LS68?型旋杯式流速儀維修、維護(hù)及故障排除方法

楊 威

（遼寧省水文局，遼寧 沈陽 110003）

0 引言

LS68 型旋杯式流速儀（以下簡稱流速儀）是一種江河水文測驗(yàn)儀器，用以測定一般河流、渠道、水庫、湖泊等過水?dāng)嗝嬷蓄A(yù)定測點(diǎn)的平均流速，從而確定該斷面的流量。流速儀在檢定前，應(yīng)進(jìn)行維修工作，才能通過水槽檢定。流速儀在日常使用后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，對常見的故障情況要及時(shí)排除，才能滿足測驗(yàn)精度。

1 流速儀拆解檢查及更換零配件

流速儀檢定前維修、使用后維護(hù)及故障排除等，主要涉及的零部件如圖1和2所示。

圖1 LS68 旋杯式流速儀結(jié)構(gòu)圖

圖2 LS68 旋杯式流速儀接觸絲部件與齒輪部件結(jié)構(gòu)圖

流速儀檢定前應(yīng)拆解檢查，更換磨損、銹蝕的零部件后重新裝配，檢查裝配的正確性和運(yùn)轉(zhuǎn)摩阻力矩及信號質(zhì)量等[1]。拆解時(shí)松開2個(gè)軛架頂螺絲，取下偏心筒支部件和頂頭，松開旋盤固定帽，旋軸略傾斜后抽出，取下旋盤；偏心筒要打開頂蓋和側(cè)蓋，松開齒輪軸螺絲，取下齒輪和齒輪墊圈，旋下鋼珠座，取下彈簧墊圈；頂頭要松開并帽取下頂針支部件。

用塞規(guī)檢查軛架孔同心度；檢查旋軸底部頂窩，用大頭針尖在頂窩內(nèi)滑動(dòng)，手感是否光滑；檢查旋杯部件是否變形，旋杯與旋盤之間有無開焊現(xiàn)象；旋杯平放在臺面上，按住上部手感旋盤是否平整（上下2個(gè)面均應(yīng)測試），在專用支架上撥動(dòng)旋杯部件快速旋轉(zhuǎn)，觀察旋盤有無上下跳動(dòng)；檢查接觸絲和齒輪棱面有無氧化腐蝕磨損；檢查鋼珠座內(nèi)鋼珠和彈簧墊圈是否有銹蝕；檢查頂針支部件有無磨損和銹蝕。

上述檢查中，如有磨損或銹蝕的頂針支部件、頂窩、接觸絲、鋼珠座等零部件要更換，旋杯部件、旋盤、軛架等零部件輕微變形可以修復(fù)，如不能修復(fù)則必須更換。

2 流速儀維修技術(shù)要點(diǎn)

流速儀組裝后，其靈敏度和信號必須符合要求，按照順序應(yīng)先組裝支撐結(jié)構(gòu)[2]調(diào)整靈敏度，靈敏度合格后，再組裝發(fā)信結(jié)構(gòu)調(diào)整信號，要求信號符合要求且不降低流速儀靈敏度。

1）組裝支撐結(jié)構(gòu)。a. 將旋盤、固定帽墊圈、旋盤固定帽依次套在旋軸上，穿入軛架旋緊旋盤固定帽；b. 裝上頂頭和偏心筒，旋緊軛架頂螺絲；c. 安裝頂針支部件將旋盤頂起不小于 0.5 mm，旋盤大約位于軛架中心；d. 安裝彈簧墊圈和鋼珠座后，微調(diào)頂針支部件和鋼珠座使旋盤基本位于軛架中心；e. 安裝并帽定位后取下頂頭，用專用工具夾緊頂頭旋緊并帽，再將頂頭裝回軛架；f. 微調(diào)鋼珠座，使旋盤軸向間隙符合要求；g. 輕吹旋杯部件可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，旋杯部件快速旋轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)無刮擦且旋軸不擺動(dòng)。

技術(shù)要點(diǎn)：a. 安裝旋盤要注意方向，俯視流速儀時(shí)，旋盤應(yīng)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；b. 先用頂針支部件粗略定位旋盤，鎖緊并帽后再用鋼珠座調(diào)整軸向間隙；c. 注意每次旋進(jìn)鋼珠座應(yīng)小心謹(jǐn)慎，避免間隙為負(fù)值損壞頂針，如果鋼珠座無調(diào)整余量時(shí)，可以松開鋼珠座重新調(diào)整頂針支部件位置；d. 安裝偏心筒應(yīng)注意使接線螺絲軸線對正流速儀軸線，壓線螺絲朝向尾翼方向。

2）組裝發(fā)信結(jié)構(gòu)。a. 將齒輪、齒輪墊圈套在齒輪軸螺絲上，裝入偏心筒；b. 調(diào)整接觸絲位置和壓力；c. 齒輪旋轉(zhuǎn)過程中，信號斷開時(shí)接觸絲處于懸空狀態(tài)[3]，與齒輪部件無接觸，當(dāng)齒輪棱角觸碰頂起接觸絲時(shí)為信號接通狀態(tài)，如圖2所示。

技術(shù)要點(diǎn)：a. 齒輪、齒輪墊圈和齒輪軸螺絲配合良好且不影響齒輪靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；b. 齒輪與旋軸配合良好不影響旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)；c. 齒輪上4個(gè)接觸棱角要平整光潔，接觸絲應(yīng)位于接觸棱角中部，要求接觸良好、耐磨、摩擦力小[4]。

3 流速儀維護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

流速儀在日常使用過程中要注意維護(hù)，才能保證流速儀正常穩(wěn)定工作。流速儀儲備和運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)將頂頭拆下，在頂頭內(nèi)注入儀表油并覆蓋棉花和黃油，以免儀表油揮發(fā)[5]，用另一帶儀表油棉團(tuán)的旋盤固定器（塑料頂頭）裝到軛架上，可保護(hù)頂針支部件和頂窩不銹蝕，運(yùn)輸時(shí)不撞擊磨損。

流速儀在使用前，應(yīng)取下旋盤固定器，取出頂頭內(nèi)帶油棉團(tuán)，將頂頭靠緊軛架旋緊軛架頂螺絲。流速儀使用后，應(yīng)立即用清水沖洗干凈，擦干外表取下頂頭，甩干頂頭內(nèi)和頂窩處的水分，晾干后按照儲備和運(yùn)輸方式處理好頂頭和旋盤固定器。流速儀每使用 3～5 次，應(yīng)打開頂蓋和側(cè)蓋，向齒輪和鋼珠座部位滴入適量儀表油。

4 流速儀常見故障排除

流速儀常見故障主要有流速儀靈敏度和信號2 個(gè)方面，這2個(gè)方面故障原因互相關(guān)聯(lián)，故障排除后，應(yīng)同時(shí)檢查靈敏度和信號直到符合要求。

4.1 流速儀靈敏度差

故障原因在發(fā)信和支撐結(jié)構(gòu)，排除順序依次為抬高接觸絲，拆下齒輪，檢查旋盤軸向間隙、旋盤頂起距離、頂針支部件、頂窩、鋼珠座、頂窩與旋軸同心度、軸套座內(nèi)孔磨損情況。

發(fā)信結(jié)構(gòu)故障原因依次為接觸絲對齒輪壓力過大、齒輪軸螺絲彎曲（擰緊齒輪軸螺絲后齒輪與旋軸嚙合不良）、齒輪墊圈厚度較大（齒輪在齒輪軸螺絲上的活動(dòng)間隙過小或?yàn)樨?fù)值），應(yīng)分別調(diào)整接觸絲壓力、更換齒輪軸螺絲、打磨齒輪墊圈。

支撐結(jié)構(gòu)故障原因依次為旋盤軸向間隙和頂起距離過小（旋軸旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)刮擦下方軛架），頂針支部件上方頂尖、頂窩和鋼珠座內(nèi)鋼珠磨損或銹蝕，頂窩與旋軸不同心（旋盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋軸下端擺動(dòng)過大或偏重）、軸套座內(nèi)孔磨損（旋盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋軸上端擺動(dòng)過大或偏重）。應(yīng)分別調(diào)整旋盤軸向間隙，松開鋼珠座和并帽旋進(jìn)頂針支部件略抬高旋盤，更換磨損或銹蝕部件（頂針支部件、頂窩、鋼珠座、軸套座），必要時(shí)更換旋軸。

故障排除嚴(yán)格按照上述步驟進(jìn)行，每次調(diào)整或更換零部件后應(yīng)恢復(fù)到工作狀態(tài)，采用經(jīng)驗(yàn)方法檢查[6]，直到流速儀靈敏度符合要求。

4.2 流速儀信號不穩(wěn)定或無信號

故障原因在發(fā)信結(jié)構(gòu)信號回路，排除順序依次為接觸絲與齒輪棱角接觸面，齒輪內(nèi)孔與齒輪軸螺絲接觸面、接觸絲、接線螺絲、小六角螺帽是否有磨損，銹蝕和氧化現(xiàn)象，以及接觸絲彈性、固定螺絲對接觸絲壓緊程度是否良好。

上述零部件中，接觸面為平面的可以通過油石打磨恢復(fù)，如齒輪內(nèi)孔與齒輪軸螺絲接觸面有銹蝕或間隙較大，必須更換齒輪或齒輪軸螺絲（油石打磨不方便、打磨后間隙更大接觸不良），如接觸絲與齒輪接觸部位（√型勾）有銹蝕或磨損，或接觸絲彈性不良則必須更換接觸絲；更換接觸絲時(shí)應(yīng)使接觸絲根部在偏心筒內(nèi)最上端，√型勾應(yīng)垂直向下位于齒輪棱角中部，安裝完畢應(yīng)在接觸絲根部與偏心筒孔處涂抹黃油，防止偏心筒進(jìn)水進(jìn)沙。

故障排除遵循先齒輪部件（齒輪、齒輪軸螺絲）后接觸絲部件（接觸絲、接線螺絲、小六角螺帽）的順序，每次調(diào)整或更換零部件后應(yīng)恢復(fù)到工作狀態(tài)，直到流速儀信號穩(wěn)定。

如流速儀單個(gè)信號長度大于 6 個(gè)或小于4個(gè)杯子，需要調(diào)整接觸絲工作高度，打磨齒輪上過高的棱角，直到齒輪旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的4個(gè)信號均在 4～6 個(gè)小杯子之間，且信號穩(wěn)定連續(xù)，機(jī)械觸點(diǎn)在剛接觸和即將脫離時(shí)無接觸不良現(xiàn)象[7]為止。

5 結(jié)語

流速儀在檢定前維修和檢定后使用時(shí)，應(yīng)了解掌握流速儀支撐結(jié)構(gòu)、發(fā)信結(jié)構(gòu)等工作原理，熟悉各零部件工作狀態(tài)和檢查判斷方法，及時(shí)排除各種故障，使流速儀狀態(tài)達(dá)到檢定和使用的要求，確保流速儀檢定公式穩(wěn)定可靠，有效提高測驗(yàn)數(shù)據(jù)精度，為獲取準(zhǔn)確的水文資料打下良好基礎(chǔ)。

[1] 姚永熙，李剛，張?jiān)x，等. 直線明槽中的轉(zhuǎn)子式流速儀檢定/校準(zhǔn)方法：GB/T 21699—2008 [S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008: 4.

[2] 姚永熙，王志毅，李剛. 轉(zhuǎn)子式流速儀：GB/T 11826—2002[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003: 2.

[3] 楊威，金福一. 轉(zhuǎn)子式流速儀信號感測機(jī)構(gòu)機(jī)件位置的調(diào)整 [J]. 人民黃河，2017 (1): 18-20.

[4] 姚永熙. 水文儀器與水利水文自動(dòng)化[M]. 南京：河海大學(xué)出版社，2001: 88.

[5] 李劍輝，金福一. 旋杯式低流速儀應(yīng)用與維護(hù)保養(yǎng) [J]. 水利水文自動(dòng)化，2010 (1): 63-64.

[6] 金福一. LS45A 型流速儀特殊檢定與檢查方法探討[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2015 (5): 1-3.

[7] 金福一. 流速儀信號采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 水文，2016 (1):88-91.