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（毕业设计全套）TWLQ型气体涡轮流量计的设计（打包下载）

设计中采用的材料，所以，本设计在原有结构的基础之上改变轴的材料，使涡轮轴在工作过程中更好的发挥作用。型气体涡轮流量计中的涡轮轴在实际应用中的型气体涡轮流量计的轴.气体涡轮流量计中轴承的结构改进流量测量仪表种类繁多，测量方法也很多。迄今为止，可供工业用的流量测量仪表种类达种之多。在如此众多流量测量仪表中，气体涡轮流量计以其高精度重复性好抗干扰能力好测量范围宽结构紧凑等优点而广泛用于工业生产中。但是由于其主轴承使用滑动轴承或滚动轴承的局限性，使得气体涡轮流量计存在不能长期保持校准特性以及流体物性对流量特性有较大影响等缺陷。我国中科院有些学者曾尝试将气体轴承应用于流量计中，不过大多是选用可倾瓦动压气体轴承。由于可倾瓦动压气体轴承不但体积大，而且成本极高，很难用于民用工业中，所以仅仅停留在试验阶段。在设计时应考虑轴向推力的平衡，流体作用于叶轮上的力使叶轮转动，同时也给叶轮个轴向力，使轴承的摩擦转矩增大。为了抵消这轴向力，在结构上采取各种轴向推力平衡措施。另外，轴承磨损要小这是提高测量准确度，延长仪表寿命的重要环节。滚动轴承虽然摩擦力矩很小，但对赃污流体及腐蚀性流体的适应性较差，寿命不长。在原设计中，因通过的流体为气体，因此脏污对轴承的影响不大。目前市场仍广泛应用滑动轴承空心套形轴承。滚动轴承的轴与轴承间的摩擦转矩与叶轮的重量及轴的直径成正比，因此在机械强度允许的情况下，应尽可能把轴做细，使叶轮的重量减轻。合理选择轴与轴承的材质及两者的配合间隙也是很重要的，目前常采用的材料是耐磨性较好的材料，因此常常在轴表面镀以硬铬并进行精磨。为了彻底解决轴承磨损问题，我国目前生产无轴承的涡轮流量变送器。轴承气体涡轮流量计主轴承大多采用油润滑的滑动轴承或滚动轴承，存在较大的局限性。涡轮流量计的轴承般有碳化钨聚四氟乙烯碳石墨三类材质。天然气计量仪表轴承应选用碳化钨材料。以上是选型时要考虑的主要方面。由于涡轮流量计类型规格繁多，特别是不同的制造厂产品质量有差别，选型时应尽量搜集制造厂及产品的有关技术标准等资料，进行反复调查比较后再决定取舍。在本文的原产品结构中，查机械设计手册可知由以上两个条件可知轴向来流速度又根据第二章中的涡轮进出口速度三角形可知叶轮圆周速度图叶轮进出口速度三角形由上图知角速度又因为转速所以作用在叶轮上的力矩为又根据作用力与反作用力相互作用的原理可知作用在涡轮轴上的力偶矩就等于作用在叶轮上的力偶矩，所以可以根据这条件求出作用在涡轮轴上的圆周力，即根据涡轮与蜗杆受力图可知轴向力因为该轴承装在涡轮轴上，所以当叶轮转动带动涡轮轴转动时，涡轮轴给轴承个轴向力，同理轴承也给涡轮轴个轴向力该轴向力在数值上等于,即根据外力偶矩算出的轴向力，由于载荷小而且平稳，且大部分承受径向载荷所以选择深沟球轴承，根据上面选择的轴承型号系列，该轴承的结构为.，即轴承内径,外径变为,轴承宽度.，额定动载荷.,.,重量为.。其，所以重新选择的轴承性能满足使用要求，且在结构上小于原设计中的结构，满足流量计要求结构紧凑，使叶轮转动阻力小的要求，所以在此对原结构中的轴承进行了改进，使该系列气体涡轮流量计的性能在使用过程中得到更好的发挥。气体涡轮流量计的安装使用和维护.流量计的安装传感器的安装传感器般应该水平安装，流体流向必须和箭头指向致。并符合说明书的安装环境要求，如下图所示。和传感器相连接的前后管道的内径应与传感器口径致。管道和传感器连接处，不准有凸出物深入管道内，以免改变通道界面和传感器进口流场分布，并要求管道中心和传感器中心致。传感器上游直管段长度与管道内径的比值应满足式的要求。式中，是管道内壁摩擦系数，流动处于湍流状态时般可取.是旋涡速度比，取决于传感器上游局部阻流件的类型。值与上游直管段长度如表所示。表漩涡速度比局部阻流件名称上游直管段长度同心渐缩管.个直角弯头同平面内两个直角弯头.空间两个直角弯头全开闸阀，截止阀半开闸阀，截止阀.若上游局部阻流件状况不明确，般推荐上游直管长度应不小于，下游直管段长度不小于。当上游直管段长度不能满足要求时。应在传感器与阻流件之间安装流动调整器。传感器安装在室外时，应有避免阳光直射和防雨林措施。连接管道的安装在需要运行不能停流的场合，应安装旁路管道和可靠的截止阀，测量时应保证管道无泄漏。在其他场合，般希望设置旁路管道，既利于启动时起保护作用，又利于不影响流体正常输送情况下的维修。传感器前般应安装过滤器，以消除杂质在测量单向流的场合，应在传感器的下游处设单向阀，以防止因流体的放流现象影响传感器特性。凡测量易气化的液体时，应安装消气器，以消除管道内气体。为了防止发生气穴，提高测量精度和使用寿命，传感器进口端压力应高于式计算得最低压力式中是传感器最大流量时的压力损失是被测液体最高使用温度时的蒸汽压。流量调节阀应置于传感器下游处，以减少来自上游的流场干扰，以利流量的稳定调节。压力表可设置在传感器的进口或出口处，温度计应该设置在传感器的下游处。.选用传感器的选用适宜测量的流体传感器最适用于测量洁净的低粘度单相流体，如水，轻油，石油溶剂，酸，碱，液氧，液氮，液氢及空气，氧气等。若测量高粘度液体，由于粘度对传感器性能的影响，将降低测量精确度。若测量混有固体颗粒的液体，因易损坏轴承，涡轮流量计不适合使用。对测量强腐蚀性的液体，将造成叶轮等主要零部件的选材困难，其耐腐蚀性的液体，将造成叶轮等主要零部件的选材困难，其耐腐蚀性有定的局限性，要慎重选择。对气体测量是可以的，但因气体密度低，流速高，所以必须对结构参数设计作特殊考虑。般不能用于气液混相流和蒸汽的测量。口径的选用每种口径的传感器都有定的流量测量范围度。般传感器口径的选用是由流量范围来决定的。即使用时的最小流量不得低于该口径允许测量的最小流量，使用时的最大流量不得高于该口径允许测量的最大流量。从测量精确度和使用寿命两方面考虑，般认为在断续使用的场合，按实际使用时的最大流量的.倍选择传感器口径。连续使用的场合，按实际使用时的最大流量的.倍选择传感器口径。至于在恶劣工况条件下使用，则使用时的最大流量应该为该口径允许最大流量的。如果传感器口径与流程管道通经不致时，则应以异径接管和等径直管改装管道。般情况下，传感器流量范围下限附近误差稍大，通常将实际最小流量的.倍作为选用传感器流量范围下限值，使保证有定的余量。流量指示积算仪应水平放置或水平安装在仪表屏上，安装高度应以及具有腐蚀性的流体测量以及需要连续使用的场合。安装流量指示积算仪应水平放置或水平安装在仪表屏上，安装高度应以读数和操作方便为准，般为.左右。接线流量指示积算仪所用电源为，交流，按接线端子板规定的“相”，“中”，“接地”三接线点与交流电源相连.电源三接线点不得相混使用，其他任何引线不要随便接入。接线端子板上“输入”部分是指流量指示积算仪工作信号输入的诸接线点“信号”端子介传感器经信号检测放大器放大后的输出“接地”端子接传感器信号检测放大器公共地线不接壳端子引出提供传感器信号检测放大器工作电源般为。直流电流输出部分共四个接点，供引出直流电流信号，可配调节器和记录仪等。根据不同的负载可选择使用，负载的地线接在“”端子上。标准频率输出部分是指石英晶体振荡器震荡频率经运算后的输出，可作简易信号源使用。.使用注意事项未安装旁路管道的流量传感器，应先以中等开度开启流量传感器上游阀，然后缓慢开启下游阀，然后缓慢开启下游阀。以较小的流量运行段时间，然后全开上游阀，再开大下游阀开度，调节到所需的正常流量。对于装有旁路管道的流量传感器，先全开旁路管门阀，以中等开度开启流量传感器上游阀，再缓慢开启下游阀，关小旁路阀，全关旁路阀，最后调节下游阀开度到所需的流量。对于低温和高温流体，在流通前要排净管道中的水分，同流时先以很小流量运行，再逐渐上升至正常流量。停流时也要缓慢进行，使管道温度和环境温度逐渐接近。启闭阀门应尽可能平缓，如采用自动控制阀门的启闭，最好采用“两端开启，两端关闭”的方式，以防止流体突然冲击叶轮甚至发生水锤现象损坏叶轮。.维护和故障处理维护为保证气体涡轮流量计长期正常工作，必须经常检查传感器，显示仪表以及辅助设备的运行状况，做好维护工作，出现异常时应及时排除。定期对传感器进行拆洗，检查和复校设有润滑油或清洗液，维护叶轮良好运行。如叶轮出现异常声音，应及时卸下检查传感器内部零件。轴承和轴严重磨损时，应进行更换且重新标定。检查显示仪表工作状况，评估显示仪表读数，如怀疑有不正常现象应及时检查。保持过滤畅通，过滤器被杂质堵塞，可以从其入口，出口处压力表读数差的增大来判断，并及时清除，否则堵塞严重会降低流量。定期排放消气器中从液体逸出的气体。传感器从管道上拆下暂时不用时，应用轻质油清洗干净并在两端加盖防护，以防锈蚀或杂质进入仪表内。故障现象，原因及处理方法涡轮流量计常见的故障现象，原因及处理方法见下表所示。表故障分析与处理故障现象故障原因处理方法，通电后无流量时有流量输出信号.输入屏蔽或输出不良，引入电磁干扰改善屏蔽与接地，排除电磁干扰.传感器靠近传感源或管道震动远离干扰源安装，采取防震措施.节制阀关闭不严泄露检修或更换阀，通电通流后无流量输出信号.感应线圈断线或焊点脱焊更换感应线圈或重焊.前置放大电路元件损坏检查并更换元器件.叶轮被杂物或脏物卡死拆下叶轮进行清洗或更换，更换后须重新标定结论本文对型气体涡轮流量计的工作原理进行了详细的介绍，并着重对口径为系列的气体涡轮流量计内部结构进行了分析，其中包括了对流量计中涡轮轴，支撑轴承，叶轮，后导流器进行了结构的分析及重新设计。针对原产品在燃气市场中使用时存在的问题，其最大特点在于特性曲线与温度压力有关，气体压力损失在之间不等，不确定度可达。针对这些不足之处，本文在产品的工作与结构原理中，通过特性分析了解到引起上述不足的因素，为后文对该产品的结构进行重新设计打下铺垫。其总结如下叶轮的叶形是由机械中最难加工的复杂曲面组成的，要根据流体性质，流量范围，使用要求等设计，选择合适的叶片参数有利于流量计性能的更好发挥。在原有的结构基础之上重新选择密度更小的且摩擦系数更小的材料，使叶轮在转动过程中受的摩擦阻力矩降到最小。本次结构改进后存在的问题改进后系列气体涡轮流量计的内部零件，目前只是停留在理论的设计计算阶段，还没有应用到实际的场合中去.改进后的产品结构所选用的材料在性能上有很大的提高，但是不太符合经济性要求。下步将通过与五机床技术人员的共同合作，进行该系列流量计内部零件的实际加工并组装成产品，经过反复试验，投入到燃气市场中。参考文献蔡武昌应启嘎编著新型流量检测仪表北京化学工业出版社年月杨根生林辉喻编著流量测量仪表北京机械工业出版社年月天津仪表集团有限公司无锡求信集团有限公司浙江苍南仪表有限公司等的涡轮流量计使用说明书梁国伟蔡武昌主编流量测量技术及仪表北京机械工业出版社年月方沂主编数控机床编程与操作北京国防工业出版社年月致谢为期几个月的毕业设计论文在不知不觉间已接近尾声，此