摘(zhai)要:介紹(shao)在氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計 過(guò)程中渦(wō)輪渦杆(gǎn)傳動非(fēi)常規方(fang)法。通過(guo)多次改(gai)進，證明(ming)這種💁有(you)效、實用(yong)，能夠保(bǎo)證傳動(dòng)的平穩(wěn)性、可靠(kao)性，降低(di)傳動中(zhong)的阻力(lì)，提高傳(chuán)動的靈(líng)活性，達(da)到預期(qī)的效果(guǒ)。
1.前言
　　氣(qì)體渦輪(lún)流量計(ji)是用于(yú)管道天(tiān)然氣計(ji)量的儀(yi)表,在歐(ou)美等發(fā)達國家(jia)，用氣體(ti)渦輪流(liú)量計計(jì)量管道(dao)天然🧑🏾‍🤝‍🧑🏼氣(qì)已🐪有30~40年(nián)的曆史(shǐ)了🐆。随着(zhe)我國對(dui)天然氣(qì)資源🍓大(dà)規模的(de)開發和(he)利用⭐，西(xī)氣東輸(shū)、海氣登(dēng)路、陝氣(qì)進京、渝(yu)氣輸漢(hàn)、川氣進(jin)🈲湘等多(duō)條⚽天然(rán)氣管道(dào)工程相(xiang)繼建成(chéng)，多年來(lái)一直使(shi)用的污(wu)染大、熱(re)值低的(de)人工🧑🏾‍🤝‍🧑🏼煤(mei)氣等氣(qi)體将逐(zhu)漸被環(huán)保性、熱(rè)值高的(de)天然氣(qì)所取代(dài)。在相當(dāng)長的一(yī)段時間(jiān)内,用于(yú)計量管(guǎn)道天然(rán)氣的氣(qi)體渦輪(lún)流量計(jì)在中國(guo)将形成(cheng)一個大(dà)的需求(qiu)市場。鑒(jian)🌈于此,國(guo)内有實(shí)力的🏃燃(ran)氣表制(zhi)造商爲(wei)抓住國(guó)内對氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)需求日(ri)益增🔴長(zhang)這一商(shāng)機，高精(jīng)度氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計産(chǎn)品。
2.氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計的(de)計量原(yuán)理
　　圖1所(suo)示，管道(dao)内的氣(qi)體通過(guo)渦輪流(liú)量計前(qian)端的收(shōu)縮截面(mian),加速沖(chòng)擊葉輪(lun)，葉輪的(de)轉數在(zài)一定流(liu)量範圍(wei)内與通(tong)過流量(liàng)計内的(de)氣體流(liu)量成正(zheng)比，葉輪(lun)轉數通(tong)過表内(nei)多級傳(chuan)動系統(tǒng)傳送到(dao)顯示儀(yi)器上,從(cóng)而完成(chéng)對管道(dao)内氣體(tǐ)體積的(de)計量。
 
3.問(wèn)題
　　圖2所(suǒ)示，在進(jin)行DN100型氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)的樣機(jī)試制過(guò)程⁉️中,經(jing)測試🔱發(fa)現,流量(liang)計的大(dà)流、中流(liú)段的示(shì)值誤差(chà)趨于線(xiàn)型,而最(zui)小🌈流量(liang)點(Qmin)示值(zhi)誤差卻(que)超出标(biāo)準要求(qiu)。
　　理想曲(qǔ)線指流(liú)量計的(de)标準示(shi)值誤差(chà)曲線,即(jí):
Qmin≤Q<0.2Qmax±2%;
0.2Qmax≤Q≤Qmax±1%。
實際曲(qu)線指樣(yang)機測試(shì)時的示(shì)值誤差(cha)曲線。
 
4.分(fen)析、試驗(yan)
　　針對樣(yàng)機測試(shì)時的示(shi)值誤差(cha)曲線分(fèn)析,小流(liu)量段示(shi)🏃‍♀️值🌈誤差(cha)超差有(you)多方面(miàn)原因，但(dan)總體上(shàng)可歸納(na)爲兩種(zhong)可能性(xing):一是流(liu)量計密(mi)封性不(bú)好,氣體(ti)外溢而(er)未被計(ji)量;二是(shi)流量計(jì)内部阻(zǔ)力大,傳(chuán)動不靈(ling)活。第1種(zhǒng)可能性(xing)是各接(jiē)口聯接(jiē)的密封(feng)問題，問(wèn)題比較(jiao)直觀，很(hěn)容易解(jie)🤟決;第2種(zhǒng)可能性(xing)涉及到(dao)樣機裝(zhuāng)配時的(de)各道工(gong)序,需要(yao)對裝配(pei)過程中(zhong)各工序(xu)的阻力(lì)問題逐(zhú)一-分析(xī)、排查。經(jīng)多次試(shi)驗,最終(zhong)确認爲(wei)标準渦(wo)輪、渦杆(gǎn)傳動部(bu)分阻力(lì)🌂較大，影(yǐng)響了氣(qì)體渦輪(lun)流量計(jì)的傳動(dong)靈活性(xing)，導緻小(xiao)💔流量段(duàn)示值誤(wu)差超差(chà)❗。
5改進設(shè)計.
　　标準(zhǔn)的渦輪(lún)、渦杆配(pei)合,一般(ban)都将渦(wō)輪的圓(yuan)柱表面(mian)的🤩直母(mu)⚽線🚶‍♀️制成(cheng)弧形，部(bu)分地包(bao)住渦杆(gan),并用與(yu)渦杆形(xíng)狀相似(sì)的滾刀(dāo)來切制(zhì)渦輪的(de)齒廓,這(zhè)樣就使(shi)得相齧(nie)合的輪(lun)齒👈成爲(wei)線接觸(chù),從而提(ti)高傳動(dong)的承載(zǎi)能力。但(dan)對于氣(qì)體渦輪(lun)流量計(ji)💰來說，傳(chuán)動系統(tǒng)主要是(shì)傳遞運(yùn)動❌，而不(bu)是傳遞(dì)動力和(he)扭矩。标(biao)準設計(ji)中⛷️的渦(wo)輪、渦杆(gan)線接觸(chù)，系統阻(zǔ)力大,導(dao)緻傳動(dong)不靈活(huo),從而影(yǐng)響流量(liang)計的計(ji)量精度(du),如圖🈲3(a),圖(tú)4示值誤(wu)差曲線(xiàn)②。
 
曲線(xian)①爲标準(zhǔn)示值誤(wù)差曲線(xiàn)。
 
5.1改進方(fāng)案1
　　針對(duì)流量計(ji)傳動的(de)特點，将(jiang)渦輪厚(hòu)度變薄(bao)，減少渦(wo)杆🎯、渦輪(lun)配合時(shi)的接觸(chu)長度,如(rú)圖3(b)，經過(guo)試驗,小(xiao)流量段(duàn)示值誤(wu)差明✏️顯(xiǎn)改善,如(rú)圖4示值(zhi)誤差曲(qǔ)線③。但流(liu)量計穩(wěn)定性差(chà)，重複性(xing)難☔以保(bǎo)證。
5.2改進(jìn)方案2
　　根(gēn)據渦杆(gǎn)、渦輪成(cheng)形原理(lǐ)，渦杆、渦(wō)輪傳動(dong)實際是(shi)由螺🏃🏻‍♂️旋(xuán)齒⚽輪傳(chuán)動演化(hua)而來的(de)。螺旋齒(chǐ)輪傳動(dong)相齧合(hé)的輪齒(chi)是點接(jiē)觸，爲了(le)改善齧(nie)合狀況(kuang)，才将渦(wō)杆渦輪(lún)的齧合(he)變爲線(xiàn)接觸。線(xian)接觸♈的(de)阻力要(yao)大于點(diǎn)接觸，于(yú)是将弧(hú)形面的(de)渦輪用(yong)螺旋齒(chǐ)輪替代(dai)，如圖3(c)。結(jié)果表明(ming)這種改(gǎi)進非常(chang)有🔞效，流(liu)量計傳(chuán)動阻力(lì)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(yào)求,如♍圖(tu)4示值誤(wu)☀️差曲線(xiàn)④。
5.3改進方(fāng)案3
　　采用(yong)螺旋齒(chǐ)輪傳動(dòng)代替原(yuán)渦杆、渦(wo)輪結構(gou)，達到了(le)預期效(xiao)果，但🏒針(zhēn)對氣體(tǐ)渦輪流(liú)量計産(chan)品結構(gòu)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(jiě)決㊙️不當(dāng),勢必會(huì)影響産(chǎn)品的使(shǐ)用壽命(ming)。根據以(yǐ)往的設(shè)計經驗(yàn),将螺旋(xuán)齒輪💔材(cái)料改成(cheng)自潤滑(hua)性能好(hao)的工程(cheng)塑料,就(jiu)能很好(hao)的解決(jue)潤滑問(wèn)題。
5.4改進(jin)方案4.
　　塑(sù)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(chan)品❗的裝(zhuang)配、調整(zheng)非常困(kùn)難。爲解(jiě)決這個(ge)問題，準(zhun)備用斜(xie)齒輪代(dài)替螺旋(xuán)齒輪,即(jí)用直齒(chi)面代替(ti)難以成(cheng)型和調(diào)整的螺(luo)旋齒面(mian),同時渦(wō)杆與斜(xie)齒輪間(jian)仍然是(shi)點接觸(chu)。實踐證(zhèng)明，原渦(wo)杆🔞、渦輪(lun)結構設(she)計變成(cheng)非标的(de)渦杆、斜(xié)齒輪結(jie)構後，對(duì)氣體渦(wō)輪流量(liang)計産品(pǐn)效果顯(xian)著。
6.結束(shù)語
　　運用(yòng)設計，有(you)效地降(jiang)低了氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)的傳動(dong)阻力。經(jīng)DN100型氣⭕體(tǐ)渦輪表(biǎo)各項性(xìng)能測試(shì)表明，該(gāi)方法有(yǒu)效、實用(yong)、安全🔴可(ke)靠,并在(zai)DN80型氣體(tǐ)渦輪表(biǎo)的得以(yi)推廣和(he)應♉用。這(zhe)兩種口(kǒu)徑的氣(qì)體渦輪(lún)流量計(jì)在2003年同(tong)時通過(guò)遼甯省(sheng)科技💃廳(ting)的成果(guǒ)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼鑒定。産(chǎn)品🚩投放(fang)市場後(hou)，性能穩(wěn)定,用戶(hu)反饋信(xin)🔞息良好(hǎo)。

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