試，排水設備壓力設定值調整為0.4 MPa，驗證過程見表3。

表3 驗證過程

4 效果確認

改善效果確認是指在工廠標準化實施后，需要對實施的效果進行評估和確認，以確定標準化的實施是否達到了預期的目的和效果，通過對改善效果的確認，可以及時發現標準化實施中存在的問題和不足，并進行調整和改進，以確保標準化的實施達到預期的目的和效果。同時，也可以為今后類似工作的開展提供經驗和參考。對策制定實施后對新一代CHM10-50 水泵進行跟蹤，進行測試及排水效果驗證，異響情況明顯改善，無排水爆破音，截止發文未反饋不良?？偟膩碚f，解決臥式泵異響需要從源頭入手，從設計、零件及設備等多個方面進行排查和處理，確保出廠水泵的穩定運行和用戶的使用體驗。有形的改善效果減少了因返工而造成的換件零件損失，降低了單臺的人工工時成本，提高工廠水泵產能，無形的改善效果強化涉及零件質量檢測，優化產品質量，提升產品競爭力及口碑。

5 標準化

標準化的主要作用是組織現代化生產的重要手段和必要條件，標準化的應用范圍也很廣，包括產品、服務、生活和管理等方方面面。標準化的原則是以科學為基礎，通過協商一致和互相理解來制定標準，并且要制定有科學依據的標準。標準化可以使生產過程中的各個環節按照一定的標準進行，企業的管理變得更加簡單和高效，從而提高管理效率、及生產效率和質量，使生產過程中的物料和設備得到最大化利用，降低成本，使員工掌握更加規范化的操作方法，從而提高員工素質，企業在市場競爭中具有更強的競爭力，吸引更多的客戶和合作伙伴，獲得更多的市場份額。通過本次對臥式泵測試異響分析改善，對工廠的設計及制造進行了標準優化，為今后臥式泵的設計及生產提供參考。

6 結束語

臥式泵作為一種常見的管道離心泵，在工業生產和城市給排水等領域得到了廣泛應用。未來，臥式泵的發展潛力主要體現在以下幾個方面。①節能環保，隨著環保意識的不斷增強，人們對于泵的要求也越來越高，特別是在節能環保方面。臥式泵采用先進的技術和設計，可以在保證性能的前提下，降低能耗和噪音，從而更加符合環保要求；②智能化和自動化，隨著工業4.0的推進，越來越多的臥式泵開始采用智能化和自動化技術，如遠程監控、自動調節等功能，提高了臥式泵的效率和可靠性，同時也減少了人工操作，降低了成本；③高效率，臥式泵在設計時就考慮了高效率的問題，通過優化葉輪形狀、軸承結構等方式，可以使其在保證性能的前提下，實現更高的效率，從而提高了經濟效益；④多樣化，隨著市場需求的不斷變化，臥式泵的設計也開始更加多樣化，涵蓋了更廣泛的應用場景，如高溫、高壓、防爆等領域，滿足不同客戶的需求；⑤與其他技術的融合，臥式泵可以與其他技術相結合，如物聯網、人工智能等，實現更加智能化和自動化的生產和管理，提高效率和降低成本。

綜上所述，臥式泵在未來具有廣闊的發展潛力，將在節能環保、智能化和自動化、高效率、多樣化和與其他技術的融合等方面不斷取得新的突破和進展。作為水泵行業的技術工藝人員，首要任務就是保證水泵的高質量。