在過(guò)去一段時(shí)間來(lái)，在國內水泵制造廠(chǎng)基本上立足于傳統的鑄造工藝，水泵主要通流部件如壓水室、泵輪、進(jìn)水室(管)等采用鑄鐵或鑄鋼整體結構，用戶(hù)和水泵制造廠(chǎng)對產(chǎn)品的加工質(zhì)量通常缺乏必要的技術(shù)協(xié)議保證，因此其產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題比較普遍。主要表現在鑄件質(zhì)量不符合造型要求，除報廢率較高外，常見(jiàn)缺陷如砂眼、夾渣、裂紋、疏松、氣孔及型線(xiàn)偏差等，同樣，其鑄件的機械性能與化學(xué)成分難以保證，據調查，單在水輪機制造缺陷中，其鑄件的材質(zhì)和鍛件缺陷占了近30%(見(jiàn)白馨孫等，我國水輪機轉輪失效調查報告，機械部機械研究所1983年)。水泵的通流部件特別是泵輪葉片，型線(xiàn)不保證，葉片經(jīng)鑄造后一般不經(jīng)精打磨即直接采用，不僅表面粗糙，葉片型線(xiàn)不保證，葉片進(jìn)、出口安放角超差，而且很難保證一致。壓水室粗糙度更高.超過(guò)25μm，規定標準偏低。另外·不重視水力模型通流部件的精加工，如泵輪仍以整鑄結構制作.因此往往有好的設計，卻得不到好的產(chǎn)品。而且相同零部件缺乏互換性，配合尺寸難以保證。對比水輪機行業(yè)，IEC標準及有關(guān)國內外水輪機廠(chǎng)對其通流部件的加工精度、表而粗糙度、型線(xiàn)偏差等作了嚴格規定·目前水泵制造廠(chǎng)對水泵制造技術(shù)改造的深化，或中外合資企業(yè)對技術(shù)標準的嚴謹執行意識的加強，都在進(jìn)行之中，借鑒水輪機行業(yè)的經(jīng)驗，必會(huì )有長(cháng)足的進(jìn)展。

　　一直以來(lái)，泵的功率損失和泵的維護是纏繞用戶(hù)的兩大主要問(wèn)題。功率損失致使運行成本增加。運行中泵的維護始終是用戶(hù)頭痛的難題。毫無(wú)疑問(wèn)，圍繞提高泵效率和減低泵維護成本這兩個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)變革成為了推動(dòng)泵技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，以此為背景，全世界的水泵制造廠(chǎng)重新致力于在設計上提高泵效率，在運行中降低泵功率損失的研究開(kāi)發(fā)。值得注意的是泵已經(jīng)是成熟的產(chǎn)品了，所以，單純提高泵效率的可能性很小、泵的效率損失及增效措施這個(gè)領(lǐng)域的研究是非常有前途的。

　　用科學(xué)發(fā)展的觀(guān)點(diǎn).水泵制造廠(chǎng)能制造一個(gè)完整的泵包。這包括管道、閥門(mén)、啟動(dòng)和測量設備。世界上的泵用戶(hù)希望泵的供應商完成所有的子系統，保證泵系統的安全.平穩運行。子系統包括監測系統，變速控制，流量或過(guò)程控制，預熱系統.涯滑控制等。世界的趨勢是用戶(hù)更希望購買(mǎi)整個(gè)的泵系統而不是單單的一個(gè)泵。

　　用戶(hù)購買(mǎi)泵系統的目的是出于希望泵供應商對系統及泵負完全責任的要求。用戶(hù)希望水泵制造廠(chǎng)對泵的各個(gè)子系統進(jìn)行保修或維修.對泵的整個(gè)系統承擔責任在一些發(fā)展中國家，缺少組裝系統和測試系統的工程技術(shù)人員，所以水泵制造廠(chǎng)必須派自己的技術(shù)人員進(jìn)行現場(chǎng)操作，這也是泵系統發(fā)展的原因?，F在.供應商可以提供監測儀器.診斷設備，電子控制，預熱控制和潤滑控制系統等子系統。這些子系統不但要泵制造商擔保，而且要他們自己設計和供應，這樣，用戶(hù)在購買(mǎi)時(shí)才更加放心。一旦泵在運行中出現了問(wèn)題，用戶(hù)只找泵的供應商解決問(wèn)題即可，泵的供應商既然對泵系統完全承擔責任.那由他找出問(wèn)題并加以解決再合適不過(guò)。這些新的要求對泵的設計、制造加工承擔了更重的責任。

　　在全球性的、動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)競爭環(huán)境下，我國的水泵產(chǎn)品嚴重缺乏市場(chǎng)競爭力。產(chǎn)品技術(shù)水平低、水泵制造技術(shù)的創(chuàng )新能力弱成為制約企業(yè)發(fā)展的痼疾，這些缺陷是傳統的設計方法固有的，因此必須在產(chǎn)品研發(fā)工作中采用現代設計手段，在方案定型或產(chǎn)品加工前采用計算機仿真模擬，同時(shí)變“經(jīng)驗設計"為“科學(xué)設計"，變“實(shí)測手段"為“仿真手段"，變“規范標準"為“分析標準"，水泵制造廠(chǎng)才可能具有自主創(chuàng )新的設計能力。

　　水泵種類(lèi)繁多，結構差異很大。注塞泵和離心泵的結構完全不同，仿真分析的需求因此不同;同一類(lèi)型的水泵，泵的體積不同，產(chǎn)品的設計特點(diǎn)也不同。由于離心泵的設計難度更大一些，故以葉片泵為例進(jìn)行討論。從設計的角度看，最核心的內容是過(guò)流件曲面的設計;從制造的角度看，最核心的技術(shù)是鑄造以及與鑄造模樣設計與制造相關(guān)的數控加工和快速原形技術(shù);從分析的角度看，主要涉及流體仿真分析和結構有限元分析。目前最新型的離心泵屬于不銹鋼立式多級離心泵。

　　大型水泵一般是按客戶(hù)的要求定制化生產(chǎn)的，水泵的每一種變形，都需要一套完整的技術(shù)文件。水泵設計的相似性很大，許多水泵制造廠(chǎng)都建立了一套自己的企業(yè)標準。能對尺寸、特征、材料進(jìn)行配置設計，支持零件、部件、產(chǎn)品的配置設計;配置設計和設計庫構成了一個(gè)理想的水泵定制化設計平臺。一個(gè)理想的水泵定制化設計平臺包括了大型焊接件設計.鈑金件設計中的導流片、進(jìn)水出水管和加工配置及后續的機加工信息，以滿(mǎn)足產(chǎn)品設計和工藝設計要求。

　　制造能力是水泵制造廠(chǎng)核心競爭力之一，主要包括鑄造、大型鑄造件和結構件的機械加工，鑄造模樣的設計制造.葉輪曲面的數控加工等。充分利用產(chǎn)品設計模型是提高工藝設計效率的最佳途徑。加工中使用模具工具和夾具量具是保證質(zhì)量精度的重要手段，尤其對于曲面的加工，是確保水泵過(guò)流面的正確和保證效率的關(guān)鍵。

　　水泵葉輪曲面的加工有兩種方法，銑削法和鑄造成型法。葉輪的銑削和鑄造模樣的型芯、型腔加工都涉及曲面的數控加工。過(guò)流面的加工都需要保證曲面的精度，從而保證水泵的水力學(xué)性能。

　　一些通用的小型潛水泵可以批量化生產(chǎn)，但大型水泵的生產(chǎn)模式卻是典型的大批量定制化生產(chǎn).每種產(chǎn)品的批量都很小，產(chǎn)品出廠(chǎng)前必須進(jìn)行水力學(xué)性能實(shí)驗，如果試驗不合格.還要拆卸下來(lái)進(jìn)行修改，然后重新進(jìn)行試驗。尤其是大型水泵，試驗費用很高，生產(chǎn)周期長(cháng).一旦設計失誤.損失會(huì )非常大。

　　水泵設計制造中的最核心技術(shù)是過(guò)流件的水力學(xué)性能沒(méi)計，葉輪、蝸殼、導流體、導流片、出水口、進(jìn)水口及柵格的型面都將影響水泵的水力學(xué)性能。流體的流動(dòng)特性決定了水泵的過(guò)流部件和流道是一些復雜的曲面.因為泵內流體的流動(dòng)是三維的，包括渦流和紊流狀態(tài)，設計時(shí)還要考慮固定部分、轉動(dòng)部分以及流體之間的交互作用，這樣復雜的工作狀態(tài)很難通過(guò)設計員的經(jīng)驗以及試驗來(lái)實(shí)現優(yōu)化產(chǎn)品性能，所以必須采用流體分析軟件進(jìn)行仿真分析。結合分析軟件的分析和水力學(xué)的測試，求得如下分析：

　　(1)根據水泵模型和葉輪的轉速求水泵的揚程、流量和效率。

　　(2)計算葉輪的效率和流體在管路中的水頭損失。

　　(3)分析工作過(guò)程中產(chǎn)生的氣穴和空蝕。

　　(4)水泵內部流體的壓力場(chǎng)分布和速度場(chǎng)分布。

　　(5)在流體作用下葉輪表面所受的水壓載荷。

　　(6)根據水泵的結構和葉輪的轉速求水泵的驅動(dòng)力矩。

　　(7)根據渾水工況下水泵參數數據修訂參數。

　　有條件情況下應進(jìn)行渾水試驗的校核與在渾水條件下的參數修正。

　　此外，還要依靠分析軟件對水泵的結構強度、零部件的疲勞壽命、結構動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，從而通過(guò)結構優(yōu)化設計減小水泵的振動(dòng).提高動(dòng)態(tài)性能。最基礎、最重要的分析是求解系統的固有頻率和相應的振型，為電機的選擇提供依據。

　　水電制造加工的創(chuàng )新，構建應用軟件(如SOlidworks軟件)的水泵設計、仿真和制造平臺，可以實(shí)現無(wú)差錯的沒(méi)計和制造.逐步在產(chǎn)品設計中采用虛擬樣機技術(shù)，將徹底改變研制手段落后的局面.從而減少物理樣機的制造與試驗，達到縮短研制周期、降低水泵制造廠(chǎng)的開(kāi)發(fā)成本、加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度的目的.使對不同的流體介質(zhì)均有應對的設計與加工制造。

動(dòng)平衡機