LC型椭圆齿轮流量计的磁性故障分析

 椭圆齿轮流量计是我国目前普遍使用的一种容积式流量计量仪表,现年销售量约为2万台,在用量约20万台。其中的LC型椭圆齿轮流量计因其具有计量精度较高、计数直观显示、安装时前后直管长度不大等优点更得到了广泛的使用。

　　LC型椭圆齿轮流量计在使用中表现出多种故障,导致计量不准,甚至计量失效。因此,查明LC型椭圆齿轮流量计的故障原因,找到防治这些故障的方法是很有理论和实际意义的。

　　现有文献对LC型椭圆齿轮流量计齿轮传动机构、计数机构和转子材料等故障分析有较多的介绍,而对这种流量计的磁性传动机构的故障分析介绍则很少见到,事实上,LC型椭圆齿轮流量计在线故障很多都是出自于此传动机构。

　　1　计数传递与磁性传动机构

　　LC型椭圆齿轮流量计的结构主要有流量变送器和计数机构两部分组成。它的变送器内有两个相互啮合的椭圆齿轮在月牙形腔内,靠流量计进出口处的压力差推动旋转,从而不断地把进口处的液体经月牙腔后送到出口处。椭圆齿轮每转一圈,它与壳体之间形成再次月牙腔,故这一对齿轮啮合转一圈排出的液体的体积等于四倍的月牙腔的体积,所以椭圆齿轮的转动圈数与流出的液体的体积成正比,从而可知椭圆齿轮轴的转速也与流过流量计的流量成正比。由于月牙腔的精确体积是已知的,因此直接测量椭圆齿轮轴的转数就可知通过流量计的液体体积的多少,辅之以时间测量装置则可测量流量。

　　在LC型椭圆齿轮流量计的计数传递链中还存在一个磁传动器,其结构如图1所示。

　　在此传动器中与减速齿轮固定连接的铁质轴台是置于一端封闭的磁铁套中,当输入齿轮转动时,通过磁力带动磁套转动,并通过与磁套固定连接的输出齿轮轴带动机械计数器的一套齿轮机构,从而使指针转动显示和字轮滚动显示。磁传动器的作用不仅是传递运动,实现计数;它的另一个作用是利用磁传动可以实现非接触传动,从而可以消除传动中的间隙,形成有效的密封,即将月牙腔中的油液隔断,不渗漏到计数机构中来,便于字轮和指针的显示。LC型椭圆齿轮流量计的工作原理和计数传递可归纳为图2所示。

　　2　故障形式与原因

　　LC型椭圆齿轮流量计的磁性故障表现形式为:输出介质流量正常,仪表的指针转速放慢或不转,字轮滚动放慢或不滚动。

　　故障的原因:产生这种故障总的原因是磁传动器中的磁力矩变小,而磁力矩变小则是磁套材料(LC型椭圆齿轮流量计多采用铁氧体做磁套)的磁性变弱所致,造成磁套磁性变弱的原因主要有以下几个方面:

　　1)介质温度的影响　长时间工作的液压系统的介质温度一般可升至50℃左右,介质温度的升高则会引起磁套的磁感应强度降低。以钡铁氧体为例,当温度由25℃升至50℃时,其磁通要减少5%。

　　2)周围磁场的影响　在LC型椭圆齿轮流量计的周围,总会有一些像变压器、通电线圈或导线之类的东西存在,他们在工作时就会产生磁场。这些磁场对流量计的磁套磁场来说是外加的,并且会引起磁套的磁感因强度减弱。

　　另外,流量计在安装,使用和维修中常会与铁磁物质接触,这些接触也会引起磁套退磁。

　　3)磁套材料组织变化的影响　磁套磁体在刚制成时,其内部组织结构存在不稳定状态,随着时间的延长,不稳定的组织结构将逐渐转变到稳定状态,这种转变会引起磁体磁性变小,而工作温度的升高则会加剧这种变化

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