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定位夾具在渦街流量計生產(chǎn)中的應用
0 引言
渦街流量計是70年代發(fā)展起來(lái)的一種流體振動(dòng)的流量計，它利用旋渦脫離誘發(fā)流體振動(dòng)的原理實(shí)現流量的計量，其主要特點(diǎn)是無(wú)運動(dòng)部件，因此不必考慮流體中雜質(zhì)對流量計的物理?yè)p害，極大地拓展了精密流量計的應用范圍，而且有良好的線(xiàn)性度、較大的量程和很強的介質(zhì)適應性，可用于不同流體的穩態(tài)和瞬態(tài)流量的計量。此外，它還具有壓力損失小、可靠性高、維護方便以及不受流體組成、密度、溫度、壓力影響等優(yōu)點(diǎn)，是測量氣體、液體、蒸汽、混合型和腐蝕性流體的理想的流量計。
1 渦街流量計的生產(chǎn)工藝流程
（1）渦街流量計的工作原理
渦街流量計是根據“卡門(mén)渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量?jì)x表。當非流線(xiàn)型阻流體垂直插入流體中，隨著(zhù)流體流動(dòng)，阻流體就產(chǎn)生漩渦分離，此漩渦形成了有規矩的排列，稱(chēng)此排列為渦街（如圖1）。根據卡門(mén)研究，大多數排列情況或多或少地有些不穩定，只有排列成兩排內旋且互相交替的漩渦列，渦列寬度與漩渦間距之比為0.2806時(shí)，渦列才是穩定的，稱(chēng)為卡門(mén)渦街。
根據卡門(mén)渦街原理，漩渦頻率f與流速V間有下列關(guān)系：
f=Sr·V/b
式中：f— 卡門(mén)渦街的釋放頻率，
Sr— 系數（稱(chēng)為斯特勞哈爾數），
V— 流速，
b— 柱狀物的寬度。
（2）渦街流量計的生產(chǎn)工藝流程圖（如圖2）
（3）關(guān)鍵工藝分析
由渦街流量計的工作原理和生產(chǎn)工藝流程我們可以看出，在確定了渦街流量計理論上合理的設計結構和參數之后，儀表的最終性能能否達到預期要求，將取決于制造精度。在確保了各零件加工精度的前提下，能否在阻流體與表體焊接過(guò)程中保證其位置精度就成為關(guān)鍵的技術(shù)要求。為此，我們設計制作了專(zhuān)用焊接定位夾具，以保證該項關(guān)鍵工藝的實(shí)施。
2 定位夾具在渦街流量計生產(chǎn)中的應用
（1）定位夾具的設計方案
我廠(chǎng)生產(chǎn)的渦街流量計包括DN25/40/50/80/100/125/150/200/250/300共十種口徑，為了保證所有產(chǎn)品的質(zhì)量，針對每種口徑的產(chǎn)品，我們設計了相應的定位夾具。
根據前面關(guān)鍵工藝的分析，阻流體在表體中的焊接位置有如下具體技術(shù)要求：
a）阻流體與探頭水平方向有距離位置的要求；
b）阻流體垂直方向與探頭垂直方向平行；
c）阻流體、探頭垂直方向的軸線(xiàn)均應位于表體垂直方向的軸線(xiàn)平面內。
針對以上三項技術(shù)要求，我們完成了焊接定位夾具一定位芯的設計。如圖3所示，為定位夾具在使用時(shí)的安裝示意圖。
（2）應用效果
a）簡(jiǎn)化了生產(chǎn)程序中阻流體定位的“劃線(xiàn)”工序，給生產(chǎn)車(chē)間和操作人員減小了工作量；
b）操作方便、定位準確，不但保證了產(chǎn)品性能的一致性，而且提高了工作效率和焊接質(zhì)量；
c）產(chǎn)品的整機檢測性能達到設計要求。表1為部分渦街流量計檢定的數據：
表1 部分渦街流量計檢定數據
|
規格 |
重復性% |
線(xiàn)性度% |
流量范圍（m3/h） |
準確度 |
儀表系數L-1 |
檢定介質(zhì) |
檢定單位 |
|
DN25 |
0.09 |
0.77 |
7.9- 57.9 |
1.0 |
73.289 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN25 |
0.21 |
0.76 |
1- 12.6 |
1.0 |
75.92 |
水 |
機械工業(yè)第十三計量測試中心站 |
|
DN40 |
0.14 |
1.0 |
17.4- 174.1 |
1.0 |
18.818 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN40 |
0.22 |
0.68 |
5- 30 |
1.0 |
18.5405 |
-10#柴油 |
甘肅省油流量計量檢定站 |
|
DN50 |
0.05 |
1.0 |
27.2- 269.1 |
1.0 |
9.4009 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN50 |
0.03 |
0.93 |
7- 56 |
1.0 |
9.5086 |
-10#柴油 |
甘肅省油流量計量檢定站 |
|
DN80 |
0.10 |
0.53 |
44.4- 637.6 |
1.0 |
2.4175 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN80 |
0.15 |
0.82 |
20- 140 |
1.0 |
2.2579 |
-10#柴油 |
甘肅省油流量計量檢定站 |
|
DN100 |
0.14 |
0.87 |
107.4- 1120.7 |
1.0 |
1.1605 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN125 |
0.20 |
0.83 |
162.1- 1614.4 |
1.0 |
0.59811 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN150 |
0.19 |
0.97 |
203.56- 2002.9 |
1.0 |
0.34557 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN200 |
0.28 |
0.62 |
581.86- 4012.7 |
1.0 |
0.14473 |
空氣 |
中國航空工業(yè)流量計量站 |
|
DN300 |
0.14 |
0.84 |
227.9- 1438 |
1.0 |
0.0442 |
水 |
機械工業(yè)第十三計量測試中心站 |
3 結論
定位夾具在渦街流量計生產(chǎn)中的應用，經(jīng)過(guò)實(shí)際要求。生產(chǎn)的驗證，達到了保證質(zhì)量、提高效率的要求，解決了生產(chǎn)中的關(guān)鍵工藝。渦街流量計產(chǎn)品現已通過(guò)了相關(guān)權威部門(mén)的專(zhuān)業(yè)檢定，儀表性能達到了預期的設計要求。
