涡轮机流量计精密加工-流量计精良的加工技术。
时间：2021-09-27 06:47:13
涡轮机流量计精密加工-北京中瑞能仪器流量计精良的加工技术。
北京中瑞能仪表技术有限公司是北京中瑞能仪表技术有限公司*新开发的民用产品；涡轮流量计的精加工-中瑞能仪表，具有优良的流量计加工工艺。机械性的部份原理是：当流进流量计时时，在导流的作用下进行调节和加速，由于叶轮与流体流成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，克服了摩擦力矩和流体阻力矩，涡轮开始旋转。
涡轮机流量计结构紧凑，叶轮是流量计的关键部件和传感器的检测元件。叶是由高导磁材料硬铝2A12制作而成，与表体同轴，叶片数常为12~24片，叶轮几何形状、尺寸对传感器性能有很大影响，叶片的旋转角与导程的精确程度直接关系到涡轮流量计的精度，即检测线性度的值。叶轮型150型，结构尺寸见图1。
这类零件是公司初次加工的，。如果按照通常的工艺，在铣削中心进行加工是*佳的，但是这必然会使加工费用成倍地增加。鉴于流量计还处于研制开发阶段，要做到既节省成本，又不影响尺寸精度，所以我们根据车间现有设备的加工能力，决定在普通卧铣床上进行加工。
一是叶轮加工难点。
叶片的加工难点如下：
叶轮材料为2A12，零件的加工精度要求较高，机械加料时容易变形；
(2)叶轮叶片壁厚，壁厚仅为1~2mm，在加工过程中，叶轮直径越大，加工时零件的颤动也就越严重，从而对尺寸精度产生较大影响，直接影响气体流速和检测线性度的值；
(3)中心小孔和外圆直径差大，同轴度要求0.015mm。
对上述处理困难，提出了相应的处理措施。
2制订两套工艺方案。
在全面考虑各方面因素后，制订了两种涡轮流量计工艺方案：
(1)方案一。车外圆、几件为一体—磨螺旋叶片—钳工去毛刺—车断为单件，镗沉和外圆—铣槽-叶轮做动平衡-表面氧化处理。对于一次加工方案，由于铣削的刀片厚度仅为1mm，采用铣刀作定位基准镗孔时，易造成叶片变形，内外圆的同轴度难以保证，因此提出改进方案二。
(2)改善方案二。粗磨机(磨削表面均留1mm，左端凸台加长15mm，给铣削加工预留夹头)-热处理(材料具有热处理强化能力，因此在零件粗加工后安排热处理工序，在加工过程中消除应力)-精磨机(把孔和外圆一刀下面的一刀，调整上的软爪，从而保证同轴度)--铣(挂轮，借助工装铣削等速螺旋叶片)—钳(去除所有毛刺)—铣(铣槽，脱模-叶轮进行动平衡-表面氧化处理。
3.特殊工具夹。
铣刀加工时，为消除工件的振动，我们制作了一套刀具夹具。
汽轮机流量计工装为两片夹板，工作装置1右端呈凹形，左端车A2尖孔，可保证夹板外端受力，有效地减少了夹板的外端受力，使表面粗糙度下降，而且也摆脱了原来加工所需切削量小，每切削量不到0.5mm，费时(型号150的铣削需要16h)，对这种零件进行加工，效率提高2~3倍，每切削1~1.5mm。
夹具零件以前是用三爪夹具夹紧，而三爪夹具本身精度较低，因此所加工零件动平衡后数值偏差较大，增加了动平衡的难度，后来我们采取了工装上的改进措施。
将模具2的参考孔与零件配合，用M8顶丝顶住，使加工精度提高到0.01~0.02mm，使动平衡得到明显改善。
4其它工艺措施。
为降低工件在旋转时产生的阻力，我们采用车床上的活动顶头，使转动更平稳。
铣削加工时，由于铣刀位于工件的右侧，螺旋线为右旋，在转动时，产生一向上的力。但普通铣刀底部有凹坑，无法进行切削，并使铣刀受到一向上的力，使得铣刀难以在铣刀上加工，导致铣刀折断。本公司使用一种底齿过心的铣刀，使底齿同样进行切割，使旋转产生的力转换成切削力。
经过以上工艺处理后的工件，经过多次检测，达到了使用要求，降低了加工成本，保证了螺旋叶片检测线性度小于1.5%时对传感器精度的影响*小。
5检测性能提高。
对加工涡轮叶轮螺旋式导程的选型应根据检验情况进行改进。其精度直接影响到流量计的精度。由于螺旋角太大，导致螺旋式叶片安装角β增大，即叶片重叠度增大，从而加大了轴承的工作载荷，使轴承阻力矩增大，在缩短使用寿命的同时，还使叶轮自身受到较大的力，使其变形，失去作用；当螺旋角过大时，造成部分气流从叶片之间的间隙中流失，没有动力使叶轮旋转，从而提高了流量计的线性度。
汽轮机流量计的仪表常数K应是K。
其中，
它是叶片的安装角度；
g是气体的剩余；
是叶片的数目；
θ是流体的出口角，理想状态下，无阻力矩存在，则θ为0；
A是进风口的气流区域。
在进行精确测量时，我们发现以下问题：
(1)示值误差(δm)i太大；
(2)重复(Er)i不理想，正常值为小于0.5%；
(3)在正常范围内的线性(小于1.5%)。
为了解决这一问题，重新计算了涡轮流量计叶轮的螺旋角，使导程变小，增大了叶片的重叠度，即叶轮造成的气流空间变得更为封闭。
6、总结。
改进后的叶轮，装入原来的固定座，再进行一次检测。通过检测，所有的涡轮流量计均达到了精度要求，精度提高了一级，经过用户的使用，十分满意。
