耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)研究.pdf

1、流量是工業(yè)自動化領(lǐng)域經(jīng)常需要檢測的重要參數(shù)之一，流量檢測儀表在各種檢測儀表中占有很大的比重。容積式流量計(jì)精度高，可靠性好，可用于高粘度流體流量測量，是流量檢測儀表中重要的一部分。其對前直管段沒有要求低，可測量旋轉(zhuǎn)流并且不易受管道阻流件的影響，尤其適用于液壓系統(tǒng)流量的測量。隨著高壓液壓系統(tǒng)的普及，研發(fā)可以用于高壓液壓系統(tǒng)流量檢測的高精度耐高壓轉(zhuǎn)子流量計(jì)有助于增強(qiáng)電液控制系統(tǒng)的性能，推動流體傳動及控制技術(shù)的發(fā)展。
　　論文以耐高壓雙向

2、擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)為研究對象，在結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、二次儀表以及實(shí)驗(yàn)特性進(jìn)行了深入的分析和研究，其主要包括以下幾點(diǎn):
　　提出了耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)構(gòu)，其以修正后的擺線內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子為核心計(jì)量元件，修正后的擺線轉(zhuǎn)子具有排量大、轉(zhuǎn)速低、進(jìn)出口壓差小，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)不易卡塞的特點(diǎn)，流量計(jì)上下端蓋設(shè)有特殊形狀的通油槽以連通同一側(cè)容腔，并增大密封容腔與油槽的通流面積，有助于減小流量計(jì)進(jìn)出口壓差;設(shè)計(jì)了用于擺線轉(zhuǎn)子流

3、量計(jì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測及流量顯示的傳感器與二次儀表，傳感器采用非接觸檢測的原理，可用于高壓流體的測量，且二次儀表可以實(shí)現(xiàn)對流量系數(shù)的微調(diào)修正，大大方便了產(chǎn)品出廠時(shí)的校準(zhǔn)以及后續(xù)的維修服務(wù);論文對擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)特性進(jìn)行了探討，在考慮了油液的彈性模量及體積隨溫度的變化率后，提出通過折算系數(shù)將不同環(huán)境下流體體積進(jìn)行折算的方法，實(shí)現(xiàn)用高精度低壓流量計(jì)對高壓擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)的校準(zhǔn)，并針對實(shí)驗(yàn)結(jié)果對影響流量計(jì)計(jì)量精度的因素進(jìn)行了建模與分析。
　

4、　現(xiàn)將有關(guān)各章內(nèi)容分述如下:
　　第一章，介紹了流量計(jì)的發(fā)展、工作原理及分類，重點(diǎn)介紹了容積式流量計(jì)及轉(zhuǎn)子流量計(jì)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。國內(nèi)外轉(zhuǎn)子流量計(jì)的研究重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子齒形及流量計(jì)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，以便獲得較小的壓差特性和流量脈動特性，對現(xiàn)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析、探討。并對課題的研究內(nèi)容及研究意義進(jìn)行了簡要概括。
　　第二章，對耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹。因?yàn)槿莘e式流量計(jì)在承受高壓時(shí)，計(jì)量室因壓力而產(chǎn)生形變，

5、形變會導(dǎo)致計(jì)量室容積的改變，從而對測量結(jié)果造成影響，故本章特采用有限元方法對流量計(jì)殼體在承受高壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了詳細(xì)分析。本章還對固定上下端蓋的螺栓進(jìn)行了強(qiáng)度分析和預(yù)緊力分析，以保證其承受高壓時(shí)的安全性。最后本章對殼體承壓時(shí)的形變量情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果基本一致。
　　第三章，本章重點(diǎn)對擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)的內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子進(jìn)行了闡述與分析。首先介紹了轉(zhuǎn)子齒形曲線的形成于特點(diǎn)。之后對擺線轉(zhuǎn)子的嚙合運(yùn)動過程進(jìn)行了計(jì)算分析，

6、探討了嚙合角及相對滑動速率等于嚙合相關(guān)的問題，并根據(jù)齒形曲線給出了擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)排量的精確計(jì)算方法。在本章的最后，為了克服擺線轉(zhuǎn)子多點(diǎn)嚙合所造成的加工成本高容易卡死等問題，提出了對擺線轉(zhuǎn)子齒形曲線進(jìn)行修正的方法。
　　第四章，本章重點(diǎn)對擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)用轉(zhuǎn)速檢測傳感器及二次儀表進(jìn)行了分析研究。提出一種使用永磁體配合霍爾元件的非接觸檢測方法實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的檢測。為了實(shí)現(xiàn)傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，本章對傳感器的磁路進(jìn)行了分析計(jì)算，并采用有限元的

7、方法對磁場強(qiáng)度及磁感線分布情況進(jìn)行了仿真。而為了實(shí)現(xiàn)對流量信號的顯示，本章介紹了一種基于單片機(jī)的流量顯示二次儀表，其可對轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化計(jì)算，并最終顯示流量結(jié)果。因?yàn)椴捎脭?shù)字化的檢測及計(jì)算方法，其可以方便的實(shí)現(xiàn)對流量系數(shù)的微調(diào)。
　　第五章，本章重點(diǎn)對擺線轉(zhuǎn)子流量計(jì)的各項(xiàng)實(shí)際特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與理論分析，包括其壓力損失特性，轉(zhuǎn)速脈動特性，內(nèi)泄漏與精度特性等。介紹了實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理和校準(zhǔn)過程。并對產(chǎn)生壓力損失及測量