摘(zhai)要:介紹在(zai)氣體渦輪(lun)流量計 過(guo)程中渦輪(lun)渦杆傳動(dong)非常規方(fang)法。通過多(duo)次改進，證(zheng)明這種有(you)效、實用，能(neng)夠保證傳(chuan)動的平穩(wen)性、可靠性(xing)，降低傳⭕動(dong)中的阻力(li)，提高傳動(dong)的靈活性(xing)，達到預期(qi)的效果。
1.前(qian)言
　　氣體渦(wo)輪流量計(ji)是用于管(guan)道天然氣(qi)計量的儀(yi)表,在歐美(mei)♊等發達國(guo)家，用氣體(ti)渦輪流量(liang)計計量管(guan)道天然氣(qi)已有30~40年的(de)曆史了。随(sui)着我國對(dui)天然氣資(zi)源大規模(mo)的開發和(he)利用，西氣(qi)東輸、海氣(qi)🙇🏻登路、陝氣(qi)進⛱️京、渝氣(qi)輸漢、川氣(qi)進湘等多(duo)條天然氣(qi)管道工程(cheng)相🍓繼建成(cheng)，多年✍️來一(yi)直使用的(de)污染大、熱(re)值低的人(ren)工🌈煤氣等(deng)氣體🏃将逐(zhu)漸被環保(bao)性、熱值高(gao)的天然氣(qi)所👌取代。在(zai)相當長的(de)一段時間(jian)内,用于計(ji)量管道天(tian)然氣的氣(qi)體渦輪流(liu)量計在中(zhong)國将形成(cheng)一個大的(de)需求市場(chang)。鑒于此,國(guo)内有實力(li)的📞燃氣表(biao)制造商爲(wei)抓住國内(nei)對氣體渦(wo)輪流量計(ji)需求日益(yi)增長這一(yi)商🌐機，高精(jing)度氣🐕體渦(wo)輪流量🥰計(ji)産品。
2.氣體(ti)渦輪流量(liang)計的計量(liang)原理
　　圖1所(suo)示，管道内(nei)的氣體通(tong)過渦輪流(liu)量計前端(duan)的收🤟縮截(jie)面,加速沖(chong)擊葉輪，葉(ye)輪的轉數(shu)在一定流(liu)量範圍内(nei)與通過流(liu)量計内的(de)氣體流量(liang)成正比，葉(ye)輪轉數通(tong)過表内多(duo)級傳動系(xi)統傳送到(dao)顯示儀器(qi)上,從而完(wan)成對管道(dao)内氣🌏體體(ti)積的計量(liang)。
 
3.問(wen)題
　　圖2所示(shi)，在進行DN100型(xing)氣體渦輪(lun)流量計的(de)樣機試制(zhi)過程中,經(jing)測試發現(xian),流量計的(de)大流、中流(liu)段的示值(zhi)誤差趨于(yu)線型,而✌️最(zui)小流量點(dian)(Qmin)示值誤差(cha)卻超出标(biao)準要求。
　　理(li)想曲線指(zhi)流量計的(de)标準示值(zhi)誤差曲線(xian),即:
Qmin≤Q<0.2Qmax±2%;
0.2Qmax≤Q≤Qmax±1%。
實際曲(qu)線指樣機(ji)測試時的(de)示值誤差(cha)曲線。
 
4.分析(xi)、試驗
　　針對(dui)樣機測試(shi)時的示值(zhi)誤差曲線(xian)分析,小流(liu)量段示值(zhi)誤差超差(cha)有多方面(mian)原因，但總(zong)體上可歸(gui)納爲🥰兩種(zhong)可能🤩性:一(yi)是流量計(ji)密封性不(bu)好,氣體外(wai)溢而未被(bei)計量;二是(shi)流量計内(nei)部阻力大(da),傳動不靈(ling)活。第1種可(ke)能性是各(ge)接口聯接(jie)的密🌈封問(wen)題，問🏃‍♂️題比(bi)較直觀，很(hen)容易解決(jue);第2種可能(neng)性涉及到(dao)樣機裝配(pei)時的各道(dao)工序,需🐕要(yao)對裝配過(guo)程中各工(gong)序的阻力(li)問題逐一(yi)-分析、排查(cha)。經多次試(shi)驗,最終确(que)認爲标準(zhun)渦輪、渦杆(gan)傳動部分(fen)阻力較大(da)，影響了氣(qi)體渦輪流(liu)量計的傳(chuan)動靈活性(xing)，導緻小流(liu)量段示值(zhi)誤差超差(cha)。
5改進設計(ji).
　　标準的渦(wo)輪、渦杆配(pei)合,一般都(dou)将渦輪的(de)圓柱表面(mian)的直母✂️線(xian)制成弧形(xing)，部分地包(bao)住渦杆,并(bing)用與渦杆(gan)形狀相似(si)的滾刀來(lai)🤩切制渦輪(lun)的齒廓,這(zhe)樣就使得(de)相齧合的(de)輪齒成爲(wei)線接觸,從(cong)而提高傳(chuan)動的承載(zai)✍️能力。但對(dui)于氣體渦(wo)輪流量計(ji)來說，傳動(dong)系統主要(yao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼是傳遞運(yun)動，而不是(shi)傳遞動力(li)和扭矩。标(biao)準設計中(zhong)🏃‍♀️的渦輪、渦(wo)杆線✊接觸(chu)，系統阻力(li)大,導緻傳(chuan)動不靈活(huo),從而影響(xiang)流量計的(de)計量精度(du),如圖3(a),圖4示(shi)值誤差曲(qu)線②。
 
曲線①爲(wei)标準示值(zhi)誤差曲線(xian)。
 
5.1改進方案(an)1
　　針對流量(liang)計傳動的(de)特點，将渦(wo)輪厚度變(bian)薄，減少渦(wo)杆、渦輪配(pei)合時的接(jie)觸長度,如(ru)圖3(b)，經過試(shi)驗,小流量(liang)段示值誤(wu)差明顯改(gai)善,如圖4示(shi)值誤差曲(qu)線③。但流量(liang)計穩定性(xing)差，重🐪複性(xing)難以保證(zheng)。
5.2改進方案(an)2
　　根據渦杆(gan)、渦輪成形(xing)原理，渦杆(gan)、渦輪傳動(dong)實際是由(you)螺旋齒輪(lun)❓傳動演化(hua)而來的。螺(luo)旋齒輪傳(chuan)動相齧合(he)的輪齒是(shi)點接觸，爲(wei)了改善齧(nie)合狀況，才(cai)将渦杆渦(wo)輪的齧💃🏻合(he)變爲線接(jie)觸💞。線接觸(chu)的阻力要(yao)大于點接(jie)✂️觸，于是将(jiang)弧形面的(de)渦輪用螺(luo)旋齒輪替(ti)代，如圖3(c)。結(jie)果表明這(zhe)種改進非(fei)常有☀️效，流(liu)量計傳動(dong)阻力減小(xiao)👨‍❤️‍👨、靈活性提(ti)高;傳動平(ping)穩、重複性(xing)良好,小流(liu)量段的示(shi)值誤差達(da)到标準要(yao)求,如圖4示(shi)值誤差曲(qu)線④。
5.3改進方(fang)案3
　　采用螺(luo)旋齒輪傳(chuan)動代替原(yuan)渦杆、渦輪(lun)結構，達到(dao)了預期🌐效(xiao)🌍果，但針對(dui)氣體渦輪(lun)流量計産(chan)品結構緊(jin)湊的特點(dian),在🤩狹小的(de)機心空間(jian)對高速旋(xuan)轉的螺旋(xuan)齒輪進行(hang)潤滑是很(hen)困難的，解(jie)決不當,勢(shi)必會影響(xiang)産🌂品的使(shi)用壽命。根(gen)據以往的(de)設計經驗(yan),将螺旋齒(chi)輪🥵材料改(gai)成自潤滑(hua)性能好的(de)工程塑料(liao),就能很好(hao)的⭕解決潤(run)滑問題。
5.4改(gai)進方案4.
　　塑(su)料螺旋齒(chi)輪采用注(zhu)塑工藝加(jia)工，模具成(cheng)本很高⭐,且(qie)産品的裝(zhuang)配、調整非(fei)常困難。爲(wei)解決這個(ge)問題，準備(bei)用斜齒‼️輪(lun)代替螺旋(xuan)齒輪,即用(yong)直齒面代(dai)替難以⚽成(cheng)型和調整(zheng)的螺旋齒(chi)面,同時渦(wo)杆與斜齒(chi)輪間仍✏️然(ran)是點接觸(chu)。實踐證明(ming)，原渦杆、渦(wo)輪結構⭐設(she)計變成非(fei)标的渦杆(gan)、斜齒輪結(jie)構🐇後，對氣(qi)體渦輪流(liu)量計産品(pin)效果顯著(zhe)。
6.結束語
　　運(yun)用設計，有(you)效地降低(di)了氣體渦(wo)輪流量計(ji)的傳動阻(zu)❌力。經DN100型氣(qi)體渦輪表(biao)各項性能(neng)測試表明(ming)，該方法有(you)效、實用、安(an)全可靠,并(bing)在DN80型氣體(ti)渦輪表的(de)得以推廣(guang)和應用。這(zhe)兩種口徑(jing)的氣體渦(wo)輪流👈量計(ji)在2003年同✍️時(shi)通過遼甯(ning)省科技廳(ting)的成果鑒(jian)定。産品投(tou)放市場後(hou)，性能穩定(ding),用戶反饋(kui)信息良好(hao)。

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