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圆柱齿轮流量计的材料与部分结构的选择
发布时间:2010-11-15 08:22 浏览次数:

通过对圆柱齿轮流量计原理和误差来源的分析,可以看出,材料的选择对圆柱齿轮流量计的性能参数与使用寿命影响很大。圆柱齿轮流量计结构较为复杂,而且各关键尺寸对加工准确度要求很高,因此,在机械加工性能方面所选材料要具备良好的塑性、韧性和切削性等,而且选材时流量计使用介质的性质也是重要的考虑因素,要保证流体对材料无腐蚀作用。具体选材如下:

    1. 齿轮的材料

    齿轮材料作为结构材料应具有良好的机加工性能。在抗磨损方面,齿轮表面应具有高硬度、高耐磨性和高疲劳强度,内部应具备一定的韧性。齿轮材料要产生电磁感应,所以要具备较高的磁导率。在耐腐蚀方面,圆柱齿轮流量计要适用于多种复杂化学成分流体的测量。由于金属材料的腐蚀大部分都属于电化学腐蚀,此处合理的解决途径是使金属呈单相组织(如铁素体或奥氏体),避免形成微电池的两个电极,并依靠合金元素提高单相组织的电极电位。选用的材料热膨胀系数应尽量小以扩大圆柱齿轮流量计的适用温度范围,减小温度变化对流量计准确度的影响。综合以上因素,齿轮材料推荐使用马氏体不锈钢(如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18等),并对材料按照性能要求进行相应的热处理。

    2. 壳体的材料

    壳体材料的各性能参数和特点与齿轮材料相近,也要具备耐磨、耐腐蚀、小膨胀系数、良好的机加工性能等特点,只是对材料的磁导率不作过高要求,因此可采用以上提到的马氏体不锈钢,也可采用奥氏体不锈钢(如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等),也可采用铁素体球墨铸铁(如QT40015、QT45010等),并针对材料按照性能要求进行相应的热处理和表面处理。用于非高温工况(介质温度小于85℃)时,壳体材料也可选用高强度铝。

    3. 密封圈的材料和安装结构

    此处密封圈应满足以下条件:耐高温、耐油、耐溶胀,推荐选用的密封材料有聚四氟乙烯、氟橡胶、丁腈橡胶等。由于圆柱齿轮流量计本身对耐压的要求很高(40MPa),因此,此处采用双密封槽,同时为密封圈留有较大的压缩量(推荐预留30%的压缩量)。

    4. 轴承的选择

    圆柱齿轮流量计中轴承的工作状况是:高转速、低载荷、低磨损、轴向受很小载荷、受冲击小、准确度高,因此推荐使用高精度球轴承。轴承准确度高可有效控制齿轮的轴向和径向跳动。球轴承转动阻力小,可有效降低流量计的压力损失。轴承也要与流体直接接触,因此选用轴承时要注意轴承材料不能与流体起电化学腐蚀反应(如可选用304不锈钢)。此处轴承的润滑同齿轮的润滑原理一样,都是依靠中高黏度流体即可达到润滑效果。

 
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