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涡轮流量计叶轮小孔加工工艺对影响测量精度的重要性
发布日期:2019/9/17 16:14:01
涡轮流量计具有精度高、重复性好、结构简单、测量范围宽、体积小、重量轻、压力损失小、维修方便等优点,用于封闭管道中测量低粘度气体的体积流量和总量,在石油、化工、治金、城市燃气管网等行业中具有广泛的使用价值。

1.叶轮对流量计的影响
叶轮是气体涡轮流量计重要的零件,它的动平衡是影响流量计的工作寿命和稳定性ZUI主要的因素。叶轮是个较复杂的零件,叶片形状的一致性、分
度的准确性、安装孔的孔径及与端面的垂直度的加工精度都将对产品性能产生重要影响。铝合金叶轮的工艺也很复杂,材质软,切削量大,小孔加工,调头加工等,尤其是6以下的小孔加工,在很多国内厂家也是个难题。
 
2.安装孔直径的精度要求
涡轮流量计叶轮的ZUI高工作转速达12500rpm,按国家标准GB/T9239的规定,其平衡精度应符合陀螺仪标准为G0.4XE,考虑到当前的工艺水平,把动平衡精度要求下降三级到G6.3级相当于对普通电机转子的要求),计算的等效质心偏移为e=5um。
G6.3的含义是指重心(质心)许用线速度Vzvt=6.3mm/s,当已知n=12500rpm,w=2πn/60=1309rad/s,就可以用简单办法,求出重心许用偏移e:
e=Vzvt/w=6.3/1309mm≈5um
这5um是总的要求,而由于叶轮与转轴不是整体结构,这比整体结构的电机转子、陀螺仪转子的平衡困难的多,因为,必须把这个值分配给
1)动平衡机剩余不平衡量一一取决于动平衡机的精度和操作水平
2)叶轮孔与平衡机轴的配合精度:配合不好,就会加大重复性误差。
3)装配时叶轮孔与主轴蜗杆轴)的配合精度。
这样叶轮孔的孔径精度要达到2m的要求。传统的加工工艺和检测手段,很难达到这个精度。但是,必须承认这个要求的根据是充分的,可以
制定措施,分阶段缩小差距,把这个涡轮流量计最关键零件的最关键工艺解决。
 
3.对小孔加工的工艺
涡轮表口径100以下的叶轮安装孔,小于6,孔径小而精度要求高,属于小孔加工特种工艺。
1)钻孔工艺孔的加工方法很多,有激光、电火花、钻、挤、、镗、磨等等。就叶轮而言,先是钻孔。普通的钻头由于精度低、强度差,无法保证对孔的孔径和偏斜的精度要求,很多工艺研究单位对钴头的形状和材质,做了很多改进。
①使用普通结构的钻头,其切削刃的对称度要达到0.0mm以下,需要在工具磨床上精确加工。
②较复杂的结构是组合钻头,称为导孔钻头,把中心钴、钴孔、倒角组合在一起,减小了换刀引起的误差,前面有导引部分减小偏斜。
③用一种出水钻头,解决了钻小孔的排屑和冷却问题。
④为提高钻头的强度和寿命,精度要求高的小孔钻头采用整体硬质合金结构,有的再加TALN涂层和AQUA镀层,不磨损,孔光滑
以上所谓特种钴头,现在市场上都可以解决。
2)其他工艺
①现在的加工方法是用普通钻头钻孔,再用机用铰刀铰孔,钻头强度差,孔的偏斜较大、机用铰刀不标准,孔径误差分散性较大。且铰孔是不能纠正偏
斜的
②用钢球挤压,对钻孔余量要求高,同样不能纠正偏斜问题
③用小镗刀镗孔,这是很好的工艺,小镗刀结构虽然复杂,但已可以方使地买到,和钻孔工艺样,关鍵的问题是,要保证必要的切削速度,机床
的转速必须在10000rpm以上。鏜1mm的孔需要43000rpm),这是需要研究的关鍵问题
3)小孔的测量
精确的测量仪器,是提高加工精度的先决条件。
①现在现场使用的内径千分尺,分辨率为1um,Φ6以下不能测
②瑞士泰萨有测Φ6以下的内径千分尺,分辨率也是1um;
③目前有的厂家使用塞规测量,误差应该在0.01mm以上,显然满足不了要求;
④精密的小孔测量用气动量仪是比较好的,由于是非接触式,分辨率可达0.1um
 
4.结束语
从上述分析中可以得出,对于涡轮流量计叶轮小孔加工精度大多数仪表生产厂家误差是比较大,对涡轮流量计要达到高精度、长寿命,必须考虑到流量计第一个零件的加工精度,才能达到市场商业贸易计量的可靠性。
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