摘(zhāi)要:介紹(shao)在氣體(ti)渦輪流(liú)量計 過(guo)程中渦(wo)輪渦杆(gǎn)傳動非(fei)常規方(fāng)法。通過(guò)多次改(gǎi)進，證明(míng)這種有(you)效、實用(yòng)，能夠保(bao)證傳動(dong)的平穩(wěn)性、可靠(kào)性，降低(di)傳動中(zhōng)的阻力(lì)，提高傳(chuan)動的靈(ling)活性，達(da)到預期(qī)的效❗果(guǒ)。
1.前言
　　氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)是用于(yu)管道天(tian)然氣計(ji)量的儀(yí)表,在歐(ōu)⛱️美等發(fa)達國家(jia)，用氣體(ti)渦輪流(liú)量計計(jì)量管道(dào)天然氣(qi)已有30~40年(nian)的曆史(shǐ)了🏃🏻‍♂️。随着(zhe)我國對(dui)天然氣(qì)資源大(da)規模的(de)開發和(hé)利用，西(xi)氣東輸(shu)、海氣登(deng)路、陝氣(qì)進京、渝(yú)氣輸漢(hàn)、川氣進(jìn)湘等多(duō)條天然(ran)氣管🐕道(dào)工程相(xiàng)繼建成(cheng)，多年來(lái)一直使(shi)用📞的污(wū)染大、熱(rè)值低的(de)人工煤(méi)氣等氣(qì)體将逐(zhú)漸被環(huan)保性、熱(re)值高的(de)天然氣(qi)所取代(dài)。在相當(dang)長的一(yi)段時間(jian)内,用于(yú)🌈計量管(guan)道天然(ran)氣❌的氣(qi)體渦輪(lun)流量🐅計(ji)在中國(guó)将形成(chéng)一個大(da)的需求(qiu)市場。鑒(jiàn)于此,國(guó)内有實(shi)力的燃(rán)氣表制(zhi)造商爲(wèi)抓🔞住國(guó)内對氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)需求日(ri)益增長(zhang)這一商(shāng)機，高精(jing)度氣體(ti)渦輪流(liú)量計産(chan)品。
2.氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計的(de)計量原(yuan)理
　　圖1所(suǒ)示，管道(dào)内的氣(qi)體通過(guò)渦輪流(liu)量計前(qian)端的收(shou)縮截面(miàn),加速沖(chong)擊葉輪(lun)，葉輪的(de)轉數在(zài)一定流(liu)量範圍(wéi)内與通(tong)過流量(liàng)計内的(de)氣體流(liu)量成正(zhèng)比，葉輪(lun)轉數通(tōng)過表内(nei)多級傳(chuán)動🔞系統(tǒng)傳送到(dào)顯示儀(yí)器上,從(cóng)而完成(cheng)對管道(dao)内氣體(tǐ)體積的(de)計量。
 
3.問(wen)題
　　圖2所(suo)示，在進(jìn)行DN100型氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)的樣機(ji)試制過(guò)程中⛹🏻‍♀️,經(jing)測試發(fā)現,流量(liang)計的大(da)流、中流(liu)段的示(shì)值誤差(cha)趨于線(xian)型,而最(zui)小流量(liang)點(Qmin)示值(zhi)誤差卻(que)超出标(biao)準要求(qiu)。
　　理想曲(qu)線指流(liu)量計的(de)标準示(shi)值誤差(cha)曲線,即(ji):
Qmin≤Q<0.2Qmax±2%;
0.2Qmax≤Q≤Qmax±1%。
實際曲(qu)線指樣(yàng)機測試(shì)時的示(shi)值誤差(chà)曲線。
 
4.分(fen)析、試驗(yàn)
　　針對樣(yàng)機測試(shì)時的示(shì)值誤差(cha)曲線分(fen)析,小流(liú)量段示(shi)值誤差(cha)超差有(you)多方面(miàn)原因，但(dàn)總體上(shàng)可歸納(nà)爲兩種(zhǒng)可能性(xing):一是流(liu)量計密(mi)封性不(bu)好,氣體(ti)外溢而(ér)未被計(jì)量;二是(shì)流量計(jì)内部阻(zu)力大,傳(chuán)動不靈(ling)活。第1種(zhǒng)可能性(xìng)是各接(jie)口聯接(jiē)的密封(feng)問題，問(wèn)題比較(jiao)直觀，很(hen)容易解(jiě)決;第2種(zhong)可能性(xìng)涉及到(dào)樣機裝(zhuang)配時的(de)各道工(gōng)序,需要(yào)💯對裝配(pèi)過程中(zhong)各工序(xu)的阻力(lì)問題💞逐(zhú)一-分析(xi)、排查。經(jīng)多次試(shì)驗,最終(zhōng)确認爲(wei)标準渦(wō)輪、渦杆(gan)傳動部(bu)分阻力(li)較大，影(ying)響了氣(qì)體渦輪(lun)流量計(jì)的傳動(dòng)靈活性(xing)，導緻小(xiao)流量段(duàn)示值誤(wù)差超差(cha)。
5改進設(she)計.
　　标準(zhun)的渦輪(lún)、渦杆配(pèi)合,一般(bān)都将渦(wō)輪的圓(yuan)柱表面(mian)的直⛹🏻‍♀️母(mǔ)線制🐇成(chéng)弧形，部(bu)分地包(bao)住渦杆(gan),并用與(yu)渦杆形(xíng)狀相似(si)的滾刀(dāo)來切制(zhì)渦輪的(de)齒廓,這(zhe)樣就使(shi)得相齧(nie)合的輪(lún)齒成爲(wei)線接觸(chù),從而提(ti)高🚶‍♀️傳動(dong)的承載(zai)🌐能力。但(dan)對于氣(qì)體渦👅輪(lun)流量計(jì)來說，傳(chuán)動系統(tǒng)主要🌈是(shi)傳遞運(yun)動👈，而不(bu)是傳遞(di)動力和(hé)扭矩。标(biāo)準設計(jì)中的渦(wō)輪、渦杆(gǎn)線接觸(chù)，系統阻(zǔ)力大,導(dao)緻傳動(dong)不靈活(huó)👣,從而影(ying)響流量(liang)計的計(ji)量精度(du),如圖3(a),圖(tu)4示值誤(wù)差曲♋線(xian)②。
 
曲線(xiàn)①爲标準(zhǔn)示值誤(wu)差曲線(xian)。
 
5.1改進方(fang)案1
　　針對(dui)流量計(ji)傳動的(de)特點，将(jiāng)渦輪厚(hou)度變薄(báo)，減少渦(wo)🐕杆、渦輪(lun)配合時(shí)的接觸(chù)長度,如(ru)圖3(b)，經過(guò)試驗,小(xiǎo)流量段(duàn)示🎯值誤(wu)差明顯(xiǎn)改善,如(rú)🍉圖4示值(zhí)誤差曲(qǔ)線③。但流(liu)量計穩(wěn)定性差(chà)，重複性(xìng)難以保(bǎo)證♋。
5.2改進(jìn)方案2
　　根(gen)據渦杆(gǎn)、渦輪成(cheng)形原理(lǐ)，渦杆、渦(wo)輪傳動(dòng)實際是(shì)由螺旋(xuán)齒輪傳(chuán)動演化(huà)而來的(de)。螺旋齒(chi)輪傳動(dòng)相齧合(he)🥵的輪齒(chǐ)是❗點接(jiē)觸，爲了(le)改善齧(nie)合狀況(kuàng)，才将渦(wō)杆渦💜輪(lun)的齧合(he)變爲線(xiàn)接觸⛷️。線(xiàn)接觸的(de)阻力要(yao)大于點(diǎn)接觸，于(yu)是将🈲弧(hu)形面的(de)渦輪用(yòng)螺💃旋齒(chi)輪替🔅代(dài)，如圖3(c)。結(jie)果表明(míng)這種改(gai)進非常(cháng)有效，流(liú)量計傳(chuan)動阻力(li)減小🏃🏻、靈(ling)活性提(tí)高;傳動(dòng)平穩、重(zhong)複性良(liang)好,小流(liú)量段的(de)示值誤(wù)差達💚到(dao)标準要(yao)求,如圖(tu)4示值誤(wù)差曲線(xian)④。
5.3改進方(fang)案3
　　采用(yòng)螺旋齒(chǐ)輪傳動(dòng)代替原(yuán)渦杆、渦(wo)輪結構(gòu)，達到了(le)預期效(xiao)果，但針(zhēn)對氣體(ti)渦輪流(liú)量計産(chan)品結構(gou)緊湊⭕的(de)特點,在(zai)狹小的(de)機心空(kōng)間對高(gāo)速旋轉(zhuǎn)的螺旋(xuan)齒🌈輪進(jìn)行潤滑(hua)是很困(kùn)難的，解(jie)決不當(dāng),勢必會(hui)影響産(chǎn)品的使(shǐ)用壽命(mìng)。根據㊙️以(yi)往的設(shè)計經驗(yan),将螺旋(xuán)齒輪材(cai)料改成(chéng)自潤滑(huá)性能好(hao)的工程(chéng)塑料,就(jiu)能很好(hao)的解決(jué)潤滑問(wèn)題♈。
5.4改進(jin)方案4.
　　塑(su)料螺旋(xuan)齒輪采(cai)用注塑(su)工藝加(jiā)工，模具(jù)成本很(hen)高,且産(chǎn)品😄的裝(zhuang)配、調整(zheng)非常困(kùn)難。爲解(jie)決這個(ge)問題，準(zhun)備用斜(xie)齒🤞輪代(dai)👄替螺旋(xuan)齒輪,即(ji)用直齒(chǐ)面代替(tì)難以成(chéng)型和調(diao)整的螺(luó)旋齒面(miàn),同時🈲渦(wo)杆與斜(xie)齒輪間(jian)仍然是(shi)點接觸(chù)。實踐證(zhèng)明，原渦(wō)杆😄、渦輪(lún)結構設(she)計變成(cheng)非标的(de)渦杆、斜(xié)齒輪結(jié)構後，對(dui)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計産📱品(pǐn)效果顯(xian)著。
6.結束(shu)語
　　運用(yòng)設計，有(you)效地降(jiàng)低了氣(qi)體渦輪(lun)流量計(jì)的傳動(dong)💁阻力。經(jing)DN100型氣體(ti)渦輪表(biǎo)各項性(xìng)能測試(shì)表明，該(gāi)方法有(you)效、實用(yong)、安全可(kě)靠,并在(zài)DN80型氣體(ti)渦輪表(biao)的得以(yǐ)推廣和(he)應用。這(zhè)兩種口(kou)徑的氣(qi)體渦輪(lún)流量計(ji)在2003年同(tóng)時通過(guo)遼❄️甯省(sheng)科技廳(ting)的成果(guo)鑒定。産(chǎn)品投放(fàng)市場後(hou)，性能穩(wen)定,用戶(hu)反饋信(xìn)息良好(hao)。

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