定位夹具在涡街流量计生产中的应用

    0 引言

    涡街流量计是70年代发展起来的一种流体振动的流量计，它利用旋涡脱离诱发流体振动的原理实现流量的计量，其主要特点是无运动部件，因此不必考虑流体中杂质对流量计的物理损害，极大地拓展了精密流量计的应用范围，而且有良好的线性度、较大的量程和很强的介质适应性，可用于不同流体的稳态和瞬态流量的计量。此外，它还具有压力损失小、可靠性高、维护方便以及不受流体组成、密度、温度、压力影响等优点，是测量气体、液体、蒸汽、混合型和腐蚀性流体的理想的流量计。

    1 涡街流量计的生产工艺流程

    （1）涡街流量计的工作原理

    涡街流量计是根据“卡门涡街”原理研制成的一种流体振荡型流量仪表。当非流线型阻流体垂直插入流体中，随着流体流动，阻流体就产生漩涡分离，此漩涡形成了有规矩的排列，称此排列为涡街（如图1）。根据卡门研究，大多数排列情况或多或少地有些不稳定，只有排列成两排内旋且互相交替的漩涡列，涡列宽度与漩涡间距之比为0.2806时，涡列才是稳定的，称为卡门涡街。

    根据卡门涡街原理，漩涡频率f与流速V间有下列关系：

    f=S_r·V/b

    式中：f— 卡门涡街的释放频率，
          S_r— 系数（称为斯特劳哈尔数），
          V— 流速，
          b— 柱状物的宽度。

    （2）涡街流量计的生产工艺流程图（如图2）
    （3）关键工艺分析

    由涡街流量计的工作原理和生产工艺流程我们可以看出，在确定了涡街流量计理论上合理的设计结构和参数之后，仪表的最终性能能否达到预期要求，将取决于制造精度。在确保了各零件加工精度的前提下，能否在阻流体与表体焊接过程中保证其位置精度就成为关键的技术要求。为此，我们设计制作了专用焊接定位夹具，以保证该项关键工艺的实施。

    2 定位夹具在涡街流量计生产中的应用

    （1）定位夹具的设计方案

    我厂生产的涡街流量计包括DN25/40/50/80/100/125/150/200/250/300共十种口径，为了保证所有产品的质量，针对每种口径的产品，我们设计了相应的定位夹具。

    根据前面关键工艺的分析，阻流体在表体中的焊接位置有如下具体技术要求：

    a）阻流体与探头水平方向有距离位置的要求；
    b）阻流体垂直方向与探头垂直方向平行；
    c）阻流体、探头垂直方向的轴线均应位于表体垂直方向的轴线平面内。

    针对以上三项技术要求，我们完成了焊接定位夹具一定位芯的设计。如图3所示，为定位夹具在使用时的安装示意图。

    （2）应用效果

    a）简化了生产程序中阻流体定位的“划线”工序，给生产车间和操作人员减小了工作量；
    b）操作方便、定位准确，不但保证了产品性能的一致性，而且提高了工作效率和焊接质量；
    c）产品的整机检测性能达到设计要求。表1为部分涡街流量计检定的数据：

    表1 部分涡街流量计检定数据

    3 结论

    定位夹具在涡街流量计生产中的应用，经过实际要求。生产的验证，达到了保证质量、提高效率的要求，解决了生产中的关键工艺。涡街流量计产品现已通过了相关权威部门的专业检定，仪表性能达到了预期的设计要求。