多齿轮流量计理论与实验研究

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随着液压技术的飞速发展,如今的工业生产、设备系统以及实验室设备系统等中液压系统的应用都是很广泛的,而作为液压系统主要监控参数之一的流量信号,是工程技术人员和实验研究人员必须要测量和监控的。在众多的流量测量仪表中,容积式流量计具有测量精确度高、对介质不敏感以及对现场环境适应性强等优点。然而由于容积式流量计的串入必定会对液压系统造成一定的流量脉动和压力脉动,进而会造成液压系统的振动,所以目前容积式流量计很难用于液压系统高压侧的流量测量,而只能用于系统低压回油侧的流量测量。所以如何解决或降低容积式流量计的流量脉动问题、提高其对瞬态流量敏感性是如今容积式流量计应用技术急需解决的关键。本文在传统容积式齿轮流量计结构的基础上,利用齿轮径向错位叠加原理,使得径向并联的三对齿轮啮合产生的瞬时脉动流量能够错位叠加,从而达到降低流量脉动的效果。论文首先介绍了这种径向齿轮错位叠加的具体结构、齿轮转速测量方案及测量系统,利用理论分析方法计算,得出改进流量计的流量脉动降低为原来的1/9,而在齿轮采用正变位的情况下,则会进一步降低这种流量脉动现象。建立了多齿轮流量计的三维模型,并在Solidworks Flow Simulation里面对其端面间隙泄漏和径向间隙泄漏进行流场仿真,得出间隙泄漏与压力差、间隙大小之间的变化关系。利用AMESim系统仿真软件,搭建出了旁路法流量测量的液压系统模型。利用软件仿真的简便性,分别分析了支管与主管间的流量配比关系、支管流量信号对主管流量信号的跟随性以及并联支管段对主管道系统造成的影响等,并得出了一定的结果。最后,利用标准容器法校验实验平台,对加工出来的多齿轮流量计样机进行校验工作,得出其计量精度在0.75%。
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