摘要:針對當(dāng)前氣體流量計種類規(guī)格多樣化，零部件利用率低，導(dǎo)致生產(chǎn)廠家面臨產(chǎn)品競爭力不足的問題，文章通過對多種流量計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行合理分解和圖析，提出并論述了通用化設(shè)計在流量計產(chǎn)品開發(fā)中的實用性和積極意義。
　　在天然氣工業(yè)中，氣體流量儀表扮演著極為重要的角色，承擔(dān)了管網(wǎng)運(yùn)行控制和貿(mào)易交接計量的任務(wù)，它具有科學(xué)性、正確率和公正性，其計量數(shù)據(jù)是供需雙方財務(wù)結(jié)算的憑證。隨著天然氣在一一次能源消費中的占比不斷提高，氣體流量計在城市燃?xì)庑袠I(yè)中的應(yīng)用變得更加廣泛，目前國內(nèi)主流上使用較多的流量計主要有渦輪流量計、腰輪流量計、漩渦流量計以及日趨成熟的超聲流量計等。
　　由于天然氣管道計量所涉及的口徑、壓力等級、流量規(guī)格等參量都已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，且涵蓋的范圍比較大，還有在各應(yīng)用現(xiàn)場里，對流量計的具體計量參數(shù)的輸出要求也不盡相同，這些因素使流量計產(chǎn)品必須遵循系列化和多樣化。同時，近十年來，為緊跟信息化、智能化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，天然氣企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行管理已經(jīng)從傳統(tǒng)管理過渡到現(xiàn)代化管理，對氣體流量計的自動充值、預(yù)付費、無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程等智能化技術(shù)提出更多新的要求，使產(chǎn)品功能更趨先進(jìn)和復(fù)雜。.流量計生產(chǎn)廠家為了滿足燃?xì)夤�司對各種技術(shù)的需求，以占據(jù)更有利市場地位，也不得不及時應(yīng)對，開發(fā)有更多新進(jìn)功能的流量計產(chǎn)品。
　　由此，從各類流量計里產(chǎn)生了不同的型式系列，系列常包括數(shù)十、上百個規(guī)格，包括衍生出來相應(yīng)的IC卡控流量計等，全部產(chǎn)品的規(guī)格數(shù)量往往變得非常龐大。尤其在市場需求緊迫的情況下，常因技術(shù)規(guī)劃工作不到位，各產(chǎn)品的項目.小組顧自開發(fā)，彼此橫向溝通不足，使得很多功能相同或相近的設(shè)計結(jié)構(gòu)無法通用，以致產(chǎn)品零部件種類的劇增，給生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品制造、售后及配件管理帶來很大的困難和較高的管理成本"。
　　據(jù)此，本文從幾大類常用流量計產(chǎn)品的整體出發(fā)，對它們基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分解和梳理，從中探尋并整理出其設(shè)計共性，為企業(yè)能更科學(xué)合理地開展相應(yīng)的通用化設(shè)計提供一-種思路，以便解決上述問題。
1通用化設(shè)計與應(yīng)用
1.1通用化概念
　　產(chǎn)品通用化是指同一類型不同規(guī)格或不同類型的產(chǎn)品和裝備中，用途相同、結(jié)構(gòu)相近似的零部件，經(jīng)過統(tǒng)-一以后，可以彼此互換的標(biāo)準(zhǔn)化形式。可見，通用化設(shè)計是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作的一個重要部分，其應(yīng)用程度是衡量企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。通過在新產(chǎn)品開發(fā)過程中推行通用化設(shè)計，能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，穩(wěn)定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大生產(chǎn)批量，促進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用和生產(chǎn)水平的提高口。
1.2功能結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
　　通用化以零部件的互換為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)功能和幾何結(jié)構(gòu)的一-致性上。流量計的通用化設(shè)計工作.必須建立在對其產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)的正確把握和深人分析的基礎(chǔ)上。
(1)渦輪流量計類功能結(jié)構(gòu)
　　目前渦輪流量計類包含有幾個大系列產(chǎn)品，主要有帶機(jī)械計數(shù)器系列，智能修正系列和預(yù)付費IC卡控系列。各系列產(chǎn)品的一次儀表皆以渦輪流量計基表為基礎(chǔ)發(fā)展起來，在具備正確流量計量的同時，有各自使用方面和功能上的側(cè)重。其中，智能修正系列按防爆等級不同分有標(biāo)準(zhǔn)的本安型和隔爆型，外加經(jīng)濟(jì)型共三個小系列�？筛鶕�(jù)該類產(chǎn)品的主要功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，分解后的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)見圖1。該類各系列將主要通過圖示中幾大結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行組合，實現(xiàn)各自獨立的功能產(chǎn)品。例如，帶機(jī)械計數(shù)器的渦輪流量計系列產(chǎn)品，功能結(jié)構(gòu)組成主要是件1、2、3、8和9,智能修正的本安型系列主要由件1、4.1、6、7、8和9組成，預(yù)付費卡控系列由件1、5、6、7、8和9組成。
 
(2)腰輪流量計類功能結(jié)構(gòu)
　　腰輪流量計類是目前城市燃?xì)獾蛪憾说闹饕�工商計量產(chǎn)品，根據(jù)使用要求不同，分有帶機(jī)械計數(shù)器系列，智能修正系列和預(yù)付費IC卡控三大系列。智能系列分有標(biāo)準(zhǔn)本安型和經(jīng)濟(jì)型兩小系列。該類產(chǎn)品以腰輪基表為基礎(chǔ)，主要功能結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)見圖2。其中如帶機(jī)械計數(shù)器系列包含了件1、2、3和8，智能修正經(jīng)濟(jì)型系列包含了件1、4.2、6、7和8，預(yù)付費卡控系列由件1、5、6、7和8組成。
 
(3)漩渦流量計類功能結(jié)構(gòu)
　　該漩渦流量計類產(chǎn)品必須通過智能修正，主要由智能修正系列和預(yù)付費IC卡控兩大系列，智能修正分有標(biāo)準(zhǔn)本安型、隔爆型系列和經(jīng)濟(jì)型共.三小系列。該類產(chǎn)品主要功能結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)見圖3。其中如智能隔爆型組成由件1、2.2、4、5、6,預(yù)付費卡控系列由件1、3、4、5和6組成。
 
(4)超聲流量計類功能結(jié)構(gòu)
　　超聲流量計也必須通過智能修正，該類產(chǎn)品多基于工作壓力范圍和對精度要求的不同，來設(shè)計不同聲道數(shù)的系列。不同系列流量計的基表結(jié)構(gòu)差異相對較大，但與以上三類流量計的仍有相同的功能結(jié)構(gòu)部分，具體系統(tǒng)如圖4所示。
 
1.3通用化應(yīng)用
　　通過對以上四大類流量計的功能結(jié)構(gòu)分解和梳理，可以大致清楚它們所衍生出來各系列產(chǎn)品的設(shè)計組成特點，以及所包含的各主要部分，歸.納后詳見表1。
 
(1)機(jī)械計數(shù)器是流量計的表頭的主要部分，按十進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給，用于輸出顯示以立方米為單位的工況體積累積量，在渦輪流量計和腰輪流量計中功能一致。機(jī)械計數(shù)器本身為標(biāo)準(zhǔn)化部件,是比較容易實現(xiàn)互用的。如果通過模塊化集成設(shè)計，可將其與支座和外罩等零件組成一個獨立的表頭模塊，可設(shè)計成更大的通用部件。
(2)傳動零部件主要是塑料齒輪零件，主要應(yīng)用于機(jī)械式的渦輪流量計和腰輪流量計中，通過齒輪的多級傳動與調(diào)節(jié)，將基表內(nèi)部的渦輪和腰輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速正確傳輸?shù)綑C(jī)械計數(shù)器。流量計涉及的齒輪種類和數(shù)量很大，且基本是要依靠專門的模具來進(jìn)行注塑生產(chǎn)，對管理和使用極為不便。如果通過對兩類產(chǎn)品合理的設(shè)計規(guī)劃，并結(jié)合正確的計算，采用相同模數(shù)和結(jié)構(gòu)的齒輪設(shè)計是可行的，能實現(xiàn)大部分齒數(shù)的共用。這樣僅在齒輪模具制作.上就可節(jié)省大筆的費用。
(3)智能修正儀是智能系列流量計的表頭部分，連接在基表上。它把從基表提取的流量、溫度和壓力的電信號進(jìn)行綜合運(yùn)算處理，并進(jìn)行LCD顯示和輸出，同時可具備存儲、報警和無線遠(yuǎn)傳等多種功能。根據(jù)防爆等級和集成功能模塊的不同，而分有多種型式系列，每一-種型式的修正儀表頭在各流量計中的功能基本相似，通過合理設(shè)計是可以實現(xiàn)外形、聯(lián)接和電路結(jié)構(gòu)的通.用的。
(4)預(yù)付費IC卡控的表頭實際上也是--種智.能修正儀，除了具備常規(guī)修正儀的功能外，它增加了IC卡控的功能，另外，在基表連接有可控制管道開關(guān)的閥門。該產(chǎn)品主要為便于燃?xì)夤�司收繳氣費的需求而開發(fā)的。該型式的系列產(chǎn)品的表頭和閥門部分都是可以能在各類流量計中進(jìn)行互.相借用。
(5)溫度傳感器和壓力傳感器，是流量計中用于測量管道氣體溫度和壓力的兩個功能部件，使用要求非常明確，均可采用模塊化結(jié)構(gòu)與基表殼體連接，而實現(xiàn)通用。其中，溫度傳感器按流量計標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)深人管徑內(nèi)部三分之一的位置，為解決傳感器本身的通用性，可采用隔離套的安裝結(jié)構(gòu)，根據(jù)口徑的不同，適當(dāng)設(shè)計幾個規(guī)格的隔離套。
2通用化設(shè)計意義
　　伴隨流量計型式的持續(xù)升級拓展和零部件數(shù)量的逐年龐大，企業(yè)的產(chǎn)品經(jīng)營效率對市場競爭的作用將愈加顯現(xiàn)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和通用化工作就變得愈發(fā)重要。雖然通過各種信息化管理和先進(jìn).制造可改善對產(chǎn)品的運(yùn)作效力，但從根本上具備牽--發(fā)而動全身，投入低而取效大的，依然是在設(shè)計的方法上。因此，跨流量計類的通用化設(shè)計，對流量計廠家的重要性是不言而喻的。
(1)該通用化設(shè)計的應(yīng)用，可有效縮短流量計產(chǎn)品的研制周期，避免重復(fù)設(shè)計勞動，提高設(shè)計開發(fā)的效率與質(zhì)量。并且，在跨類通用基礎(chǔ)上，結(jié)合對各類流量計本身功能結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計，如上圖1中的加油泵部件，可在所有規(guī)格渦輪流.量計中互用。31這樣，一方面可簡化設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，另一方面又同時能對特別的功能模塊結(jié)構(gòu)進(jìn).行深度持續(xù)研發(fā)。.
(2)該通用化設(shè)計的應(yīng)用，可有效擴(kuò)大相應(yīng).零部件的采購和生產(chǎn)批量，提高自動化制造的效率和零件質(zhì)量。同時，也大大簡化了生產(chǎn)過程中對倉儲、配送的管理，節(jié)約了產(chǎn)品的整體制造和管理成本。
(3)通用化設(shè)計擴(kuò)大相應(yīng)零部件的使用率，減小零件種類，在產(chǎn)品后期的使用維修中，無論是在現(xiàn)場維修，還是返廠的維修，同樣具備便利性和高效性。
3結(jié)束語
　　雖然，通用化設(shè)計在制造業(yè)中的應(yīng)用早已非常普遍，但由于它是一一個系統(tǒng)性的工作，牽涉到的方面比較多。氣體流量計企業(yè)最終如何能在自己產(chǎn)品中更大范圍地進(jìn)行推廣和深人，真正實現(xiàn).和提高自身產(chǎn)品的競爭力，除了具備合理設(shè)計外，還需要企業(yè)有足夠的重視和有效的管理實施。

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