泵行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方向：輕量化與模塊化

中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)付于武不久前表示，隨著節(jié)能減排的需要、智能化發(fā)展，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)注定將發(fā)生顛覆性變革。輕量化和模塊化是汽車(chē)工業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，優(yōu)質(zhì)的輕量化材料比如鋁、復(fù)合材料、碳纖維材料等將在汽車(chē)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。“2050年之前，電驅(qū)動(dòng)依然無(wú)法全面取代內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，在此期間，水泵、機(jī)油泵也將面對(duì)輕量化、模塊化發(fā)展的挑戰(zhàn)。”

要引領(lǐng)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)水泵和機(jī)油泵行業(yè)的潮流，準(zhǔn)確把握泵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是基本功。泵技術(shù)的發(fā)展一如其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一樣，是由市場(chǎng)需求的推動(dòng)取得的。如今，在以環(huán)保、電子等領(lǐng)域高科技發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主所產(chǎn)生的巨大需求的大背景下，對(duì)于包括泵行業(yè)在內(nèi)的許多行業(yè)或領(lǐng)域都帶來(lái)了技術(shù)的飛速變革和發(fā)展。

節(jié)能減排需要技術(shù)創(chuàng)新

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，泵類(lèi)產(chǎn)品必將向智能化方向發(fā)展，能夠?qū)毫?、流量、溫度和振?dòng)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；能夠?qū)Ρ玫妮S、軸承和密封狀況進(jìn)行評(píng)估；能夠?qū)收系脑蜻M(jìn)行診斷等。磁力泵、隔膜泵行業(yè)的技術(shù)發(fā)展將集中體現(xiàn)在設(shè)計(jì)電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)、改善驅(qū)動(dòng)裝置和尋求新的材料等方面。

理論與設(shè)計(jì)方法的科學(xué)化很有必要。因此必須加強(qiáng)泵的基礎(chǔ)理論研究，注重交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科、新興學(xué)科的相互滲透。理論研究的重點(diǎn)是：泵內(nèi)部流動(dòng)的測(cè)量、數(shù)值模擬及性能預(yù)測(cè)；一元黏性流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算；多相流動(dòng)的理論與應(yīng)用；泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)的多樣化。

生產(chǎn)和制造的高技術(shù)化是產(chǎn)品價(jià)廉物美的根本保證。通過(guò)利用優(yōu)質(zhì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，不僅保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且縮短了設(shè)計(jì)周期，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化，確保了產(chǎn)品的可靠性。同時(shí)，計(jì)算機(jī)制造集成系統(tǒng)（CIMS）和虛擬技術(shù)的應(yīng)用，大大地縮短了泵產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，保證了產(chǎn)品的性能。

模塊化泵技術(shù)是泵業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。在模塊化泵系列中，只需要少數(shù)幾個(gè)零件就可以構(gòu)成整個(gè)泵系列，從而可以降低生產(chǎn)成本，縮短交貨時(shí)間，減少零部件和備存的庫(kù)存，而個(gè)性化的發(fā)展則要求產(chǎn)品逐漸趨向于朝多品種、小批量的方向發(fā)展。

近年來(lái)，各種新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是推動(dòng)泵技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。泵的零部件采用了各種各樣的新材料，所帶來(lái)的好處主要是延長(zhǎng)了泵在腐蝕性介質(zhì)中的使用壽命和可靠性，并擴(kuò)展了泵的使用范圍。同時(shí)，涂覆技術(shù)和材料的表面處理技術(shù)在改善泵的流動(dòng)特性和耐腐蝕性方面變得日益重要，具有廣闊的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)制造與信息技術(shù)結(jié)合

進(jìn)入信息時(shí)代的今天，泵的設(shè)計(jì)人員早已經(jīng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)（如CAD的利用），大大提高了設(shè)計(jì)本身的速度，縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期。而在生產(chǎn)為主的制造當(dāng)中，以數(shù)控技術(shù)CAM為代表的制造技術(shù)業(yè)已深入到泵的生產(chǎn)當(dāng)中。但是，從日前的情況看，數(shù)控技術(shù)CAM主要應(yīng)用在批量產(chǎn)品的生產(chǎn)上。對(duì)于單件或小批的生產(chǎn)，目前CAM技術(shù)尚未在泵行業(yè)當(dāng)中普遍實(shí)施，單件小批的生產(chǎn)仍舊以傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備為主。

由于市場(chǎng)要求生產(chǎn)廠商的貨期盡可能縮短，尤其對(duì)于特殊產(chǎn)品（針對(duì)用戶(hù)要求生產(chǎn)的產(chǎn)品）供貨周期縮短，必然要求泵的生產(chǎn)企業(yè)加速利用CAM技術(shù)甚至是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、柔性制造（FMC和FMS）對(duì)從設(shè)計(jì)到制造模具、零件加工等各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致處理，保證一旦設(shè)計(jì)完成，產(chǎn)品零部件的加工也趨于同期完成，以確?？s短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。

與此同時(shí)，除利用計(jì)算機(jī)制圖外還將在計(jì)算機(jī)這個(gè)載體上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的強(qiáng)度分析、可靠性預(yù)估和三維立體設(shè)計(jì)，將原來(lái)需要在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)和解決的工藝問(wèn)題、局部結(jié)構(gòu)問(wèn)題及裝配性問(wèn)題等方面提至生產(chǎn)前進(jìn)行防范，縮短產(chǎn)品的試制期。

在產(chǎn)品出現(xiàn)多元化的同時(shí)，泵作為通用產(chǎn)品，總體總量依舊巨大。在市場(chǎng)中，除出現(xiàn)技術(shù)性競(jìng)爭(zhēng)外，產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)尤其是通用化產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)是必然趨勢(shì)。在產(chǎn)品出現(xiàn)多元化的趨勢(shì)下，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)品零部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零部件的模塊化是必須的。在眾多零部件實(shí)現(xiàn)模塊化后，通過(guò)不同模塊的組合或改變個(gè)別零件的特性，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多元化。同時(shí)，只有當(dāng)零部件標(biāo)準(zhǔn)化程度提高后才有可能基于產(chǎn)品的多元化基礎(chǔ)上實(shí)際規(guī)?；牧悴考a(chǎn)，用以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和形成產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也可以在產(chǎn)品多元化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地縮短產(chǎn)品的交貨周期。

所謂泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機(jī)裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，或者簡(jiǎn)稱(chēng)之為品質(zhì)。在這一點(diǎn)上，是目前許多泵生產(chǎn)廠商所關(guān)注的，也是努力再提高、改進(jìn)的方面。而實(shí)際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測(cè)符合發(fā)至使用單位運(yùn)行后，往往達(dá)不到工廠出廠檢測(cè)的效果，發(fā)生諸如過(guò)載、噪聲增大、使用達(dá)不到要求、壽命降低等方面的問(wèn)題；而泵在實(shí)際當(dāng)中所處的運(yùn)行點(diǎn)或運(yùn)行特征，我們稱(chēng)之為泵的外在特性或系統(tǒng)特性。

技術(shù)人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，為提高某一產(chǎn)品的百分之一效率常常花費(fèi)不少心思；而泵運(yùn)行如果偏離設(shè)計(jì)的高效點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行的效率遠(yuǎn)不止降低百分之一。現(xiàn)在，泵生產(chǎn)廠家同時(shí)為用戶(hù)配套包括變頻在內(nèi)的控制設(shè)備及成套設(shè)備，實(shí)際上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基礎(chǔ)上，再關(guān)注泵的集中控制系統(tǒng)，提高整個(gè)泵及泵站運(yùn)行效率，則是在泵的外在特性的追求上更上一層樓。

從銷(xiāo)售角度看，推銷(xiāo)產(chǎn)品即是在推銷(xiāo)泵的內(nèi)在特性；而關(guān)注泵的外在特性則是生產(chǎn)廠商不僅是推銷(xiāo)產(chǎn)品，更是在推銷(xiāo)泵站（成套項(xiàng)目）。從使用角度看，好的產(chǎn)品必定是適合運(yùn)行環(huán)境的產(chǎn)品而非出廠檢測(cè)判別的產(chǎn)品。

正如科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科越來(lái)越豐富，跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情，作為泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此。以屏蔽式泵為例，取消泵的軸封問(wèn)題，必須從電機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)始，僅局限于泵本身是沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)的，解決泵的噪聲問(wèn)題，除解決泵的流態(tài)和振動(dòng)外，同時(shí)需要解決電機(jī)風(fēng)葉的噪聲和電磁場(chǎng)的噪聲；提高潛水泵的可靠性，必須在潛水電機(jī)內(nèi)加設(shè)諸如泄漏保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等措施；提高泵的運(yùn)行效率，需借助于控制技術(shù)的運(yùn)用等等。這些無(wú)一不說(shuō)明要發(fā)展泵技術(shù)水平，必須從配套的電機(jī)、控制技術(shù)等方面同時(shí)著手，綜合考慮，最大限度地提升機(jī)電一體化綜合水平。

過(guò)去的十多年來(lái)，新材料和新工藝的運(yùn)用是推動(dòng)泵技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要的因素。泵用材料從鑄鐵到特種金屬合金，從橡膠制品、陶瓷等典型非金屬材料到工程塑料，在解決泵的耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等環(huán)境上都發(fā)揮了突出的作用。同時(shí)新工藝的運(yùn)用，又更好地使新材料運(yùn)用到泵的零部件乃至整個(gè)泵當(dāng)中。如有些廠商已設(shè)計(jì)并推出了全部采用工程塑料制成的泵。比用一般金屬材料生產(chǎn)的泵在強(qiáng)度上毫不遜色，在耐蝕耐磨上更勝一籌。又比如利用新的表面涂覆技術(shù)和表面處理技術(shù)，同樣可解決泵的抗蝕和抗磨問(wèn)題。隨著新材料的進(jìn)一步發(fā)展和新工藝的深入運(yùn)用，在泵領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用將更加廣泛。