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齿轮量仪的现状与发展

Sat, 26 Jan 2008 05:09:27 GMT

关于提高AlTiN涂层中铝的含量及其效果的争议一直持续不断。但有一点可以肯定：那就是提高AlTiN涂层的铝含量后，有利于改善刀具的性能。当然，用户应区分真实效果和夸大宣传的差别，并且应该懂得，最佳的涂层随使用条件而异，就象刀具的几何角度和基体一样。

工业界的专家认为，AlTiN涂层适用于在高速和干式切削(或近似干式切削)的条件下，加工不锈钢、钛、高温超级合金的淬硬材料。

图1 Balzers公司的AlTiN纳米结构涂层--Balinit Futura Nano,在高速、大进给干式切削中，用于钻头、铣刀和铰刀，优点十分显著

Ion Bond公司(一家物理和化学气相沉积设备的供应商)的高级开发工程师Haron Gekonde说：“AlTiN涂层在刀具/工件接触区温度高达800℃至900℃时，仍能保持其硬度。”这是AlTiN涂层的主要优点。因为前面提到的被加工材料都会在切屑剪切区产生大量的热。当然，在AlTiN涂层中的铝含量多少最合适，还是有争议。

不断克服前进中的障碍

尽管刀具涂层的开发取得了巨大的成功，但是广大的刀具涂层技术人员没有以此为满足。难加工合金不断进入工业领域，刀具涂层市场的竞争仍然十分激烈。Carboloy公司的车削工具部主任Don Graham说：“大家都在跳跃式的前进，彼此你追我赶超过对手。最佳的涂层在市场上只能维持4～6个月的领先地位，很快就会有更好的涂层问世。”

改进AlTiN涂层的方法之一就是提高铝含量。(美国)表面工程涂层协会前主席、现任Teefer市场服务公司总裁Fred Teefer说：“提高铝含量可使涂层在高温下保持较高的强度，并且能提高抗氧化能力。”

图2 当刀具/工件接触区的温度超过749℃时，铝原子会穿过涂层晶格到达刀具表面。在该处铝和氧发生反应，形成一套氧化铝薄膜。这层氧化皮保护了涂层，防止其进一步氧化。

最流行的说法是，当刀具/工件接触区温度超过约749℃时，铝会“抓取”空气中的氧，使涂层的外表面转化成氧化铝，形成一层氧化皮。Carboloy公司的车削工具部主任Don Graham解释说：“每个人都相信这种说法是正确的，但迄今未得到客观证实。”这种氧化铝薄膜层能阻止进一步地氧化，并能在刀具/工件接触区产生高温时起保护刀具的作用。

然而，提高铝含量说起来容易，做起来却很难。在PVD中，常用直流法将AlTiN涂覆到刀具上，但这种方法在涂层中的铝含量超过65%时，会产生电绝缘障碍而无法有效地进行。

Isoflux涂层设备制造公司总裁Dave Glocker解释说：“在涂层出现电绝缘时，单纯的100伏左右的直流偏压将不起作用，因为直流电压无法从绝缘材料上导出。所以必须改变工艺方法，以便能在绝缘体上加上偏压，也就是要在基体上加上交流或脉冲直流偏压，或者使用射频工艺。”与此同时他还指出，生产铝含量超过65%的AlTiN涂层时，还有一个额外的问题。例如在一个含铝70%的铝氮靶上溅射时，靶的表面也会形成电绝缘。所以，你可能既要对付一个绝缘的涂层，又要对付靶上的绝缘层。为了克服这些问题，涂层设备应具备沉积电绝缘材料的能力。Glocker说：“做到这一点是可能的，我们能做，其它公司也能做。但涂层设备不是目前在工业中使用的传统型设备。”

关于冷却液的一些考虑

生产高铝含量AlTiN涂层的设备可能变得日益普遍使用。因为很多零部件制造商利用干式切削或近似干式切削来达到环保要求，以减少生产费用。更加耐热的AlTiN涂层，使切屑离开工件时带走更多的热量。这样，为了降低刀具/工件接触区的温度而使用冷却液的要求会变得很小，甚至可以不用，这对加工镍基合金特别有利，因为此时切削刃处的温度可能高达816℃。美国Teefer市场服务公司总裁Teefer指出，虽然冷却液、过滤设备和处置费用占车间费用的15%，但减少冷却液消耗的主要动力是为了遵守环境法规。他指出，冷却液用得越少，零件需要清理的也越少。Isoflux涂层设备制造公司总裁Dave Glocker同意这种看法，并补充说：“同时也节省费用。”

超级氮化物涂层

目前已经有一系列的刀具使用含铝超过65%的AlTiN涂层，例如，Carboloy公司的涂层铝含量为67%，Ion Bcnd公司的涂层铝含量为70%，Ceme Con公司则在2002年7月宣布开发了一种用于生产超级氮化物涂层的工艺，含铝量达到80%。

据Ceme Con公司的技术经理Rainer Cremer介绍，超级氮化物是一种极细颗粒、致密结构的立方晶格金属氮化物基的硬质涂层。

上述涂层是由Ceme Con公司开发的高度离子化脉冲工艺(H.I.P)生产的，这种工艺基于复式阴极、双极性、磁控溅射原理。脉冲产生的极高密度等离子体直接导向刀具，对正在生成的薄膜进行高度离子轰击，从而改善了涂层质量。

Cremer指出，H.I.P工艺既可在直流偏压下工作，也可在脉冲偏压下工作，这取决于涂层的导电性。H.I.P工艺可以沉积非导电体涂层，因为双极性法可使刀具和阴极进行有效的周期放电。

Cremer还指出，AlTiN涂层的硬度随含铝量的增加而提高，但是含铝80%氮化铝的切削性能是否最佳，有待进一步研究。

关于硬度问题

对于铝含量超过50%涂层，尽管有时仍按原来叫法称为TiAlN，但有些公司已把提高铝含量的涂层称为AlTiN，以区别于原来的TiAlN。例如Melin工具公司自2002年6月起就停止使用原来的标准TiAlN涂层，并推荐用AlTiN涂层来替代。TiAlN涂层的硬度为2600HV，而AlTiN涂层的硬度可达4500HV。

图3 多涂层超级氮化物AlTiN涂层的显微组织

但是，对AlTiN硬度方面的见解并不统一，因为铝含量并不是影响硬度的唯一因素。Balzers公司的研究开发部经理Wolfgang Kalss就不相信随着铝含量上升，涂层硬度相应提高这种观点。他说：“把铝含量提高到超过65%是可能的。但是提高铝含量后，也会形成较软的AlN相，使硬度降低。”他还补充谈到，Balzers曾收集分析各种数据，发现在铝、钛比达到1：1时，涂层硬度最高。

虽然对AlTiN涂层在切削过程中的硬度值存在争议，但是对于涂层表面在切削过程中氧化形成Al2O3覆盖层的说明却没有分歧。冶金工艺公司的销售经理Kris Lang说：“因为切削过程中形成了氧化物覆盖层，使脆性的涂层在抗热性提高的同时也提高了硬度。”

他补充说明，AlTiN涂层刀具的理想工作速度为183～244m/min，主轴转速为20000～40000r/min或更高，并且切削深度较浅。在这种条件下工作，生产效率较高，主轴所受压力较小，表面较光洁，切屑较细有利于带走较多的切削热。这对切屑下侧的涂层耐久性要求也不象低速切削那么高。这种工作条件对于切削可加工性标准值低达7～8%镍基合金来说是很需要的。

AlTiN涂层中还可加入碳，这样在切削镍基合金时可增加刀具韧性。Lang补充说，正在进行的一项试验是在涂层中加入硅，作为粘结剂强化涂层的显微结构，以改善其性能。

图4 CC800/9.I.P炉子有一个高压脉冲刻蚀阶段，对工件进行涂前清理。这个功能对于形状复杂的刀具(铰刀、复合立铣刀)等特别有利

Lang指出，随着越来越多的厂家购买加工中心，AlTiN涂层刀具的使用也增加了。他的公司已有40%的涂层采用AlTiN，其中的40%两年前已开始使用。尽管如此，还应了解某种AlTiN涂层和另一种AlTiN涂层性能各不相同。而且，在不同的使用条件下，AlTiN涂层并不总是最经济的或最佳的选择。

Lang说：“铝基涂层的种类很多，要找出一种标准的常用涂层，并且要求它对各种具体的使用条件都达到最佳性能却十分困难。实际上，涂层的成分应随具体使用条件而变。本公司有能力按用户需要设计涂层。包括涂层的显微结构、主要成分、涂层的总体布置(如单层、多层或梯度涂层等)及涂层厚度。”他最后指出，要把涂层看成是刀具的一个组成部分，就象刀具的基体和几何角度那样，是可以通过调整来获得最佳性能。

研究工作在继续

对使用者来说，不管涂层的成分如何，但要求性能和效率不断提高。Balzers公司的Kalss说：“为提高涂层的抗氧化能力，我们正在探索多种可能性。提高铝含量是方法之一，还有改进涂层的成分和涂层的结构等。”这些方法还包括在高速干式切削时，在涂层中加入金属和非金属元素，以提高涂层性能。

在AlTiN涂层沉积的刀具数量日益增加的同时，一项旨在开发含100%氧化铝的PVD工艺正在研究之中，Kalss说：“有PVD沉积氧化铝是一个热门话量，所有的刀片制造商都在寻求这个答案。”

然而，究竟何时才能用PVD法涂覆Al2O3仍然无法确定(CVD涂覆Al2O3很普遍，但其效果不及低温沉积的PVD方法好)。

与此同时，各公司用钛合金和镍基合金来制造零件日益增多，特别是航空航天、核工业和医药工业。所以将会继续寻求在基体、几何参数和涂层多方面综合优化的刀具来满足其特定的需求。

Isoflux公司的Glocker说：“这些AlTiN涂层都是新近才开发的，说明涂层的优化改进工作仍在不断的进行之中。”

我国高速加工技术现状及发展趋势

Sat, 26 Jan 2008 05:08:29 GMT

1 引言

    对于机械零件而言，高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进（在线检测）--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动（或移动）速度超过普通切削5～10倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统；对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺（方式）：或采用一工位多工序、一刀多刃，或以车、铰、铣削替代磨削，或以拉削、搓、挤、滚压加工工艺（方式）替代滚、插、铣削加工…等工艺（方式），尽可能地缩短整条生产线的工艺流程；对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈信息。这与敏捷制造工程技术理念有相同之处。
    高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。在激烈的市场竞争中，要求企业产品质量高、成本低、上市快、服务好、环境清洁和产品创新换代及时，由此牵引高速加工技术不断发展。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属（非金属）传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业（如现代轿（汽）车生产企业）；随着个性化产品的社会需求增加，其生产条件为多品种、单件小批制造加工（机械制造业中，这种生产模式将占到总产值的70%），高速加工技术必将在生产工艺离散型或混和型企业中（如模具、能源设备、船舶、航天航空…等制造企业）得到进一步应用和发展。
    二十世纪末期，我国变革计划经济体制，改革开放，建成有中国特色社会主义市场经济体制。实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具（工具）、数控机床（设备），在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。企业家们对现代信息技术和企业制度、机制在未来可持续发展、市场竞争中的重要地位和作用，认识日益深刻。社会主义市场经济环境，不仅促进企业转制、调整产业、产品结构和技改，还给企业展现出应用和发展高速加工技术良好而广阔的前景。

2 我国引进数控轿车自动生产线中的高速加工技术

二十世纪八十年代以来，我国相继从德国、美国、法国、日本…等国引进了多条较先进的轿车数控生产自动线，使我国轿车制造工业得到空前发展。其中较典型的是来自德国的一汽--大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线，其处于国际二十世纪九十年代中期水平。其中应用了较多较实用的高速加工技术。从中可部分了解到世界高速加工技术的现状与发展趋势。本文重点介绍一汽--大众捷达轿车传、发生产线。

2.1引进的捷达数控轿车自动生产线概况
一汽--大众捷达轿车自动生产线由冲压、焊接、涂装、总装、发动机及传动器等高速生产线组成。同步引进德国大众汽车公司并行工程管理模式与管理技术，经营各条自动线生产运行，年产轿车能力15万辆，制造节拍1.50分/ 辆。其中发动机、传动器生产线共拥有627台各种机加工设备，进口253台，国产374台，其基本上属于数控刚性自动生产线。自产发动机零件9种，传动器零件27种，其余社会配套。年产发动机27万台，传动器18万台。生产国际二十世纪九十年代水平的4缸、6缸捷达奥迪轿车五汽门电喷发动机及配套的传动器，生产节拍30～40秒/ 1台，生产线部分采用风冷干式切削加工技术，其机械加工工艺流程反映了当代轿车制造业中最先进的技术水平。轿车营销以国内市场为主。由于没有轿车自主知识产权，新车型的研发，是以现有一汽--大众捷达轿车生产自动线为本，持续从德国大众汽车公司进口相关信息和技术（上海大众桑塔纳轿车自动生产线情况类同）。

2.2一汽--大众轿车发动机、传动器(发、传)零件毛坯技术概况
一汽--大众捷达奥迪轿车发动机、传动器关键零件毛坯均为精密铸造成型的高强度铸铁、铸铝及精密模锻的结构钢件，部分零件采用精密粉末冶金烧结成形工艺。其高速加工技术要求在批产工艺过程中，材料可加工性能良好、稳定，零件毛坯切削余量控制在1.2～4mm±0.3 mm以内。生产线运行初期，零件毛坯靠进口。自1997年起，国内相关企业经多次攻关，先后攻克批产零件毛坯的精密成型工艺技术、零件材料各化学元素选配及热处理工艺技术难题，旨在达到高速加工自动生产线（技术）对零件毛坯材料可加工性、尺寸精度一致性较高要求的技术指标，传动器零件毛坯国产化已达95% 以上。

    2.3一汽--大众轿车发、传生产线高速切削刀具、高速机床及加工工艺
    一汽大众捷达奥迪轿车发动机、传动器零部件生产线上，几乎所有的切削刀、辅具（工具）均为进口产品（来自49个外国公司），关键工序的设备（机床）也是进口的专用刚性数控产品。其典型技术特点简要分述如下：
    刀具材料的选用：以超硬刀具材料为主。采用CBN、SiN陶瓷、Ti基陶瓷、TiCN涂层刀具材料加工高强度铸铁件，铣削速度达2200m/min；采用PCD、超细硬质合金刀具加工高Si-Al铸造件，铣削速度也达2200m/min，钻、铰削速度达80～240m/min；采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具加工精锻结构钢零件，车削速度达200m/min；采用高Co粉末冶金表面涂覆TiCN 的高速钢整体拉刀、滚刀、剃齿刀，以及硬质合金机夹组合专用拉刀，加工各种精锻钢件、铸铁件，拉削速度10～25m/min,滚削速度110m/min, 剃齿切速170m/min。
    刀具典型结构与加工工艺：零件孔加工刀具采用多刃复合式（刀刃机夹、镶焊组合）结构，以铰、挤削替代磨削，在一次性走刀过程中完成孔的精加工，转速达3000r.p.m，走刀速度达1.5～3 m/min,精度可达5～7级，粗糙度Ra0.7μm（枪钻转速达8000r.p.m， Ra2μm）；零件平面铣削刀具多采用密齿、过定位、重复夹紧结构，径、轴向双向可调的高速密齿面铣刀。直径φ250～400mm，轴向跳动＜±0.0025mm。零件装配平面的加工，是以铣代磨，粗糙度Ra0.7μm，不平度＜0.02mm；曲轴主轴颈、连杆轴颈加工，采用双工位车一拉削专用刀具。刀盘直径φ700mm，圆周装有40个硬质合金涂层刀片，每10片为一组，切削速度150 m/min，快进速度4.6m/ min ，切削余量1.5～3mm/径向,班产350件；曲轴主轴轴承盖加工,采用侧置、排列式机夹复合成形拉削专用刀具，安装三种、共713片可转位硬质合金涂层（TiCN）刀片，进给速度25m/min,班产1750件，拉削切削余量1.5～3mm；缸体曲轴及缸盖凸轮轴主轴的装配圆弧面、侧面的加工，采用组合式、轴向串联、机夹三面刃专用盘铣刀，由6～8个刀盘成组装配，共安装约146片机夹可转位涂层刀片，在一次径向走刀中，完成10个侧面的铣削加工，加工余量1.5～2mm；传动器同步齿圈座的外圈渐开线齿及三等分直槽的加工，采用长1800mm的筒式专用外拉刀，一次走刀拉削成形，拉削速度10m/min,三工位班产1440件；发动机5种传动轴上的花键齿形（M=0.8mm）加工，采用双工位、成对配置的搓、挤无屑加工专用刀具，其一次往复运动，将花键齿形搓挤成形，班产共800件；传动器的齿轮加工，采用多头小直径涂层高速滚刀及径向剃齿刀滚、剃成形，以剃代磨，班产800件；差速器壳体内球面的镗削，采用机床主轴内置式、推拉杆轴向往复运动，带动镗刀头二维成半圆轨迹移动，叠加壳体廻转运动，一次走刀完成其球面成形镗削加工；缸体汽缸孔镗削采用双工位、机床主轴内置式、轴向往复运动推拉杆机构，往走刀--粗镗，复走刀--精镗，切削速度达800m/min；一些零件的轴端头外圆柱面加工，采用成形组合外圆铣、铰削专用工具，一次走刀多刃铣铰削完成外圆、端面粗加工，替代单刃车削加工工艺。…上述专用高速、高效刀具结构不胜枚举，与相应专用数控机床组合成的各加工工位，生产节拍为20～40秒。零部件的精度与质量60%～80% 决定于这些专用刀具及数控机床的精度和质量，20%～40%决定于零件毛坯的精度与质量。生产流程中，质量监测工序为机后抽检。
    发动机、传动器二条生产线共有250多台数控机床采用HSK高速空心工具柄，共计6个规格：32＃、40＃、50＃、63＃、80＃、100＃，其中以40＃、50＃、63＃三种规格使用数量最多。HSK空心工具柄与上述各种多刃专用铣刀、复合式孔加工刀具组成高速工具系统，完成250多个工序、工位切削加工，其高速动平衡精度为≤2.5G。
    高速专用数控机床：一汽--大众轿车发动机、传动器关键零件的多数加工工艺突破了传统机加工理念，其高速专用数控机床也突破了传统结构设计形式。概括讲，其机床结构设计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导，以满足整条生产线各加工工位、加工工序生产节拍均衡及稳定的质量与精度要求，在一次往复走刀过程中，高速加工发动机、传动器各种零部件而构思设计和制造的。对机床数控系统、质量与精度、零部件的材料性能…等各项技术参数，是以各加工工位、工序的具体技术要求，进行分解成各个单一的技术指标，因而机床结构相对简捷、数控系统稳定可靠，其加工技艺数据库固化在数控系统中。这些机床一般都具备动态刚度好、主轴回转和行程定位精度高的特性。机床主轴转速一般在6000r.p.m以下，快进在20m/min以内。由于篇幅有限，只能选其一、二简要概述。
    安装筒式外形拉刀的专用数控机床及曲轴专用数控车--拉机床较为典型。前者的结构特点是：在三台60多吨推力的液压千斤顶上固定竖装三把柱状专用外形拉刀筒体，在数控（PC机）下，将同步齿圈座零件半成品，间歇式自下推入，由上顶出，使零件彼此摞叠逐一拉削、并全程通过拉刀筒体，完成该零件外圈渐开线直齿及1200三等分直槽的拉削加工工序。一台专机生产率可替代由13台---～16台高速滚齿机、插（铣）床组成的生产线；而后者的结构基本上是一台将中型数控车床改形而成的专机。其专用数控系统使曲轴回转的速度和转角，与盘式车拉刀齿的每90间隙式转角、逐刃跟进成车拉削的加工动作相匹配，使二者各自在回转一圈与往复分度900的车拉削加工运动过程中，动作相互协调、和谐。其工件的质量、精度基本决定于盘状拉刀径向精度及专机进刀定位精度。一台双工位车--拉数控专机可替代10台以上数控成形车床和5台以上内铣式曲轴加工机床。该线其它专用数控机床一般都要求刚度、功率足够，主轴回转精度达到2～5μm，定位精度：±2～5μm，直线运动精度：5～10μm/300mm。
    一汽--大众数控轿车生产线还设有激光焊接、激光表面淬火…等特种数控专用设备。
    纵观一汽--大众发动机、传动器生产线机械制造工艺技术，其刀具切削与进给速度未达到某些论文中介绍的高速切削概念指标，但其生产效率是属于高速加工的范畴。在生产实践中，这种相对低速切削而高效的加工技术，通过了市场竞争环境的严格考核。
    我国所有引进的各条轿车自动生产线的管理、决策机制及产品设计分析、加工工艺技术基本上引用相应外国公司的模式和样品。其加工技艺数据库都是固化在各台专用机床的数控系统内，我们对此往往知其然而不知其所以然。原因在于未深入、系统、有针对性地研究那些基础共性技术，使引进产品国产化工作，在技术上处?quot;照瓢画葫芦不知究里"的被动状态。研发轿车的源头技术，基于"买来主义"。今后随着轿车个性化产品的社会需求大量增加，缺少自主知识产权及系统研发能力的企业，在市场竞争中，将始终处于下风。

2.4我国其它行业高速加工技术概况
在我国航天、航空、汽轮机、模具…等行业，程度不同地应用了高速加工技术，其间的差距在于国家对该行低度胱式稹⒁日叩闹С侄嘤肷伲约捌笠导颐嵌愿咚偌庸は低臣际跞鲜兜纳钣肭场Ｏ喽杂诮纬抵圃煲刀裕饫?a href='http://www.chinaoptic.com.cn/mech_article' target=_blank>机械制造行业基本上是属于工艺离散型制造业。其高速加工技术主要表征在对高速数控机床与刀具技术的应用上。目前已引进的加工中心、数控镗铣床主轴转速一般?000r.p.m（极少有12000r.p.m），快进速度≤40m/min。对高Si-Al铸铝、锻铝合金体，高强度铸铁及结构钢件，多采用超细硬质合金、TiCN及TiAlN（进口）涂层硬质合金刀具材料和标准结构各类刀具加工。超硬刀具材料及专用结构刀具应用还较少，加之机床主轴转速偏低，一般不能进入高速切削领域。以铣削加工为例，这些行业加工铝合金工件：切削速度＜1000 m/ min，进给速度＜15 m/ min。每齿进刀＜0.35 mm。车削：切削速度＜700 m/ min。铣削铸铁、结构钢（含不锈钢）工件：切削速度＜500 m/ min，进给速度＜10m/ min，每齿进刀量＜0.3 m m。上述行业中，企业内生产管理局网、网络经营管理决策系统及生产技艺数据库技术的应用方面，处于初级阶段。基本上都没有外联生产经营通讯网络。数控设备利用率仅为25%左右。预计"十五"期间，随着我国加入WTO，在外来高速加工技术及全球化、区域化市场经济的冲击下，上述行业将会在应用高速加工技术方面发生跳跃式的进步与发展。

    2.5与国外的差距
    由于种种原因，我国一些高速加工技术基础共性技术研究没有优化、集成和推广应用。国内企业大都从外国引进高速加工技术，存在差距理所当然。在此试述如下：
    零件毛坯制造技术：零件毛坯材料的选择、成形工艺技术的优化，直接影响到后序机制工艺过程、生产节拍快慢和产品质量、成本，是产品全生命周期的起点。国内少有科技人员下功夫去潜心系统研究。跟踪国外的快速成形工艺技术还未真正实用于企业生产流程中。更少有人从绿色制造、环保角度研讨零件毛坯制造系统技术的变革与发展。
    高速刀具技术：差距主要表现在高性能刀具材料的研发（含表面涂层材料）、刀具制造工艺技术、刀具安全技术及刀具使用技术等领域。
高速机床技术：在市场经济引进技术设备的带动下，我国高速机床技术有了长足进步，差距在于机床关键功能部件的研发上，落后于市场需求。如转速20000 r.p.m以上的大功率高刚度主轴、无刷环形扭矩电机、直线电机、快速响应数控系统…等在实用上处于空白；多功能复合机床设计、制造网络、通讯网络技术的应用，还处于初级阶段……等。
    生产技艺数据库：国内制造企业（尤其是国营企业）普遍未重视建立自身企业（行业）生产技艺系统数据库，其中包含制造工艺流程及相关的技艺(Know How)、金属（非金属）切削数据库、专家机制知识库、企业内外有效资源数据库……等。
    高速切削机理的基础共性技术研究也处于初级阶段。

2.6高速加工、高速切削技术的误区
其一，高速机床技术＝高速切削技术＝高速加工技术；其二，高速加工技术放之企业而皆准。这两种观点，其实不然。机床主轴廻转、直线运动速度高，不一定就是在进行高速切削（或加工），要考察刀具的直径、刃齿数、零件表面状况…等多方具体情况而论，反之亦然；高速加工技术放之企业不一定都准。要视产品的技术附加值多与少、加工技艺要求、市场需求、企业所拥有的人力、物力、技术及管理模式与管理技术…等具体情况而定。在企业技改中，对其引进、应用切不可盲从，更不?quot;邯郸学步"。

3 高速加工技术发展趋势

    3.1概述
    在社会生产中，机械制造业技术进步的源头，存在于人类不断解决由零件（产品）与刀具（工具）所组成一对技术矛盾的过程中；机床（设备）技术的发展，就是满足零件（产品）的生产过程中，有关零件精度（质量）、生产率、生产成本、刀具（工具）轨迹及其它特种性能…等各方面的技术要求，广义而言，机床（设备）也同属工具类产品。机制科技领域里，零件（产品）、工具（刀具）与机床三者技术连体。研讨高速加工技术时，要三位一体系统分析、考察；在当今信息时代，研讨高速加工技术，必然要涉及到信息技术、自动化技术、经营管理技术及系统工程技术。信息技术内涵：以计算机技术为基础的各类信息采集与处理技术、网络通讯技术及各类数据库的组建与运行技术等；自动化技术内涵：控制过程的数字化、智能化及信息化；经营管理技术含：以网络通讯技术为基础，企业运行机制与管理模式、产品市场营销理念与技术、对各类信息采集、处理、决策和生产全过程的控制（绿色制造），以及本企业内外各类有效资源的集成与优化处理等。系统工程技术内涵丰富：企业与社会之间，产品制造与市场营销、环保、生态平衡之间，各科技领域之间，各类产品之间的配套思维与操作运行…等都可具体化为某一系统技术工程，其中的每一环节即可为子项内容。
    我国的企业家们要应用高速加工技术，必备上述信息时代四个科技领域的科普基础知识。

3.2 二十一世纪企业内高速加工系统工程技术的内涵

二十一世纪企业内高速加工系统工程技术的内涵示意图

    图示，其由九个板块、三个交叉贯联的封闭环组成：企业的人/组织机构处于环的中心；产品、刀具工具、网络经营管理决策系统及外部网络门户网站四板块组成垂直信息平台；网络经营管理决策系统、外部网络门户网站、生产管理局网、生产技艺数据库、CAD/CAM/CAE、机床量仪六板块组成水平支撑平台；产品、生产管理局网、CAD/CAM/CAE、生产技艺数据库、刀具工具、机床量仪组成运行平台，八个板块均由双剪头指向封闭环心。
    当今的科技和企业均是以人才为本，组建相应的组织机构、管理模式与技术，才能健康经营与发展。故其处于环体的中央，交互联络、运行各板块，使人、机、信息有机地融合；在全球化、区域化制造环境中，企业以赢利产品立足市场，以刀具工具、机床量仪为机制基础，而信息平台、支撑平台共同交互完成企业内、外各类信息的通讯、采集、处理，对市场需求快速反应、决策，对企业的各类资源优化、配置、调度与经营销售，保持企业的柔性、健壮性与敏捷性，杂檬谐【赫辉诵衅教ń笠的诘木霾摺⑸苹⑸芾怼⒓捎胗呕试础茸酉罹咛迨凳┯朐诵校芾碛胗呕笠的诟魇菘狻?
    利用并通过网络经营管理决策系统、外部网络门户网站、生产管理局网，企业还可与外界以网络通讯方式，实现区域性网络化生产和组建动态网络联盟企业，进而实施电子商务。

    3.3高速加工系统工程技术发展趋势及应用前景简要
    在全球一体化制造环境里，高速加工系统工程技术必然在各类制造企业中得到更广泛应用。在二十一世纪，我国对其实用将呈跨越式的进步与发展。就其简要分述如下：
    零件毛坯制造技术：快速成形技术的实用化，将进一步提升目前的精铸、精锻及其它成形制造技术，使其几何尺寸精度能满足少无切屑加工的要求，其材料的选择将适应绿色制造工程的技术要求，零件材料的可加工性能将适应高速工削技术要求；
刀具技术：制造业中将普遍应用高速（超高速）干式切削技术。超硬刀具材料的应用、复合（组合）式各类高速切削刀具（工具）的结构设计与制造技术，将成为刀具（工具）品种发展的主导技术。其中无屑加工工艺的搓、挤、滚压成形类刀具（工具）应用会更加广泛；超硬刀具材料将在各类刀具的涂层材料、SiN陶瓷及Ti基陶瓷领域发展更快、应用更加广泛；
    机床技术：随着数控系统，关键功能部件、网络通讯技术的进步与完善，企业将促使多轴联动、多面高速加工中心，铣、车功能为一体的复合加工中心技术达到实用化；相应出现各类数控专用高效率加工机床；将更加广泛应用激光技术于机械成形加工、切割加工领域；机床数控系统的功能将可实施网络化通讯与生产，进一步提升数控机床的利用率；
    自动生产线：将以各类高速加工中心组成，大力发展柔性、敏捷制造工程技术；
    测量技术：随着高速加工系统工程技术广泛应用，数字化CCD、激光图形处理测量技术和随机在线高速测量技术将广泛应用于柔性数控生产线及数控专用高效率加工机床上；
    网络技术：将在不断进步的计算机技术支持下，大力发展宽带网及网络安全技术。

4 结语

高速加工技术为机械制造企业快速响应市场信息提供了强有力的支持。而机械制造中，要实现高速加工，必须集成、优化多学科领域的基础科研与知识，实施系统工程技术。进入二十一世纪，随着加入WTO，我国正逐步融入全球化生产制造的序列中，随着国外先进制造技术设备大量引进及大力实施国家"863"、创新基金、国家重大科技产业工程项目…等重大科技计划，综合科学技术水平将日益提高，高速加工技术在国内机械制造业将日趋实用与普及。

变径整流器在流量测量中的应用

Sat, 26 Jan 2008 05:07:50 GMT

一、概述

传统的流体整流器经长期的研究与实践已趋于成熟，它一般采用阻隔体分隔流道来调整管道内的速度分布，以达到整流的目的；这一类整流器主要用于实验室和流量标定系统。但这种方法易引起污物堵塞和增加阻力损失，所以在工业管道上很少采用。
涡街流量计由于其独特的性能，一直受到人们重视，并己到了广泛的应用，但仍有两个方面的问题困扰着人们，一是由于仪表上游管道阻流件的干扰，流场发生畸变，影响旋涡正常拨离。为了克服流场扰动，仪表前需要配装较长直管道(一般为15~40倍的工艺管内径的长度)，而在实际现场是很难满足的。二是，涡街流量计主要特点之一是量程宽，一般在10：1左右，应该说这样宽的测量范围应属比较优良的性能，但在实际工业应用中，最大流量远低于仪表的上限值，最小流量又往往会低于仪表的下限值，一些仪表经常工作在下限流量附近，造成仪表的计量准确度下降，这时信号较弱，仪表的抗干扰能力也下降。为了测量小流量，人们往往采用内腔形状为园台的传统变径管，经过缩径提高测量处的流速。使涡街流量计工作在正常流速范围内，但这种变径方式，结构尺寸大(一般长度为工艺管内径的3~5倍)，同时，由于流体流经变径管，在变径处产生大量旋转流团，增大局部阻力损失，也使流场发生畸变。所以必须在变径管与仪表之间加装大于15倍工艺管内径长度的直管道进行整流，且增加了沿程阻力损失(如图1所示)，这种方法增加施工成本，也给加工、安装带来不便。

（图1）

纵端面采用特殊形线的变径整流器(己申报国家专利)，具有整流，提高流速及改变流速分布的多重作用，其结构尺寸小，长度仅为工艺管内径的1/3，可以直接卡装在仪表的两端，不仅不需要另外附加直管道，而且可以降低仪表对上游直管道的要求。实验表明：仪表上游阻力件为一个平面内的两个90°弯头在一般情况下，涡街流量计上游侧应加装大于20倍管道内径长度的直管道，而涡街流量计加装了变径整流器大大降低了对上游测直管道长度的要求，其阻力远远小于传统的变径管。更主要的是，可使下限流速降为原来的1/3，量程比提高到15：1以上。 ’

二、原理及分析
首先应该指出，传统的变径管可以经过缩径，并配以较小口径的流量计来达到测量小流量的目的，但是这种方法不可能扩大仪表的量程比，因为它并末改变管道的流速分布状态。我们知道，涡街流量计的理论及推导是基于在无穷大的均匀流场中得到的，而在实际封闭圆管中，却是非均匀流场，横断面的流速分布是一回转抛物面，虽然选择合理的柱型，使柱体两侧弓形面的流速分布均匀，但实际上，工艺管道上回转抛物面的流速分布的影响是客观存在的。实验表明在比较大的流量时，这个影响较小，或说这个影响在允许的范围内；但随着流量的下降，这个影响越来越大，从大量标定数据看，仪表常数总是随着流量的减小而增大。这说明取样点的流速与平均流速差异越来越大。

采用了变径整流器后（见图2），由于缩经断面的流速在逐渐增大，在断面上各点流速的增加是不一样的，靠近中心流速增加小，而靠近喉径边沿处流速增加大。
设整流器进口处压力为P1，平均流速为V1，某点上的速度不均匀度为U1，出口处压力为P2，平均流速为V2，通过进口处某点同一流线，在出口处的速度不均匀度为U2，沿该流线，由伯努利方程得：

由式（6）可见，收缩比对出口处流速均匀度的影响，即对于一定的进口速度不均匀度，

出口处的速度不均匀度将缩小n²倍。因此出口处流速趋于均匀，更接近涡街流量计理论的均匀流场的条件，不仅使漩涡趋于稳定，且提高了仪表的测量范围。另外，这种变径整流器，在流体动能的转换过程中有效的抑制了干扰。

三、实验验正

例1：一台口径为40mm的涡街流量计安装在φ40的工艺管道上，标定满足精度1%的量程比为8：1，当安装在φ50工艺管道上，并在仪表两侧安装变径整流器，在15：1的范围内精度为1.0%。

例2：二台口径为50mm和40mm涡街流量计配装整流器后，分别安装在口径为80mm工艺管道上，进行水标定。实验数据见表1。

工艺管内径/整流器喉部直径（mm）	仪表常数	重复性	非线性	量程	最小流速（米/秒）
80/50	17452	0.05%	0.95%	15:1	0.1
80/40	10197	0.04%	0.78%	15:1	0.16

[表1]

再将两台口径为φ50mm和φ40mm涡街流量计配装整流器后，分别安装在φ80mm工以管道上，且仪表上游尉为一个平面内两个90°弯头，变径整流器前端与第二个90°弯头距离为3倍工艺管内径长段，进行水标定，工艺图如图3，实验数据见表2

工艺管内径/整流器喉部直径（mm）	仪表常数	重复性	非线性	量程	最小流速（米/秒）
80/50	17266	0.02%	0.9%	16:1	0.1
80/40	10278	0.15%	0.08%	15:1	0.15

[表2]

实验结果表明：
1、在管道流速较低时，采用变径整流器，使仪表特性总体保持良好状态；
2、采用变径整流器，在仪表上游阻流件形式为一个平面内2个90°弯头，直管道很短（3D）的情况下，仪表常数的偏移在0.7%左右，说明整流器具有良好的流动调整性能。（与实验相同的上游阻流件形式在不装整流器条件下，仪表上游直管道长段为8倍工艺管内径时，仪表常数偏移为2.0%！）
3、在仪表前加装变径整流器，投展了仪表的测量范围。
这与理论分析是相吻合的。
四、阻力计算
设工艺管道直径为D1, 介质的密度为ρ，流速为V1涡街流量计的压力损失为?ω1，整流器压力损失为?ω3，总压力损失为?ω。
?ω1=0.3ρV2 1(Pa)
采用整流器后，仪表口径为D2，则涡街流量计处的流速为V2压损为?ω2。
?ω2=1.3ρV2 2=(V2/V1)2·?ω1=(D1/D2)4·?ω1
整流器的压损，取决于缩径比D2/D1，之值一般都在0.8以上，则整流器的压损：
?ω3=0.12?ω2
所以总的压损?ω为：?ω=1.12?ω2=1.12（D1/D2）4×1.3ρV2 1（Pa）
例：管径为D1=100mm的水计量系统，采用涡街流量计作为流量计量仪表，其最大流速Vmax为1m/s，其最小流速Vmin为0.3m/s，拟采用100/80整流器计算各相关参数：
缩径后流速为V2：V2max=(100/80)2×1=1.56m/s
V2min=0.47m/s
?ωmax=1.12(D1/D2)41.3ρV2 1
=1.12(100/80)4×1.3×998×1=3547(Pa)
五、应用举例
加装变径整流器满管式涡街流量计已大量用于气体、水、蒸气等介质的测量，其实例枚不胜举，均收到了令人满意的效果。
更值得一提的是，将变径整流器与插入式涡街流量计配套使用(见图4)，用于大口径煤气测量，成功地解决了大口径煤气介质脏，流速低、流量变化大，允许压损小等者大难问题。

在冶金行业中，测量大口径煤气一般采用孔板流星计，由于其自身的局限性，很难满足实际测量要求，其问题是：①煤气中含有粉尘和各种杂质，经一段时间运行，大量粉尘堆积在孔板的上游侧，各种杂质附着在测量元件表面，就孔板来说，已无准确度可言，同时又经常发生导管堵塞的问题。由于生产的连续性，不可能停气清洗或更换孔板。②由于介质
流速低，为获得较大的差压，孔板的开孔径一般都比较小，造成压损大，当流量增大时，孔
板却起不了限流作用，遇到此类情况，有些企业不得不拆除孔板来满足生产。③普通孔板流量计的量程近为3：1，往往不能满足实际工况的需要。
已投入实际运行的变径整流器与插入式涡街流量计所构成煤气流量计量系统：①变径整流器入口处为光滑曲线，介质流经时，有自清洗的效果，不会造成粉尘堆积。②变径处流速提升可满足插入式涡衔流量计下限流速的要求，且涡街流量计量程比为10：1，完全满足煤气测量范围的要求。③插入式涡街流量计可在管道不断流的情况下拆出测头进行定期或不定期清洗。满足连续生产的要求。④压损小，插入式涡街流量计测头部分在大口径管道内的流阻很小可忽略不计，变径部分的变径比一般都大于0.7，管道最大流速按25米/秒计算，压损仅在200Pa以内。
上述表明，此种方法是解决大口径煤气计量的行之有效的方法。
六、结束语
涡街流量计与变径整流器配套使用，形成了一种新的流量测量系统，可使流量测量下限为下降（为原来的1/3），测量范围扩大(15：1以上)，并可以大大降低仪表对上游直管道长度的要求。这对一个流量计来讲无疑是一个不小的进步，它拓宽了涡街流量计的应用范围，在燃气、城市煤气、水、热水、蒸汽、油品、奶液、药液、化工产品(上述介质一般要求下限流速低，测量范围宽)的流量测量中将发挥突出优势。变径整流器在工业用户中实际应用情况还表明，变径整流器简化了仪表安装工艺，并且大大降低了工程造价。
变径整流器研究与应用是流量应用技术研究的典型实例，它本身的研究还有待于进一步的深入，同时我们还应进一步关注其它与流量钡幢相关的应用技术研究，充分利利用现有的技术设备资源，真正解决一些流量测量的难点问题。

国外仪器行业发展呈现新特点

Sat, 26 Jan 2008 05:07:21 GMT

1.1差压式流量计

　　差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
　　差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
　　二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。
　　差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。
　　检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。
　　所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。
　　非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。
　　差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。

　　优点:
　　(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;
　　(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;
　　(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。

　　缺点:
　　(1)测量精度普遍偏低;
　　(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;
　　(3)现场安装条件要求高;
　　(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

　　应用概况:
　　差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。

　　1.2 浮子流量计

　　浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。
　　浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。
　　80年代中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国产量1990年估计在12~14万台,其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

　　特点:
　　(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;
　　(2)适用于小管径和低流速;
　　(3)压力损失较低。

　　1.3容积式流量计

　　容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。
　　容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

　　优点:
　　(1)计量精度高;
　　(2)安装管道条件对计量精度没有影响;
　　(3)可用于高粘度液体的测量;
　　(4)范围度宽;
　　(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

　　缺点:
　　(1)结果复杂,体积庞大;
　　(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;
　　(3)不适用于高、低温场合;
　　(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体;
　　(5)产生噪声及振动。

　　应用概况:
　　容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。
　　工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。

　　1.4 涡轮流量计

　　涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。
　　一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。
　　涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。

　　优点:
　　　(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;
　　　(2)重复性好;
　　　(3)元零点漂移,抗干扰能力好;
　　　(4)范围度宽;
　　　(5)结构紧凑。

　　缺点:
　　　(1)不能长期保持校准特性;
　　　(2)流体物性对流量特性有较大影响。

　　应用概况:
　　涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。

　　1.5电磁流量计

　　电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。
　　电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。
　　70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。

　　优点:
　　(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
　　(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;
　　(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;
　　(4)流量范围大,口径范围宽;
　　(5)可应用腐蚀性流体。

　　缺点:
　　(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;
　　(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;
　　(3)不能用于较高温度。

　　应用概况:
　　电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

　　1.6 涡街流量计

　　涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。
　　涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。
　　涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。

　　优点:
　　(1)结构简单牢固;
　　(2)适用流体种类多;
　　(3)精度较高;
　　(4)范围度宽;
　　(5)压损小。

　　缺点:
　　(1)不适用于低雷诺数测量;
　　(2)需较长直管段;
　　(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);
　　(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

　　1.7 超声流量计

　　超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
　　根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
　　超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

　　优点:
　　(1)可做非接触式测量;
　　(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;
　　(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

　　缺点:
　　(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;
　　(2)多普勒法测量精度不高。

　　应用概况:
　　(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;
　　(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;
　　(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。

　　1.8 科里奥利质量流量计

　　科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
　　我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。

　　1.9明渠流量计

　　与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。
　　非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。
　　明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种形状。
　　明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估计数据。

2 新工作原理流量仪表的研究和开发

　　2.1 静电流量计(electrostatic flowmeter)

　　日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计。
　　静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间接近于线性。

　　2.2 复合效应流量仪表(combined effects meter)

　　该仪表的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形,测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发,已申请两项专利。

　　2.3 转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor)

　　它是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发，是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量，连续使用8年),且还在改进以扩大应用领域。

3 几种流量仪表应用和发展动向

　　3.1 科里奥利质量流量计(CMF)

　　国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测测量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和精确度等性能;增加测量管挠度,提高灵敏度;改善测量管应力分布,降低疲劳损坏,加强抗振动干扰能力等。

　　3.2 电磁流量计(EMF)

　　EMF从50年代初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。
　　我国近年发展迅速,1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。

　　3.3 涡街流量计(USF)

　　USF在60年代后期进入工业应用,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。1992年世界范围估计销售量为3.54.8万台,同期国内产品估计在8000~9000台。

4 结论

　　由上述可知,流量计发展到今天虽然已日趋成熟,但其种类仍然极其繁多,至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计。
　　每种流量计都有其适用范围,也都有局限性。这就要求我们:
　　(1)在选择仪表时,一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑其它因素,这样测量才会准确;
　　(2)努力研制新型仪表,使其在现有的基础上更加完善。

天津宏大对天津纺机实施托管，李向杰出任天津纺机厂长

Fri, 25 Jan 2008 07:43:44 GMT

为了实施集团公司“集约化经营”发展战略，优化资源配置，加强管理，实现企业优势互补，集团公司根据企业实际情况，决定委托经纬股份公司对天津纺机全面管理。从7月1日起，天津宏大纺织机械有限公司根据经纬股份公司的决定，负责对天津纺织机械厂实施托管。7月13日，经纬股份公司总经理叶茂新、党委副书记彭泽清在天津纺机、天津宏大党政中层正职干部会上传达了经纬总部这一决定，同时宣布了聘任李向杰为天津纺织机械厂厂长的通知。此前，集团公司副总经理范新民、总经理助理孙杰和经纬股份公司领导彭泽清、陈忠民等分别到天津纺机、天津宏大进行了专题调研和领导班子考察。1999年，天津纺织机械厂参加中纺机集团公司的棉纺板块资产重组，成立了天津宏大纺织机械有限公司。五年来，天津纺机、天津宏大相互促进、共同发展，广大干部职工奋力拼搏，抢抓机遇，乘势而上，开拓进取，尤其是天津宏大创下了连续四年攀新高的骄人业绩。为了更好地发挥两个企业的有利条件，集中优势，促进企业实现协调、快速发展，尽快扭转天津纺机亏损局面，从集团和经纬股份战略发展的大局出发，并响应干部职工的呼声，集团公司做出了上述托管决定。叶茂新总经理在13日召开的党政中层正职干部会上做了重要讲话。他强调，天津纺机和天津宏大唇齿相依，只有协调一致，才能共同发展，只有优势互补，才能加快发展，托管的目的，就是要整合企业优势资源，通过整合增加企业的发展后劲，使企业实现增量，产生1加于1大于2的效应。同时，他对企业下一步实施主辅分离、增量发展等重点工作提出了原则要求。

《中国纺织报》11月17日头版头条新闻，题目为《天津宏大：老企业何以稳握金牌？》

Fri, 25 Jan 2008 07:42:33 GMT

天津宏大纺织机械有限公司，生产的依旧是粗纱机和络筒机，只是，在历史的沉淀和积累中这一主业被他们越做越好，越做越精。日前，记者在山东郓城——鲁西南相对贫穷的地区，参加了天津宏大为当地及荷泽地区客户举办的产品推介及技术培训活动。在郓城，记者看到的是一种感动，一个脱胎于老牌国有企业而骨子里都洋溢着温暖的感动。在业内，天津纺机“粗纱机老大”的地位没人怀疑，统计显示：天津宏大的FA系列粗纱机国内市场占有率为41%，A系列粗纱机为60%；普通络筒机为32%，在全国棉纺50强企业中，山东省所占的10强使用的粗纱设备，均为天津宏大的产品，再如著名的棉纺企业旗帜安徽华茂、山东鲁泰等都是天津宏大紧密的合作伙伴。即便如此，象郓城这样一个鲜为人知、经济相对落后的偏僻一隅，居然也处处留下了“老大”的足迹。公司主管销售的副总韩振强这样对记者说，不错，正象你来这里看到的那样，郓城是荷泽地区9个贫困县中的一个，但该县70%的财政收入靠棉纺业，而且目前仅有棉纺，没有织没有下游，产业链很短，大部分是5千到1万锭的私人生产作坊，上3万锭的企业不多。然而，我们跟踪几年下来，看中的是一种潜在的机会和发展的空间。据了解，郓城县现有近160家棉纺生产厂家，共200万纱锭，虽规模小产品档次不高，但市场很好，发展至今各家都有技术改造、设备更新的要求，一旦条件许可、时机成熟将会形成一个连锁市场。“但这还需要我们的培养和耐心细致的售后服务。”
韩总说。由于这里的技术力量薄弱，给纺机企业带来了大量的售后服务工作，“任何机器到这里来都不一定开得好，所以我们的工作就是要耐下性子、不遗余力地做好售后服务，要让客户感受到我们能够服务到最好。”
韩总笑着告诉记者，这里的小老板们很有些不讲理，一个电话打过来说他们的机器坏了，我们马上派维修人员赶过去，其实根本就是他们没有开好，“我们的人很累啊，经常是几百多公里的路说去就去。但我始终要求他们在行为科学上找市场，决不以小而不为。所谓真诚、热情的服务不是说，而是做！”难怪，在记者抵达郓城的前几天，作为公司主管销售的韩总早就带领他的团队走访了方圆几百里的整个地区，了解情况，解决问题，现场培训。一个50多年历史的老牌企业，在计划经济到市场经济的大浪淘沙中，能够将他们的金牌保持至今，没有过人之举是无法想象的。今天，天津宏大生产的粗纱机在业界始终保持着五个之最——历史最悠久；生产规模最大；品种规格最全、市场占有率最高；同类产品出口的国家、地区和机台数最多。这是一个量化了的业绩，浓缩着他们不能被量化的辛勤和汗水。令记者没有想到是，就是在这样一个偏僻而贫穷的小县，就是这样一个普普通通的企业产品推介活动，天津宏大的总经理李向杰也专程赶来参加，而时间恰恰是新加坡国际纺机展同期。这，不能不说是一个企业的风范，是一个企业的工作作风，是一个老企业优良传统的具体体现。李向杰总经理在接受记者采访时说到，科技兴企是我们坚持多年的发展战略，如果说我们有什么过人之举的话，那就是我们品牌的含金量要高一些，我们的研发人员对棉纺工艺的掌握要强一些。我们有一支上百人的研发队伍，我们始终坚持将每年销售额的3%用于产品研发，譬如，去年我们有5个亿的销售额，就拿出1500万作为研发费用，毫不含糊。此外，我们还有自己的研发基地，真真切切地做到生产一代，研发一代，储备一代。“应该说，我们的产品在设计、结构以及理念上都有独特的地方。”搞技术出身的李总不无自豪地说到。正是源于“人无我有，人有我精”的开发战略，天津宏大才能不断占领技术制高点，引领国内粗纱机新潮，也正是这些新产品，极大地提升了天津宏大的市场竞争力，创下效益连续四年攀新高的业绩，向着公司党委书记、董事长张建国为企业制定的做国际一流产品、世界知名企业的目标一路迈进。在这个为期两天的、特为山东荷泽地区客户举办的产品推介及技术培训会上，天津宏大的技术人员就悬锭粗纱机系列产品及新产品，向与会的30多家生产厂的60多位代表做了介绍，特别就FA458A悬锭粗纱机的安装调试以及机械部分的故障排除、维护保养等做了专题介绍，此外，还详尽地就该机的电气部分、备件选用等做了介绍。当地棉纺龙头企业——山东华灵集团有限公司董事长兼总经理、全国劳动模范陈灵在交流会上真情地说，“棉纺我干了18年，我认为这是一个100年也不会失业的行业，但是一定要改造设备！过去我用过小厂的设备，纺出的纱质量上不去，自然价格也就卖不上去，现在有钱了，买了老牌子天津宏大的粗纱机，感觉他们的服务确实很到位。”记者看得出，这是一个示范效应。在郓城一百多家棉纺小老板中极具人气的老大哥陈灵，将为天津宏大“星星之火，可以燎原”的攻略带来福音。其实，对智者而言，没有疲惫的市场，只要我们拥有一颗永不疲倦的心。

刘敦平获巾帼建功标兵荣誉称号

Fri, 25 Jan 2008 07:40:40 GMT

天津宏大纺织机械有限公司副总经理刘敦平荣获国务院国资委、全国妇联授予的巾帼建功标兵荣誉称号.去年8月，国资委、全国妇联下发《关于在中央企业女职工中深入开展“巾帼建功”活动的意见》，在169户中央企业300万女职工中开展
“巾帼建功”活动。2月27日，国资委、全国妇联在人民大会堂召开表彰大会，授予110名同志
“巾帼建功标兵”荣誉称号。刘敦平做为恒天集团女职工的代表获此荣誉。刘敦平同志长期负责企业的产品研发和技术管理工作。为把企业的品牌产品和拉动企业发展的“龙头”——棉纺粗纱机做精、做强、做大，刘敦平带领技术人员勇于创新，大胆采用新技术，为企业开发出多种具良好市场前景、高技术含量的新产品，使企业近些年在国内同行业中技术上处于领跑的优势地位，为公司赢得了显著的经济效益，为企业持续稳定发展夯实了科技基础。她曾先后荣获中纺机集团科技先进工作者、天津市劳动模范、桑麻纺织科技奖、中纺机集团十佳青年、中国纺机集团优秀员工等称号。她以她创新的勇气，务实的作风，拼搏的精神赢得了公司上下的普遍赞誉，成为公司科技创新的带头人，展示出令人赞叹的巾帼风采。

企业进行视频会议系统培训

Fri, 25 Jan 2008 07:39:39 GMT

为了提高企业信息化水平，日前，企业视频会议系统培训班开课，相关部门的领导干部和有关人员参加了学习培训。随着计算机网络系统的快速发展，视频会议系统已经成为未来企业信息化建设的重要组成部分，利用这一系统，企业可以在就地参加集团公司召开的各种会议，具有时效性强、互动性强、现场感强等特点。企业信息中心将协助视频会议系统的建立，并已经开始在企业内进行培训。

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