离心泵的尺寸测量

造船行业趋于被认为是“没有变化的古老领域”，但其实该行业也常常需要变化，如考虑环保、引进节能技术等。船舶上搭载着大量设备，其中，输送燃料油、润滑油等和调节压载水的泵是十分重要的设备，直接关系到船舶的运用效率。
船舶使用的泵有诸多类型，我们选取了对部件精度要求特别高的离心泵。将从离心泵的结构和功能等基础知识开始，介绍重要部位尺寸测量存在的难题以及如何提升效率。

什么是离心泵
离心泵的结构
离心泵的用途
离心泵尺寸测量的必要性
离心泵的尺寸测量
离心泵尺寸测量的难题和解决方法
离心泵尺寸测量的高效化

什么是离心泵

离心泵是利用离心力的泵的总称。它是一种通过叶轮（桨轮）旋转对流体赋予能量的非容积式泵，可处理的流体包括水和挥发油等低粘度液体、油等高粘度液体、还有浆料等。

离心泵的结构

离心泵利用电机驱动壳体（涡流室）内的叶轮（桨轮），输送流体。离心泵按照不同结构可分为很多类型，具有代表性的有蜗壳泵、涡轮泵，它们根据所需的扬程*来区分使用。下面将对这些结构进行说明。

*扬程：泵抽吸流体能达到的高度。

蜗壳泵

蜗壳泵使流体流过壳体内的叶轮，通过离心力施加压力来输送流体。流体离开旋转叶轮的速度在通过壳体的过程中缓缓减慢，转化为压力。常用于扬程较低（不超过约20 m）的设备。

涡轮泵（导叶泵）

涡轮泵又名“导叶泵”，它在蜗壳泵的叶轮外安装了被称为导流叶片（导叶）的导向叶片，优化流体流入叶轮的情况，更高效地增大压力，用以输送流体。另有可将导流叶片改变至合适角度的类型，可用于扬程大于蜗壳泵（约20 m至30 m及以上）的设备。

离心泵的用途

离心泵因其拥有多种扬程能力，常用于各种船舶作业。其中，注入/排出压载水的压载泵，以及将液体和气体从货舱转移到陆地设施的货船泵，是比较重要的设备。

压载泵

压载泵是注入/排出压载水舱内的压载水的泵。船舶会根据装载货物的重量、航线的水深、气候变化，增减压载水舱内压载水的容量，从而进行吃水调节。由此，船舶在各种情况下能在航行时保持理想的浮力和驶船状态。大型船舶的压载水容量达到数百万加仑，吃水深度对驶船状态有巨大影响。因此，除高速动作和高精度之外，压载泵还要求具备能确保动作的安全性。

货船泵

货船泵是用于将原油、LPG（Liquefied Petroleum Gas）等，从货舱转移到陆地设施的泵。它是油轮装卸作业中的重要设备，很多油轮都会将主货船泵选择为离心型。LPG油轮使用的泵是被称为“浸没泵”的泵和电机的集成体。浸没泵安装在货舱底部，浸没在LPG液体内。因此，能耐受零下几十摄氏度的低温。

离心泵尺寸测量的必要性

船舶的设备在使用时，经常会因为正在航行或位于国外港口等情况而无法立即修理。在这种情况下也很难获取更换部件。由此可见，坚固性和耐久性是要求极高的性能。为了满足这些功能，必须以高精度加工泵的部件，并正确组装。
泵由高速旋转的轴以及安装在其上的叶轮、叶轮外的导叶、包围着这些部件的壳体罩等诸多部件构成。一旦轴的精度、叶轮和导叶的间隙有偏差，泵就无法发挥规格中的性能。此外，如果架台上固定泵的基础螺栓孔位置、轴的高度、接合阀门等的法兰面的平面度和直角度等不正确，会导致高速旋转动作的泵发生故障。
可以发现，为满足船舶专属泵所需的功能，泵部件加工和组装的精度测量、安装至船舶时的精度测量必不可少。多数情况下，测量位置记录在测量位置标准图等资料中，由于数量庞大，需要从根本上提升测量效率。

离心泵的尺寸测量

说起离心泵的重要部件，壳体罩便是其中之一。此外，还需要检查用于接合阀门等的法兰的垫圈座，并且确认调芯（轴系校中）正确无误，以确保安装后的泵能够正常动作。
下面将说明测量时需注意的要点。

壳体罩的尺寸测量要点

壳体罩是覆盖壳体开口部的护罩。壳体罩用螺栓安装在壳体上，并与壳体之间夹住壳体垫圈，防止流体从壳体漏出。
壳体垫圈的最小设计紧固压力和密封系数由材料而定，这些值决定壳体罩的厚度和安装时所需的螺栓数量。对于螺旋形状和与叶轮的间隙也影响巨大，因此必须准确测量壳体罩的尺寸。

垫圈座的尺寸测量要点

泵通过法兰连接到配管、阀门等部件，流体通过配管移动，可用阀门开闭来调节流体的量。阀门类型多样，口径大时多使用蝶阀（蝶形阀）。
将配管、阀门等部件接合到泵上的法兰的垫圈座受到流体的强大压力，所以法兰安装螺栓的P.C.D.（Pitch Circle Diameter）、垫圈座平面度等的精度是重要的测量要点。尤其是垫圈座，它利用表面压力将垫圈密封，一旦加工精度过低，就会造成流体泄漏。

调芯（轴系校中）的测量要点

所谓调芯（轴系校中），是指为了把动力从电机轴传递至泵的轴而将两轴连接时，测量双方位置并修正偏移。若没有调芯，会因为偏心旋转而引起振动，从而导致支撑轴的轴承、连接的电机等发生故障。
泵和电机的轴连接多使用法兰。因此，法兰间的外周高度差和角度、轴芯的同轴度和摆动等是测量要点。同时，安装时的架台高度和平行度也是重要的测量要点。

离心泵尺寸测量的难题和解决方法

对于离心泵等船舶上搭载的设备来说，除了加工期间测量尺寸外，施工期间测量安装位置和角度等也十分重要。进行这些测量时多采用游标卡尺和量尺，安装时的误差则通过插入锥形衬条来调节。但是，测量和调节十分耗费时间，还存在无法掌握基准面的难题。而且游标卡尺和量尺等手动工具无法直接测量三维形状。所以，此处还存在一个根本性问题，如必须要根据可测量位置的值运算得出三维形状尺寸。
为了解决这些问题，越来越多的人开始采用新款三坐标测量仪。基恩士的大范围三坐标测量仪“WM系列”能通过无线探头，以高精度测量船舶的压载泵和货船泵等大型工件。在测量范围内，可自由接近叶轮和壳体的深处部位，单人也只需探头接触的简单操作即可测量。而且与游标卡尺、量尺等测量器具相比，测量结果无偏差，可进行定量测量。

壳体罩的最大尺寸和厚度的尺寸测量

大型船舶专属离心泵的壳体罩通常使用游标卡尺和量尺进行测量，至少需要2人。测量位置多，需要花费很长时间。
但是采用“WM系列”，单人也能在短时间内轻松地完成测量。操作直观，只需要用手持无线探头接触想要测量的点，不仅能测量壳体罩的最大宽度和高度，还能测量深处部位。壳体安装螺栓的P.C.D.（Pitch Circle Diameter）以及垫圈座的直角度也可测量。不仅如此，由于该产品是便携式，可随身携带，可以对加工机上的加工精度进行三坐标测量。

阀门垫圈座的尺寸测量

一般来说，大型阀门在铸造后会对要求精度的表面进行追加工并完成。将铸造后的阀门装在加工机上时，必须进行用于底面水平度调平和加工调轴的尺寸测量，以及事先测量切削余量尺寸等。此外，加工后的垫圈座的应变、平面度、螺栓孔位置、面角度等也是重要的测量要素。
大型阀门很难搬运到门型三坐标测量仪处，因此要在加工现场使用大尺寸游标卡尺和大尺寸千分尺等手动工具进行测量。然而，这些手动工具无法测量三坐标尺寸和角度以及需要使用虚拟线测量的尺寸。
“WM系列”是便携式，供随身携带，因此可以在加工现场完成测量。只需要将手持类型的探头接触测量位置，所以单人也能测量。
与CAD数据的比较以及平面度、直角度、位置度等的几何公差，还有使用虚拟线的测量等，均可轻松进行。

调芯（轴系校中）的测量

调芯（轴系校中）时，需测量轴的位置来确认调芯状态。调芯的尺寸测量是对已安装的泵进行维护时执行的作业。因此，要求测量仪可以在已安装的场所进行测量。
一般来说，测量调芯时经常会使用千分表，通过千分表的数值来确认调芯的状态。但是，即使调芯状态相同，该值也会因为千分表的安装方式、设备尺寸等而有较大变化。而且还必须考虑重力引起的翘曲（塌角），需要由熟练人员执行测量。近年来，也有人采用使用激光的调芯专属测量仪等。

“WM系列”是便携规格，可装入手提箱带至现场，在现场简单组装后即可开始测量。长达15 m的大范围测量区域，即使单人也能测量。可测量水平和垂直方向的倾斜角度和偏移，从而准确掌握芯偏移状态。此外，有中间轴的设备有更多测量位置，测量所需时间更长，但只要采用“WM系列”，通过只需无线探头接触的简单操作，就能快速完成测量作业。