Welche Auswirkung haben Oberflächenreinigung, Schleifen und Polieren von Gussteilen auf die Leistung von Drallrädern?

Der Einfluss der Oberflächenrauheit auf die hydraulische Leistung

Die Kernfunktion von a Wirbelrad besteht darin, Flüssigkeit effizient an einen gewünschten Ort zu pumpen. Die Rauheit der Laufradoberfläche ist ein entscheidender Faktor für die hydraulische Leistung. Eine raue Gussoberfläche erzeugt zusätzlichen Reibungswiderstand, was zu einem größeren Energieverlust führt, wenn die Flüssigkeit durch die Schaufeln und Strömungskanäle fließt. Das ist, als würde man auf einer unebenen Straße fahren; Ein Auto verbraucht mehr Kraftstoff. Bei einem Laufrad kann eine übermäßige Oberflächenrauheit zu Folgendem führen:

Geringerer Wirkungsgrad: Aufgrund erhöhter Reibungsverluste verbraucht das Laufrad mehr Energie, um die gleiche Förderhöhe und Fördermenge zu erreichen, was den Gesamtwirkungsgrad der Pumpe direkt verringert. Dies führt zu einem höheren Energieverbrauch und höheren Betriebskosten für Industriepumpen, die einen langen, kontinuierlichen Betrieb erfordern.

Erhöhte Kavitationsgefahr: Wenn die Schaufeln mit hoher Geschwindigkeit rotieren, nimmt der Flüssigkeitsdruck in bestimmten Bereichen (z. B. der Saugseite) schnell ab. Eine raue Oberfläche erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass sich winzige Wirbel und Blasen bilden. Wenn diese Blasen in Hochdruckbereichen implodieren, erzeugen sie starke Aufprallkräfte, die zu Kavitationsschäden an der Schaufeloberfläche führen, die sich in einer wabenartigen Erosion äußern. Dadurch verringert sich nicht nur die Laufradleistung, sondern auch die Lebensdauer verkürzt sich.

Ansammlung von Schmutz: Beim Umgang mit Flüssigkeiten, die Fasern, Partikel oder viskose Materialien enthalten, können raue Schaufeloberflächen leicht zu „Ankerpunkten“ für die Anhaftung von Schmutz werden. Diese Ablagerungen können die Geometrie und den Strömungsweg des Laufrads verändern, die hydraulische Leistung weiter verringern und möglicherweise zu Verstopfungen führen.

Daher können durch Feinschleifen und Polieren des Laufrads, um die Oberflächenrauheit auf das erforderliche Mikrometerniveau zu reduzieren, Reibungsverluste erheblich reduziert, die Pumpeffizienz verbessert und Kavitation und Schmutzansammlung wirksam unterdrückt werden.

Der Einfluss von Reinigung und Polieren auf das dynamische Gleichgewicht des Laufrads

Wenn ein Wirbellaufrad mit hohen Drehzahlen betrieben wird, kann jede geringfügige Massenungleichmäßigkeit erhebliche Zentrifugalkräfte erzeugen, die Vibrationen und Lärm verursachen. Dies ist ein dynamisches Gleichgewichtsproblem. Das Schneiden von Angusskanälen und Steigrohren während des Gießvorgangs, Oberflächenrückstände und ungleichmäßige Gussfehler können die Massenverteilung des Laufrads stören.

Schneiden und Trimmen: Nachdem das Gussstück vom Angusssystem getrennt wurde, müssen die Anguss- und Steigeranschnitte präzise abgeschnitten werden. Durch unsachgemäßes Schneiden oder anschließendes Grobbeschneiden können markante Grate oder Vertiefungen entstehen, die die Symmetrie des Laufrads stören.

Gleichmäßiges Schleifen: Beim Schleifen von Laufrädern ist es entscheidend, einen gleichmäßigen Materialabtrag über die Schaufel- und Strömungswegoberflächen sicherzustellen. Übermäßiges Schleifen in bestimmten Bereichen kann zu einem ungleichmäßigen Gewicht der Klinge führen und das dynamische Gleichgewicht stören.

Professionelles Reinigen und Schleifen von Oberflächen ist daher nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern bietet auch eine solide Grundlage für das anschließende dynamische Auswuchten. Mit einem gleichmäßig und fein geschliffenen Laufrad können hohe dynamische Auswuchtanforderungen besser erfüllt werden, wodurch Vibrationen und Lagerverschleiß während des Pumpenbetriebs reduziert werden und die Lebensdauer des gesamten Pumpensystems erheblich verlängert wird.

Der Einfluss der Oberflächenbehandlung auf die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit

Wirbellaufräder werden oft in rauen Umgebungen betrieben und sind Flüssigkeitsabrieb und Korrosion ausgesetzt. Die Nachbehandlung der Gussoberfläche wirkt sich direkt auf die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit des Laufrads aus.

Reinigen und Härten: Während der Oberflächenreinigungsphase werden durch Kugelstrahlen oder Sandstrahlen Oberflächenablagerungen und Verunreinigungen entfernt und eine durch Kaltumformung gehärtete Schicht erzeugt. Dadurch wird die Härte der Laufradoberfläche erhöht und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und Abrieb durch harte Partikel erhöht.

Polieren und Korrosion: Bei Laufrädern aus korrosionsbeständigen Materialien wie Edelstahl kann das Polieren auf Hochglanz die Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessern. Bei einer glatten Oberfläche besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass korrosive Medien oder Chloride in der Flüssigkeit zurückgehalten werden, wodurch Lochfraß und Spaltkorrosion reduziert werden. Darüber hinaus werden durch das Polieren Oberflächenfehler und Einschlüsse entfernt, die möglicherweise während des Gussprozesses entstanden sind und als Ausgangspunkt für Korrosion dienen könnten.