氣體渦輪流量計是速度式流量計量儀表的一種,其傳統結構(圖1)主要由殼體、葉輪支架、軸承支架、葉輪軸、軸承葉輪、導流整流器、計數裝置組成。當被檢測氣體經過氣體渦輪流量計時,氣體在導流整流器中被整流和加速,然后推動葉輪進行旋轉,葉輪轉動的速度和進過流量計的流體流速成正比,通過一系列的減速,最后由計數裝置對葉輪轉動的圈數進行累加,達到流量計計量的目的。
但是通過多年的實踐發現，儀表的精度除了受零部件加工精度的影響以外,和軸承選用也有很大的關系，儀表要想保持長時間的穩定運行,軸承必須有足夠的使用壽命,但是,對于進行維修和維護的儀表進行故障統計分析,大多是由于軸承的失效造成了儀表的損壞,對其進行受力分析(圖2)表明,傳統型的流量計結構在軸承的設計方面是一個薄弱環節。
葉輪受到氣流的沖擊，氣流對葉輪除了產生驅動葉輪旋轉的推力外,還會產生一個垂直于葉輪的推力F推力，為了維持平衡，固定軸承會受到一個由軸承支架提供的反作用力F反推力。固定軸承為了支撐葉輪及軸系本身的重力會受到-個壓力N反推力,浮動軸承由于阻止葉輪以固定軸承為支點進行旋轉會得到一個壓力T",因此，固定軸承處在一個最惡劣的工作環境之下,經過長時間的運轉，在缺少潤滑的情況下，固定軸承的使用壽命大打折扣。特別是在高速運轉情況下,垂直于葉輪的推力F推力也會隨著轉速的提高而提高，固定軸承的使用狀況隨之更加惡化。事實也正是如此，在維修的氣體渦輪流量計中，離葉輪較近的固定軸承損壞幾乎占到了100%,軸承最后只剩下了內圈外圈,葉輪也因此波及,儀表不得不進行關鍵部件的更換，及時發現故障并進行排除還好，如果沒有及時發現，造成經濟上的損失我們將無法彌補。為了改善固定軸承的使用環境,軸承所承受的支撐力我們無法改變，但是，我們可以想辦法改善固定軸承所受到的反作用力F反推力，因此,引入了氣體推力軸承的設計。 |
