摘要:介紹(shao)在氣體渦(wō)輪流量計(ji) 過程中渦(wo)輪渦杆傳(chuan)動非常規(gui)方法。通過(guo)多次改進(jin)，證明這種(zhǒng)🔅有效、實用(yòng)，能夠保證(zheng)傳動的平(píng)穩性、可靠(kào)👈性，降低傳(chuan)🌈動中的阻(zǔ)力，提高傳(chuan)動的靈活(huo)性，達到預(yu)⛱️期的效🏃‍♀️果(guǒ)。
1.前言
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計是用于(yu)管道天然(rán)氣計量的(de)儀表,在❓歐(ōu)🌈美等👅發達(dá)國家，用氣(qi)體渦輪流(liú)量計計量(liang)管道天然(rán)氣已有30~40年(nián)的曆史了(le)。随着我國(guó)對天然氣(qì)資源🔞大規(gui)模的開發(fa)和利用💛，西(xi)氣東輸、海(hai)氣登路、陝(shǎn)氣進京、渝(yú)氣輸漢、川(chuān)氣進湘等(deng)多條天然(rán)氣管道工(gōng)程相繼建(jiàn)成，多年來(lái)一直使用(yong)的污染大(dà)、熱值低的(de)人工煤氣(qi)等氣體将(jiang)逐漸被環(huan)保性、熱值(zhi)高的天然(rán)✍️氣所取代(dai)。在相當長(zhǎng)的💚一段時(shí)間内,用于(yu)🌈計量管道(dao)天然氣的(de)氣體渦輪(lun)流量計在(zài)中國将形(xíng)成一個大(da)的需求市(shì)場。鑒📐于此(ci),國内有實(shí)力的燃氣(qì)表制造商(shang)🍉爲抓住國(guo)内對氣體(ti)渦輪流量(liàng)計需求日(ri)益增🈲長這(zhè)一商機，高(gāo)精度氣體(tǐ)渦輪流量(liàng)計産品。
2.氣(qì)體渦輪流(liú)量計的計(ji)量原理
　　圖(tu)1所示，管道(dao)内的氣體(ti)通過渦輪(lun)流量計前(qián)端的收縮(suo)截面,加速(sù)🌐沖擊葉輪(lún)，葉輪的轉(zhuan)數在一定(ding)流量範圍(wéi)内與通🏃過(guo)流💞量計内(nei)的🐅氣體流(liú)量成正比(bǐ)，葉輪轉數(shù)通過表内(nèi)多級傳動(dong)系統傳🔱送(song)到顯示儀(yí)器上,從而(ér)完成對管(guan)道内氣體(tǐ)體積的計(jì)量。
 
3.問題
　　圖2所(suǒ)示，在進行(háng)DN100型氣體渦(wo)輪流量計(ji)的樣機試(shi)制過程中(zhong),經測🌍試發(fā)現,流量計(ji)的大流、中(zhōng)流段的示(shì)值誤♌差趨(qu)于線型,而(ér)🐪最小流量(liang)點(Qmin)示值誤(wu)差卻超出(chu)标準☁️要求(qiú)。
　　理想曲線(xian)指流量計(ji)的标準示(shi)值誤差曲(qǔ)線,即:
Qmin≤Q<0.2Qmax±2%;
0.2Qmax≤Q≤Qmax±1%。
實際(jì)曲線指樣(yang)機測試時(shi)的示值誤(wù)差曲線。
 
4.分(fen)析、試驗
　　針(zhen)對樣機測(cè)試時的示(shi)值誤差曲(qu)線分析,小(xiao)流量段示(shì)值誤差超(chāo)差有多方(fang)面原因，但(dàn)總體上可(ke)歸納爲兩(liǎng)種可能性(xing):一🔞是流量(liang)計密封性(xìng)不好,氣體(tǐ)外溢而未(wèi)被計量;二(er)是流量計(ji)内部阻力(lì)大,傳動不(bu)靈活。第🈲1種(zhong)可能性是(shi)各接口聯(lian)接的密封(fēng)問題，問❄️題(tí)比較直觀(guan)，很容易解(jie)決;第2種可(ke)能性涉及(jí)到樣機裝(zhuāng)配時的各(gè)道工序,需(xū)🚶要對裝配(pei)過程中各(ge)工序的阻(zǔ)力問題逐(zhú)一-分析😄、排(pái)查。經多次(ci)試驗,最終(zhōng)确認爲标(biao)準渦輪、渦(wo)杆傳動部(bu)分阻力🏃🏻‍♂️較(jiào)大，影響了(le)氣體渦輪(lun)流量計的(de)傳動靈活(huó)性，導緻小(xiao)流量段示(shi)值誤差超(chao)差。
5改進設(shè)計.
　　标準的(de)渦輪、渦杆(gǎn)配合,一般(bān)都将渦輪(lun)的圓柱表(biao)面🌂的直母(mǔ)線制成弧(hú)形，部分地(di)包住渦杆(gan),并用與渦(wō)杆🔞形狀相(xiang)似的滾刀(dāo)來切制渦(wo)輪的齒廓(kuò),這樣就使(shǐ)得相齧合(he)的輪齒成(chéng)爲線🌍接觸(chù),從而提高(gao)🌈傳動的承(chéng)載能力。但(dàn)對于氣體(tǐ)渦輪流量(liang)計來說，傳(chuán)動系統主(zhu)要是傳遞(di)運動，而不(bu)是傳遞動(dong)力和扭矩(ju)。标準設計(jì)中的渦輪(lún)、渦杆線接(jiē)觸，系統阻(zu)力大,導緻(zhi)傳動不靈(líng)活,從而影(ying)響🔴流量計(ji)的計量精(jing)度,如圖3(a),圖(tu)4示值誤差(chà)曲線②。
 
曲線(xian)①爲标準示(shi)值誤差曲(qǔ)線。
 
5.1改進方(fāng)案1
　　針對流(liu)量計傳動(dòng)的特點，将(jiang)渦輪厚度(du)變薄，減少(shao)渦杆、渦💜輪(lun)配合時的(de)接觸長度(du),如圖3(b)，經過(guò)試驗,小流(liu)量段示值(zhi)誤差明🧡顯(xian)改善,如圖(tú)4示值誤差(cha)曲線③。但流(liú)量✉️計穩定(ding)😘性差，重複(fú)性難以保(bǎo)證。
5.2改進方(fāng)案2
　　根據渦(wo)杆、渦輪成(chéng)形原理，渦(wo)杆、渦輪傳(chuán)動實際是(shi)由🐕螺🌈旋齒(chi)輪傳動演(yǎn)化而來的(de)。螺旋齒輪(lún)傳動相齧(niè)合的輪齒(chǐ)是點接觸(chù)，爲了改善(shan)齧合狀況(kuang)，才将渦杆(gǎn)渦輪的齧(nie)合變爲線(xiàn)接觸。線接(jie)觸🔞的阻力(lì)㊙️要大于點(diǎn)接觸，于是(shi)将弧形面(mian)的渦輪用(yòng)螺旋齒輪(lun)替代，如圖(tú)3(c)。結🔴果表明(ming)這種改進(jin)非常有🌐效(xiào)，流量計傳(chuán)動阻力減(jian)小❤️、靈活性(xing)提高😍;傳動(dòng)平穩、重複(fu)性良好,小(xiǎo)流量段的(de)示值誤差(cha)達到标準(zhun)要求,如圖(tú)4示值誤差(cha)曲線④。
5.3改進(jin)方案3
　　采用(yòng)螺旋齒輪(lun)傳動代替(ti)原渦杆、渦(wo)輪結構，達(dá)到了預期(qī)效果♊，但⭐針(zhen)對氣體渦(wō)輪流量計(ji)産品結構(gou)緊湊的特(tè)點,在狹小(xiǎo)的機心空(kong)間對高速(sù)旋轉的螺(luó)旋齒輪進(jin)行潤滑是(shì)很困難的(de)，解決不當(dāng),勢必會影(ying)響産品的(de)使用壽命(mìng)。根據以往(wǎng)的設計經(jīng)驗,将螺旋(xuán)齒輪材料(liào)改成自潤(run)滑性能好(hǎo)的工程塑(su)料,就能很(hen)好的解決(jue)潤滑問題(tí)。
5.4改進方案(an)4.
　　塑料螺旋(xuán)齒輪采用(yong)注塑工藝(yi)加工，模具(ju)成本很高(gāo),且産品的(de)裝㊙️配、調整(zhěng)非常困難(nán)。爲解決這(zhè)個問題，準(zhǔn)備用🆚斜齒(chǐ)♈輪代替螺(luo)旋齒輪,即(ji)用直齒面(mian)代替難以(yi)成型和調(diao)整的螺旋(xuán)齒面,同時(shí)渦杆與斜(xie)齒輪間仍(réng)然是點接(jie)觸。實踐證(zhèng)明，原渦杆(gan)❗、渦輪結構(gou)設計變成(cheng)🐇非标的渦(wō)杆、斜齒輪(lún)結構後，對(dui)氣體渦輪(lún)流量計産(chǎn)品效果顯(xian)著。
6.結束語(yu)
　　運用設計(ji)，有效地降(jiàng)低了氣體(ti)渦輪流量(liang)計的傳動(dòng)阻力。經DN100型(xing)氣體渦輪(lún)表各項性(xìng)能測試表(biǎo)明，該方法(fǎ)有效、實用(yòng)🚶、安全可靠(kao),并在DN80型氣(qì)體渦輪表(biǎo)的得以推(tuī)廣和應用(yòng)。這兩種口(kou)徑的氣體(ti)🔞渦輪流量(liang)計在2003年同(tong)時通過遼(liáo)甯省科技(ji)廳的成果(guǒ)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼鑒定。産品(pǐn)🔞投放市場(chǎng)後，性能穩(wen)定,用戶反(fan)饋信息良(liáng)好。

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