耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)的研究.pdf

1、橢圓齒輪流量計(jì)是市場(chǎng)占有份額比較大的一種通用流量計(jì)。橢圓齒輪流量計(jì)采用容積式計(jì)量，具有計(jì)量精度高、油溫影響和壓力損失小、安裝簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、量程范圍大等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)的橢圓流量計(jì)僅能應(yīng)用在低壓環(huán)境，高壓環(huán)境下的齒輪容積式流量計(jì)大多從國(guó)外進(jìn)口。提高橢圓齒輪流量計(jì)的耐高壓性能，有助于增加其應(yīng)用場(chǎng)合，更好地滿足日益提高的市場(chǎng)需求。 在綜合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)流量計(jì)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行了論述，并對(duì)幾類主要流量計(jì)

2、進(jìn)行了關(guān)鍵參數(shù)比較。探討了橢圓齒輪流量計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀、工作原理以及優(yōu)、缺點(diǎn)。論文提出了新型耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)方案；并對(duì)橢圓齒輪副的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了理論分析，得到了橢圓齒輪副在恒流量下的脈動(dòng)嚙合曲線。對(duì)其主要特性如泄漏特性，壓力損失特性等進(jìn)行了理論分析。根據(jù)耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)高壓計(jì)量室的特點(diǎn)提出了磁敏檢測(cè)的結(jié)構(gòu)方案。對(duì)磁敏傳感器和永磁磁鋼的工作特性進(jìn)行了研究。通過有限元仿真分析，確定了磁敏檢測(cè)結(jié)構(gòu)的基本元件和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。針

3、對(duì)耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)的特性研制了液壓試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)結(jié)果表明，工作壓力小于21MPa時(shí)，樣機(jī)的檢測(cè)流量誤差為±0.5％；工作壓力大于21MPa至31.5MPa時(shí)，誤差為±0.5～3％。當(dāng)流體從不同油口流入樣機(jī)時(shí)，雙通道磁敏傳感器采集的方波信號(hào)相位不同，通過對(duì)比兩方波信號(hào)的相位超前與滯后，可判斷流體流動(dòng)方向。該橢圓齒輪流量計(jì)能夠承受31.5MPa的高壓，并且在背壓低于15MPa情況下壓力損失較小，最大為0.15MPa。耐高壓雙向橢圓齒輪

4、流量計(jì)具有耐高壓，可雙向測(cè)量流體流量，磁敏傳感器非接觸方式測(cè)量，油溫影響和壓力損失小的優(yōu)點(diǎn)，本文所完成的研究工作為進(jìn)一步的研究和開發(fā)打下了基礎(chǔ)。 有關(guān)各章內(nèi)容分述如下： 第一章，在綜合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)流量計(jì)的發(fā)展歷史和目前流量計(jì)市場(chǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行了論述，并對(duì)幾類主要流量計(jì)進(jìn)行了關(guān)鍵參數(shù)比較。探討了橢圓齒輪流量計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀、工作原理以及優(yōu)、缺點(diǎn)。針對(duì)目前橢圓齒輪流量計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，提出本論文的研究意義和研究?jī)?nèi)容。

5、 第二章，提出了新型耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)方案。該流量計(jì)主要由下端蓋、殼體、上端蓋、橢圓齒輪副、齒輪軸、磁鋼、磁敏傳感器等組成。對(duì)橢圓齒輪副的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了理論分析，包括其節(jié)曲線方程和齒廓參數(shù)等。并對(duì)橢圓齒輪副的脈動(dòng)嚙合特性進(jìn)行了理論分析，得到了恒流量下橢圓齒輪副的脈動(dòng)嚙合曲線。 第三章，針對(duì)本文提出的新型耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)其主要特性如泄漏特性,壓力損失特性等進(jìn)行了理論分析。橢圓齒輪流量計(jì)的內(nèi)泄漏需通

6、過選擇合適的端面間隙hl、齒頂間隙h2、偏心率e、長(zhǎng)軸長(zhǎng)a和齒輪厚度b等參數(shù)來減小。它的壓力損失主要受流體粘度和流體流量影響。 第四章,在對(duì)比分析幾種非接觸測(cè)量式傳感器的性能基礎(chǔ)上,提出了耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)的磁敏檢測(cè)結(jié)構(gòu)及其工作原理。采用單輸出鎖定型霍爾開關(guān)集成器件雙通道磁敏檢測(cè)方式。雙磁鋼180°相反布置于一只橢圓齒輪上。分析了磁敏傳感器的工作原理和電、磁特性參數(shù)等。討論了永磁磁鋼的工作特性等。通過有限元仿真分析,確定了

7、磁敏檢測(cè)的基本元件和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。 第五章,在前述理論分析的基礎(chǔ)上,制作耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)樣機(jī),針對(duì)其特性研制了液壓試驗(yàn)臺(tái),并在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)樣機(jī)的性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,工作壓力小于21MPa時(shí),樣機(jī)的檢測(cè)流量誤差為±0.5[％]:工作壓力大于21MPa至31.5MPa,時(shí),誤差為±0.5～3[％]。當(dāng)流體從不同油口流入樣機(jī)時(shí),雙通道磁敏傳感器采集的方波信號(hào)相位不同,通過對(duì)比兩方波信號(hào)的