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摘要：描述了整鑄混流式轉輪質量檢驗過程，對主要尺寸、型線樣板、角度、開度、節距、厚度、粗糙度、波浪度劃線與測量，具有科學性、合理性、準確性和實用性的優點，對保證整鑄轉輪的過流表面質量具有普遍意義。
關鍵詞：整鑄轉輪；質量；檢測
1整鑄轉輪介紹
整體鑄造的混流式水輪機轉輪（以下簡稱轉輪）制芯周期短、現場操作簡單、成本低。與組焊結構的轉輪最大區別就是整個工件、內部結構復雜，且為異形曲面，缺陷修補困難，大部分過流面均不可加工，需要人工打磨。通過最佳的測量工藝使葉片的偏差滿足設計要求，是本次需要重點研究的課題。整鑄轉輪已在尺寸劃線和測量方面取得一定的突破。產品主要尺寸如圖1所示，偏差如表1所示。
2葉片進水邊、出水邊的型線樣板測量
葉片面的進出水邊，尤其是出水邊形狀不良會發生脫流旋渦渦列（俗稱卡門渦現象），通常進出水邊在150mm~300mm范圍內要求卡板間隙控制在1mm~1.5mm，超出要求后會產生卡門渦共振和汽蝕問題。因此根據顧客要求設計制作了卡板進行檢驗。鑄件在粗加工時數控機床加工出卡板截面線，使用進出水邊樣板檢驗葉片進出水邊型線，根據截面線將卡板進行定位，用塞尺檢查葉片的里出外進、進出水邊形狀和型線與樣板之間的間隙，填寫到卡板尺寸檢測記錄表中，計算葉片型線的相似性與一致性公差是否符合顧客要求（如圖2所示）。
3混流式轉輪葉片進、出口角度測量
整鑄轉輪所有葉片是沿鑄件中心向四周按照相同角度均勻排列，但是在前期鑄造或后期返修中極易造成葉片角度發生偏移，造成卡門渦振動，這就需要進行葉片角度的檢查。通常采用磁吸支撐的方式將卡板水平固定至葉片面特定位置處（注意卡板與水平面平行），根據卡板理論設計點引出兩條細線，測量磁性線鑄件的間隙，根據公式計算出葉片型線的角度偏差值與理論值進行對比，檢測葉片是否偏移。計算公式：（RiP-RiS）/Di（如圖3所示）。葉片進、出口角度允許偏差一致性公差±1%；相似性公差±0.5%。
4混流式轉輪葉片的開度測量
為了控制出水的流量，相鄰葉片進出水邊開度，每張葉片進水口最少測量3點（如圖4所示），出水口最少測量5點（如圖5所示）。單個開度的允許偏差為（-2%～+3.5%），每圈截面的平均開度的允許偏差為（-0.5%～+1.0%）。
5混流式轉輪葉片進、出水邊節距測量
將進口測量架上的分半面對著劃線平臺上的等分線，裝上進口樣板，正面或者背面任選一塊裝于測量架上，將樣板的合縫面投到葉片進口得一點，該點就是進口節距點（如圖6所示）。將出口測量架上的分半面對著劃線平臺上的等分線，裝上出口樣板，正面或者背面任選一塊裝于測量架上，將樣板的合縫面投到葉片出口得一點，該點就是出口節距點（如圖6所示）。
6混流式轉輪葉片出水邊厚度測量
在出口邊緣位置某一距離處測量，測量以從正壓面到負壓面沿模板切割的最小弦長距離（如圖7所示）。
7混流式轉輪表面粗糙度測量
過流表面粗糙度必須達到水利光滑流動的要求，表面粗糙度的選取應考慮效率獲得的經濟價值、制造成本及由于現場運行中侵蝕或腐蝕所引起的快速損壞的可能性等。由于水力條件不同，某些部位表面粗糙度偏差±1個等級也是可接受的，如混流式轉輪葉片粗糙度平均值為Ra=6.3μm，可從Ra=3.2μm到Ra=12.5μm之間變化（如圖8所示）。過流表面粗糙度測量點數要至少在20點以上，其中70%區域在高流速區域，葉片正壓面和負壓面測量的點數應相同（如表2、圖9所示）。
8混流式轉輪表面波浪度測量
波浪度用表面型線與光滑曲線間的最大間隙X和U之比（X/U）表示。最大間隙X應在間距U中段1/3范圍內（U不小于50mm,如圖10所示）。對過流表面整個進行波浪度檢查，葉片正背面以及上冠和下環過流表面局部存在的波浪度應低于2/100,葉片背面易遭空蝕部位的波浪度應低于1/100。不允許將多個波浪形表面當作一個波浪度檢查，檢查使用的柔性尺原則上1m長，為避免漏檢,柔性尺應重疊已檢查區域，重疊長度應不小于柔性尺的10%。
9結論
通過對鑄件主要尺寸、型線樣板、角度、開度、節距、厚度、粗糙度、波浪度的方法測量，可以使整體鑄造轉輪達到顧客的設計要求，解決了組焊轉輪空間狹小焊接和檢測困難不利于操作的問題，同時體現周期短、精度高、質量好、成本優的特點。
參考文獻：
[1]全國水輪機標準化技術委員會.水輪機、蓄能泵和水泵水輪機空蝕評定:GB/T15469.2-2007[S].北京：中國標準出版社，2007-12-03.
[2]全國水輪機標準化技術委員會.水輪機、蓄能泵和水泵水輪機通流部件技術條件：GB/T10969-2008[S].北京：中國標準出版社，2008-06-30.
作者:張磊 吳垠 李廷 單位:共享鑄鋼有限公司