卧式泵测试异响分析及解决措施

蒋雄强，温庆斌

（南方泵业股份有限公司，杭州 311228）

近年来，国内水泵生产企业的产品研发能力和生产技术水平取得了较大的进步，在产品研发能力方面，国内水泵生产企业注重技术创新和设计优化，加强了对产品材料、结构、性能等方面的研究和改进。同时，随着智能制造技术的不断发展，一些企业开始探索运用机器人、智能控制系统等技术，提高生产效率，增强产品品质。在生产技术水平方面，国内水泵生产企业逐渐从传统的单体制造生产线向智能化、自动化生产线转变，引进和培养了一批技术拔尖人才，提高了生产过程中的技术应用能力。同时，通过引进国外先进技术和设备，企业的生产工艺和装备水平也得到了提升。但仍需要在技术创新、工艺优化、品牌建设等方面继续努力。

卧式泵与立式泵相比，具有占地面积小、安装方便、维护方便和防爆电机等优点，在各种领域得到了广泛应用，尤其在高层建筑、暖通制冷循环、浴室等增压配套设备中的应用越来越多。根据相关数据，2019 年我国离心泵行业总产值为729.13 亿元，其中卧式泵的市场占比为21.3%，较2018 年的18.7%有所增加。同时，卧式泵在节能环保、智能化和自动化、高效率、多样化和与其他技术的融合等方面也不断取得新的突破和进展，逐渐成为水泵行业中不可或缺的一部分。卧式泵是工业生产中常用的一种泵，其在生产过程中发生异响问题会对设备运行产生不利影响，甚至可能会引发安全事故。因此，对于卧式泵的测试异响问题进行分析和解决具有重要意义。

1 异响问题现况

工厂反馈新一代卧式泵CHM 在测试过程中存在擦牢异响，排水过程中存在极端爆破音，严重影响产品质量及交付期，卧式泵异响的解决办法可以从以下几个方面来考虑。①机械噪音。检查泵轴、轴承、叶轮等部件是否松动，如有松动现象，应紧固。同时，可以适当加入润滑油，降低摩擦噪音；②气动噪音。检查风扇叶片是否有损坏或者气流相对速度过大，如有应更换风扇叶片或减小风扇直径，降低气动噪音；③液压噪音。检查液压泵的工作状态、泵阀的泄漏和泵的安装精度等因素，如有需要进行调整和维修；④其他原因。如电机噪音、流量控制系统故障等，也需要根据具体情况进行排查和处理。现场初步排查，拆解NG 水泵发现导叶中间轴孔由20 mm 磨损至20.5 mm，且叶轮隔套上存在明显旋转划痕，锁定原因为机械噪音，卧式泵结构图如图1 所示。

图1 卧式泵结构图

2 异响原因分析

2.1 设计间隙分析

在问题分析中，排除设计原因是一个重要的步骤，因为设计原因可能会对问题的根本原因产生干扰，在设计阶段存在缺陷，那么这些缺陷可能会导致问题的发生，为了更好地理解问题的本质，排除设计原因是非常重要的。通过排除设计原因，可以更加准确地确定问题的根本原因，从而制定更加有效的解决方案。现擦牢异响情况只存在于新一代CHM10-50，结构相近的CHM12-5 未出现异常，2 款产品均无支撑导叶，通过零件图发现CHM12-5 隔套与导叶的单边间隙为0.5 mm，而新一代CHM10-50 隔套与导叶的单边间隙仅为0.3 mm，通过尺寸链计算剩余间隙0.063 mm，未加装支撑导叶情况下对零部件的尺寸要求较高，在产品设计阶段，设计考虑不全面是一个常见的问题，这可能会导致零件质量要求过高。如果设计考虑不全面导致零件质量要求过高，那么可能会影响产品的整体性能和质量。为了避免这种情况的发生，需要在设计阶段尽可能全面地考虑各种因素，包括材料选择、制造工艺、安全性和可靠性等。同时，还需要与生产和制造团队密切合作，确保产品设计满足客户的需求和标准。

尺寸链是分析和技术工序尺寸的有效工具，在制订机械加工工艺过程和保证装配精度中都起着重要作用。在零件加工或机器装配过程中，由互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列而成的封闭尺寸组。

2.2 零件尺寸量测

零件尺寸量测是机械制造中的重要环节，零件的尺寸精度会影响到产品配合精度，如果尺寸精度不高，就会导致零件之间的配合不良，从而影响零件的稳定性和可靠性，因此在零件加工过程中，需要严格控制零件的尺寸精度，以确保零件的质量和使用性能。

1）电机泵轴跳动是指泵轴的径向和轴向之间的相对位移，跳动差会加速水泵部件的磨损，如叶轮、轴承等，导致水泵故障率上升，导致水泵运行时产生振动和噪音，对泵轴进行随机抽查，跳动设计要求为0.1 mm↓，结果合格，数据内容见表1。

表1 泵轴跳动测量数据表mm

2）隔套使用在叶轮当中，介于叶轮与泵轴之间，其主要作用是固定其位置，使其对中，同时减少泄露和减小振动，关键尺寸为叶轮隔套的Z 向高度及平面度，调查质量外协外购件检验记录表Z 向高度误差±0.1 mm↓，平面度±0.05 mm↓，确认隔套尺寸合格。

3）导叶是卧式泵的重要部件，其作用是控制水流的方向、速度和压力，装配过程中若导叶外壳的同心度差，多级累计误差后影响卧式泵内芯的Z 向偏移，导致水泵运行过程中非线性旋转，影响卧式泵的振动和噪音，导叶外壳常规抽检跳动范围为0.05~0.12 mm，符合设计要求。

2.3 装配分析

装配工艺对产品的影响非常重要，可以直接影响产品的性能，包括其可靠性、稳定性和持久性。通过精细的装配工艺，可以确保每个零部件在产品中正确地安装和配合，从而优化产品的性能，也可以影响产品的安全性。不当的装配工艺可能导致产品在运行过程中出现故障或产生安全隐患。为了确保装配工艺对产品产生积极影响，需要采用适当的装配技术和质量控制措施。这包括制定详细的装配指导书和操作规范，确保装配人员经过充分的培训和技能提升，以及在生产过程中进行定期的质量检查和评估。同时，持续的技术创新和工艺改进也是提高装配工艺的重要手段，以适应不断变化的市场需求和竞争环境。

1）新一代CHM10-50 现场装配20 台份进行验证，确认现场作业员工未严格按照作业指导书进行装配，装配完毕未进行盘车确认是否擦牢。现场抽取10 台盘车灵活无异响水泵进行性能测试，其过程中无明显擦牢异响情况，排水过程中6 台水泵异响且有爆破音，排除装配对排水异响的影响。后续生产过程采用最佳的工作方式，认真执行操作规程，完善工艺流程卡，经常开展规范化作业检查，班组长对每班情况进行评价和考核。

2）泵轴锁紧螺母扭矩，紧固力矩会影响传动系统中的动力传递，过大的紧固力矩可能会导致传动系统故障或损坏。设计扭矩范围为11~13 N·m，现况调查数据内容详见表2。

表2 扭矩测量表N·m

测量发现泵轴螺母扭矩值不合格且波动较大，调查原因为装配螺母锁付过程中未严格按照作业指导书标准执行固定泵轴锁付，导致锁紧过程中轴与螺母同步转动，规范作业确认扭矩值合格后进行测试，排水异响仍然存在，排除扭矩的影响。

2.4 测试设备

测试设备在产品质量控制和保证方面起着至关重要的作用，确保产品的质量和可靠性。通过使用适当的测试设备，可以对产品的各项性能指标进行全面的检测和分析，以确保产品符合规定的标准和技术要求。如果测试设备不够精确或功能不全，可能会漏检或误检产品缺陷，从而对产品质量产生负面影响，在生产过程中，同一批次的产品需要满足相同的质量标准，以确保产品的稳定性和一致性。如果测试设备能够准确地检测出每一批次的产品质量差异，就可以及时进行调整和优化生产过程，从而保证产品的质量一致性。通过使用测试设备对原型产品进行测试和评估，可以及早发现设计和制造中的问题，并指导产品设计师进行改进和优化，从而提高产品的开发效率和质量。为了确保测试设备对产品的积极影响，需要选择合适的测试设备和制定相应的测试流程和标准。这包括根据产品的特性和要求选择适当的测试设备，并确保测试设备的精度、灵敏度和可靠性符合要求。同时，还需要对测试人员进行培训和技能提升，以确保他们能够正确地使用和维护测试设备，能够根据测试结果进行适当的调整和改进。生产线排水设备的现有压力设定值为0.7 MPa，对比其他类型卧式泵排水情况，排水过程中产生的噪音均过大，曾发生过导叶口环与口环盖分离现象，且压力设定值未进行工艺验证。

3 对策制定

总结测试异响因素，考虑工厂生产状态，进行现场对策的制定验证，装配完成后必须进行盘车作业，NG 水泵不得进入测试，排水设备压力设定值调整为0.4 MPa，验证过程见表3。

表3 验证过程

4 效果确认

改善效果确认是指在工厂标准化实施后，需要对实施的效果进行评估和确认，以确定标准化的实施是否达到了预期的目的和效果，通过对改善效果的确认，可以及时发现标准化实施中存在的问题和不足，并进行调整和改进，以确保标准化的实施达到预期的目的和效果。同时，也可以为今后类似工作的开展提供经验和参考。对策制定实施后对新一代CHM10-50 水泵进行跟踪，进行测试及排水效果验证，异响情况明显改善，无排水爆破音，截止发文未反馈不良。总的来说，解决卧式泵异响需要从源头入手，从设计、零件及设备等多个方面进行排查和处理，确保出厂水泵的稳定运行和用户的使用体验。有形的改善效果减少了因返工而造成的换件零件损失，降低了单台的人工工时成本，提高工厂水泵产能，无形的改善效果强化涉及零件质量检测，优化产品质量，提升产品竞争力及口碑。

5 标准化

标准化的主要作用是组织现代化生产的重要手段和必要条件，标准化的应用范围也很广，包括产品、服务、生活和管理等方方面面。标准化的原则是以科学为基础，通过协商一致和互相理解来制定标准，并且要制定有科学依据的标准。标准化可以使生产过程中的各个环节按照一定的标准进行，企业的管理变得更加简单和高效，从而提高管理效率、及生产效率和质量，使生产过程中的物料和设备得到最大化利用，降低成本，使员工掌握更加规范化的操作方法，从而提高员工素质，企业在市场竞争中具有更强的竞争力，吸引更多的客户和合作伙伴，获得更多的市场份额。通过本次对卧式泵测试异响分析改善，对工厂的设计及制造进行了标准优化，为今后卧式泵的设计及生产提供参考。

6 结束语

卧式泵作为一种常见的管道离心泵，在工业生产和城市给排水等领域得到了广泛应用。未来，卧式泵的发展潜力主要体现在以下几个方面。①节能环保，随着环保意识的不断增强，人们对于泵的要求也越来越高，特别是在节能环保方面。卧式泵采用先进的技术和设计，可以在保证性能的前提下，降低能耗和噪音，从而更加符合环保要求；②智能化和自动化，随着工业4.0的推进，越来越多的卧式泵开始采用智能化和自动化技术，如远程监控、自动调节等功能，提高了卧式泵的效率和可靠性，同时也减少了人工操作，降低了成本；③高效率，卧式泵在设计时就考虑了高效率的问题，通过优化叶轮形状、轴承结构等方式，可以使其在保证性能的前提下，实现更高的效率，从而提高了经济效益；④多样化，随着市场需求的不断变化，卧式泵的设计也开始更加多样化，涵盖了更广泛的应用场景，如高温、高压、防爆等领域，满足不同客户的需求；⑤与其他技术的融合，卧式泵可以与其他技术相结合，如物联网、人工智能等，实现更加智能化和自动化的生产和管理，提高效率和降低成本。

综上所述，卧式泵在未来具有广阔的发展潜力，将在节能环保、智能化和自动化、高效率、多样化和与其他技术的融合等方面不断取得新的突破和进展。作为水泵行业的技术工艺人员，首要任务就是保证水泵的高质量。