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Zehn Spitzendrehmomentspitzen

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Zehn Spitzendrehmomentspitzen

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Antriebswellen liefern Energie als Drehkraft, und in den meisten Anwendungen gibt es einen Bedarf, die Menge von Energie im System zu kennen. Aber das Erhalten von Maßen von einer Drehenwelle erfordert etwas Technikscharfsinn, so hier Tony Ingham von der Sensortechnik in Banbury-Läufen durch die Grundlagen.

1. Drehmoment ist eine Drehenkraft und, weil jedes Material, von dem eine Antriebswelle hergestellt werden kann, einen Grad Elastizität hat, ist es auch eine verdrehende Kraft, die die Welle in Richtung der Rotation verformt. Diese Deformation ist normalerweise nur sehr geringfügig, aber es ist enorm wichtig, wenn es um messendes Drehmoment geht.

2. Vermutlich ist die allgemeinste Weise, Drehmoment in einer Drehenwelle zu messen, Dehnungsmessgeräte auf sie zu kleben. Ein Dehnungsmessgerät ist effektiv ein Zickzack des Drahtes eingekapselt in einem flexiblen Substrat für Schutz. Wenn die Welle unter Drehmoment sich verdreht, wird der Zickzack ausgedehnt, der seinen elektrischen Widerstand ändert. Deshalb ist der Widerstand des Drahtes zum Drehmoment in der Welle proportional.

Jedoch gibt es ein Problem, in dem die elektrischen Führungen, die an die Dehnungsmessgeräte Bauerntrick die Welle angeschlossen wurden wurden, während sie und schließlich Schnell sich drehte. Glücklicherweise gibt es Lösungen zu diesem, die wir später betrachten.

3. Tatsächlich ist es übt, um keine, aber vier Dehnungsmessgeräte zu benutzen normal, die entlang der Welle gesperrt werden. Alle sind an 45deg zum Drehsinn, an zwei nach links und an zwei rechts. Diese werden dann in eine Wheatstone-Brückenkonfiguration angeschlossen, die einen elektrischen Ertrag produziert, der linear zum Drehmoment in der Welle proportional ist, da sie sich dreht. Der Schaltkreis wird mit einer Stromversorgung, Verstärker und eine Anzeige, ein Recorder oder ein Computer abgeschlossen. Diese werden normalerweise irgendwo nah an der Antriebswelle in einen sicheren, statischen Standort angebracht.

4. Wir kommen jetzt auf den Elefanten im Raum. Wie schließen wir die stationären Teile des Stromkreises an die spinnende Wheatstone-Brücke an? Eine Antwort ist Schleifringe – die Krägen, die auf angebracht werden und auf die Welle stolz gestanden sind, die mit statischen Bürsten in Verbindung tritt.

Leider sind die Schleifringe ziemlich empfindlich; soviel muss Sorgfalt in ihrem Gebrauch ausgeübt werden. Auch sie müssen mit etwas Präzision gegründet werden, damit ein konstantes und ein sogar Kontakt instandgehaltenes in Kraft ist.

Wegen der Bürstenabnutzung benötigen Schleifringe regelmäßige Aufmerksamkeit und sie sind nicht für langfristigen Gebrauch noch für Entwicklung in den rauen Arbeitsbereichen wirklich passend. Es ist auch bemerkenswert, dass der Kontakt zwischen den stationären Bürsten und den drehenden Krägen einen Grad elektrische Geräusche schafft, der, besonders mit höheren Geschwindigkeiten, Signalübertragung behindert. Ein abschließender Schwachpunkt von Schleifringen ist, dass sie eine Widerstandkraft schaffen, die in den Signalmaßen erklärt werden muss und häufig überprüfte, um zu überprüfen, ob sie nicht im Wert geändert hat.

5. Eine Alternative zum Schleifring ist der Drehtransformator, nannte manchmal eine induktive Schleife. Dieses besteht aus zwei angrenzenden Spulen – einer statisch das andere Drehen mit der Antriebswelle – die relative Bewegung, von der einen Strom im Wandler verursacht.

Es gibt keinen Körperkontakt zwischen den Spulen noch zwischen Welle und Wandler, dennoch werden Energie und Signale zwischen sie geführt. Dieses überwindt viele der Nachteile der Schleifringsysteme; gründen Sie ist einfacher, ist Operation robuster, gibt es keine Reibung und höhere Geschwindigkeitsoperationen können untergebracht werden.

Jedoch hat jeder Drehtransformator eine maximale Arbeitsgeschwindigkeit wegen seiner Trägheit. Sie sind auch gegen Geräusche und Fehler anfällig, besonders wenn die Spulen falsch ausgerichtet werden.

6. Die folgende Entwicklung auf einem Drehmomentsensor ist die Art, die auf Funkfernmessung basiert. Diese lassen an das international Lizenz-freie Band der Frequenz 2.4GHz laufen und basieren auf dem Konzept der Befestigung einer Empfängeraufnahme, damit sie die Dehnungsmessgeräte verbunden sein kann. Die Aufnahme kann viele Meter von der Antriebswelle wirklich sein, solange Kommunikation aufrechterhalten wird.

Installation und Wartung sind direkt, weil es keinen Schleifring gibt, zu justieren, Spulen übereinzustimmen oder verkabelnd, um unterzubringen. Jedoch wird eine Batterie angefordert, um die Signale anzutreiben, die, obgleich klein und langlebig, Erwägung erfordert.

7. Möglicherweise ist die entscheidende Art des Drehmomentsensors die, die auf der Entdeckung von Rayleigh-Wellen oder von akustischen Oberflächenwellen (Sägen) basiert. Diese sind berührungsfrei und benutzen piezoelektrische Dehnungsmessgeräte. In einem SÄGE-Sensor werden die Oberflächenwellen, indem man eine Wechselspannung über den Anschlüssen von zwei führt, verschachtelten die Kamm-förmigen Reihen produziert, gelegt auf ein Ende eines piezoelektrischen Substrates. Eine empfangende Reihe am anderen Ende des Wandlers wandelt die Welle in ein elektrisches Signal um.

Die Wellenfrequenz ist nach dem Abstand der Zähne in der Reihe abhängig und die Richtung der Wellenausbreitung ist zu den Zähnen senkrecht. Deshalb ändert jede mögliche Änderung in seiner Länge, verursacht durch die dynamischen Kräfte der Rotation der Welle, den Abstand der Zähne und folglich der Arbeitsfrequenz. Um das Drehmoment in einer drehenden Welle zu messen, werden zwei SÄGE-Sensoren zu einer Welle an 45° zur Drehachse verpfändet. Wenn die Welle unterworfen wird, um zu drehen, wird ein Signal produziert, das der angrenzenden stationären Aufnahme über die Rf-Paare übermittelt wird. Interessant wurden Sägen zuerst Herrwissenschaftler und vom Nobelpreisträger vom des 19. Jahrhunderts Lord Rayleigh ermittelt, als er die Ursache und die Effekte von Erdbeben nachforschte.

8. Auswahl der Art des Drehmomentwandlers basiert auf vielen Erwägungen einschließlich: der Arbeitsbereich, die erwartete Länge der Operation, die Drehzahl der Antriebswelle, mechanische Anschlussmöglichkeiten und Kosten. Es gibt kein Gesamt‚bestes‘, aber eine optimale Wahl für jede einzelne Situation.

9. Einen Drehmomentsensor in Position zu bringen kann eine schwierige Entscheidung sein, wenn eine wahre Lesung erreicht werden soll. Ungenauigkeiten können sich einschleichen wegen der Effekte des Angrenzens von Elementen im Getriebe, von Dämpfungseffekt eigener Endenkoppelungen der Antriebswelle und von Widerstand, der durch Kontakt-artige Sensoren verursacht wird.

10. Der abschließende Ratschlag ist, dass sachverständige Hilfe normalerweise durch die Firma verfügbar ist, die Ihren Drehmomentsensor liefert. Das Nützen dieses Services speichert vermutlich Zeit, Geld und Frustration.