[發明專利]一種仿生減阻水泵葉輪及其加工方法

在審

• 申請號: 202011185794.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112460063A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 周倜;陳震球;吳麗
• 申請（專利權）人: 江蘇拜歐尼克智能科技有限公司
• 主分類號: F04D29/02
• 分類號: F04D29/02;F04D29/24;B33Y10/00;B33Y80/00;C22C38/02;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/36;C23C24/10
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本發明屬于水泵葉片加工領域，具體涉及一種仿生減阻水泵葉輪及其加工方法，仿生減阻水泵葉輪，包括軸體、主葉片、副葉片，軸體中心開有軸孔，底部設置有安裝凹槽；軸體外輪廓為樣條曲線，外輪廓上沿著軸孔中心均勻環狀設置有主葉片，主葉片從軸體頂部延伸到軸體底部；主葉片之間間隔設置有副葉片，所述副葉片從軸體中部延伸到軸體底部，所述主葉片、副葉片表面熔凝有仿生減阻單元，所述仿生減阻單元條紋單元體模型的寬度為2—4mm；深度為0.35—0.55mm；表面凸起為0.15—0.3mm，相鄰最近兩單元體間距離為0.5—1mm；條紋狀仿生單元體的傾斜角度葉片縱向邊緣傾斜角一致。本發明可以有效降低給水泵啟停過程中的流體阻力，降低能量消耗，使給水系統能耗得到優化。

技術領域

本發明屬于水泵葉輪加工技術領域，具體涉及一種仿生減阻水泵葉輪及其加工方法。

背景技術

水泵葉輪用鑄鐵制成。水泵葉輪上的葉片又起主要作用，水泵葉輪的形狀和尺寸與水泵性能有密切關系。水泵葉輪一般可分為單吸式和雙吸式兩種，單吸式葉輪為單邊吸水，小流量水泵葉輪多為此種型式。雙吸式葉輪為兩邊吸水，大流量水泵葉輪均采用雙吸式葉輪。給水泵葉輪在工作時，給水泵隨著控制系統頻繁的啟停，使給水泵的能耗顯著增加，其主要能耗損失在與葉片表面與流體間的反復摩擦做功。

發明內容

針對現有技術所存在的上述不足，本發明目的是提供一種仿生減阻水泵葉輪及其加工方法，應用激光加工技術，在水泵葉輪表面加工出類似鯊魚體表的仿生單元。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種仿生減阻水泵葉輪，包括軸體、主葉片、副葉片，軸體中心開有軸孔，底部設置有安裝凹槽；

軸體外輪廓為樣條曲線，外輪廓上沿著軸孔中心均勻環狀設置有主葉片，主葉片從軸體頂部延伸到軸體底部；主葉片之間間隔設置有副葉片，所述副葉片從軸體中部延伸到軸體底部，所述主葉片、副葉片為弧形葉片，

軸體、主葉片、副葉片一體成型，元素百分含量的組分組成：碳3—4.5％、鉻25—35％、硅0.5—0.8％、錸0.1—0.4％、鉬0.5—1.2％、銅0.8—1.2％，其余為鐵，

所述主葉片、副葉片表面的不同位置，熔凝有仿生減阻單元，所述仿生減阻單元條紋單元體模型的寬度為2—4mm；深度為0.35—0.55mm；表面凸起為0.15 —0.3mm，相鄰最近兩單元體間距離為0.5—1mm；條紋狀仿生單元體的傾斜角度葉片縱向邊緣傾斜角一致。

相應地，公開一種仿生減阻水泵葉輪的加工方法，包括以下步驟：

S1.對葉輪表面進行清潔和預處理；

S2.干燥葉輪表面，將葉輪安裝在回轉工作臺上，從軸孔固定葉輪，

S3.設定的激光光斑尺寸和激光強度，自檢與校準焦點，根據葉輪位置調整距離，設定激光燒結器參數；

S4.在主葉片表面的不同位置，采用激光熔覆的方法，將激光束在葉輪表面沿著預定軌跡進行掃描，采用重力送粉的方式，依次在主葉片表面熔覆Cr、C 合金粉末，將激光束在葉輪的剩余表面沿著預定軌跡進行掃描，使其表面熔化并快速凝固，完成剩余的加工，使主葉片表面形成組織硬度非均勻、形狀非均勻、表層結構非均勻的仿生減阻單元；

S5.在副葉片表面的不同位置，采用激光熔覆的方法，將激光束在葉輪表面沿著預定軌跡進行掃描，采用重力送粉的方式，依次在副葉片表面熔覆Cr、C 合金粉末，將激光束在葉輪的剩余表面沿著預定軌跡進行掃描，使其表面熔化并快速凝固，完成剩余的加工，使副葉片表面形成組織硬度非均勻、形狀非均勻、表層結構非均勻的仿生減阻單元；

S6.葉輪表面進行防腐處理。

與現有技術相比，本發明具有以下的技術效果：

本發明的工作原理：