Система измерения крутящего момента

Система измерения крутящего момента предназначен для проведения периодических и ресурсных испытаний различных движущих элементов конструкций, например лопастей турбин, вертолетов.

Возможности

систем измерения крутящего момента

Статические испытания
Динамические испытания
Комплексные испытания
Измерение крутильных колебаний
Тарировка датчиков

Принцип работы

систем измерения крутящего момента

В зависимости от выполняемой задачи, система измерения крутящего момента может быть исполнена в двух вариантах:

  • на базе цифровых датчиков ZETSENSOR;
  • на базе тензометрической станции ZET 017-T8.

Система измерения крутящего момента

на базе ZETSENSOR

Чувствительным элементом системы является тензомост, который реагирует на деформацию вала. Определение крутящего момента осуществляется измерительными модулями ZET 7110 (статические испытания) или  ZET 7111 (динамические испытания) в зависимости от поставленной задачи (подробное руководство по подключению тезорезисторов к модулям ZETSENSOR см. Формирование мостовых схем).

При проведении статических испытаний, передача данных на ПК осуществляется с помощью преобразователя интерфейса ZET 7174.

При проведении динамических испытаний, данные, полученные от измерительного модуля ZET 7111, записываются на автономный регистратор ZET 7173, установленный на валу. Для обеспечения питания автономного регистратора используются аккумуляторы.

Конфигурирование измерительных устройств в составе всей измерительной сети осуществляется с помощью преобразователя интерфейса ZET 7174.

Для контроля вибрации на валу применяются цифровые акселерометры ZET 7152-N или ZET 7152-E в лабораторном исполнении (пластиковый корпус).

Передача данных так же может производится по радиоканалу. Телеметрическая система ZET 7172 осуществляет беспроводную передачу данных от измерительной части на ПК через преобразователь интерфейса ZET 7174 или ZET 7176 для дальнейшей обработки информации. Модуль ZET 7172-S, входящий в телеметрическую систему, имеет встроенный датчик линейного ускорения ZET 7152-N, что позволяет определять частоту вращения без применения дополнительного оборудования.

Схема расположения системы измерения крутящего момента на валу

Модуль ZET 7172-S устанавливается на вращающемся элементе таким образом, чтобы ось Z встроенного датчика ZET 7152-N была направлена перпендикулярно оси вращения, а ось Y — по касательной к окружности вала. При вращении вала, датчик по оси Y будет определять линейную скорость.

7172-S - частота вращения.Осциллограф

7172-S - частота вращения

Система является масштабируемой и идеально подходит для случаев, когда точки измерения удалены друг от друга.

Для проведения измерений используется программа, реализованная в SCADA ZETVIEW.

SCADA проект Измерение крутящего момента
SCADA проект Измерение крутящего момента

Система измерения крутящего момента может быть реализована как самостоятельная система, так и в составе измерительной системы на базе цифровых модулей ZETSENSOR.

Измерительная система на базе цифровых модулей ZETSENSOR


Система измерения крутящего момента также может использоваться для определения крутильных колебаний, связанных с неравномерностью вращающего момента по времени или момента сопротивления. В данном случае необходимо использовать два стандартных комплекта системы, установленных на противоположных участках вала. Частота крутильных колебаний рассчитывается при помощи программы «Анализ крутильных колебаний и гармоник» из состава ПО ZETLAB ANALIZ.

Анализ нелинейных искажений ПО ZETLAB

При проведении торсиографирования и измерении крутильных колебаний коленчатого вала двигателя, параметры крутильных колебаний привязывают к углу поворота и частоте вращения коленчатого вала. В связи с чем становится необходимым регистрировать угол поворота коленчатого вала от положения Верхней Мертвой Точки (далее — ВМТ).

Для решения данной задачи используется цифровой акселерометр ZET 7152-N, входящий с состав системы динамических испытаний на базе ZETSENSOR. Датчик может быть установлен непосредственно на валу или на некотором расстоянии R от оси вращения вала. Как правило, на вращающихся элементах электродвигателей наносится специальная метка, соответствующая нулевой точке отсчета количества полных оборотов. Для коленчатых валов нулевая метка положения вала может соответствовать ВМТ. Корректность показаний обусловлена расположением чувствительного элемента акселерометра в соответствии с нулевой меткой положения вала.

Расчёт будет вестись от нулевого положения по оси Y, а направление осей чувствительного элемента должно быть следующим:

  • ось X — вдоль оси вращения вала;
  • ось Z — направлена к оси вращения вала.

ZET 7152-N OEM-исполнение с измерительными осями

Анализ нелинейных искажений. Полярные координаты.

Позиционирование датчика таким образом позволяет регистрировать сразу несколько важных параметров:

  • Ось X — ускорение по оси регистрирует биение вала.
  • Ось Y — переменное ускорение ±1 g, независимо от скорости вращения вала. Положение вала в полярных координатах соответствуют показаниям:
    • при положении 0° и 180° показания по оси Y будут соответствовать 0 g;
    • при повороте на 90° показания по оси Y будут соответствовать 1 g;
    • при повороте на 270° показания по оси Y будут соответствовать -1 g.
  • Ось Z — центробежное ускорение, расчитанное по формуле f²4π²R, а также модуляция ±1 g по оси Y.

Следовательно, расстояние R нужно подбирать таким образом, чтобы центробежное ускорение aц не превышало значения 16 g при использовании акселерометра ZET 7152-N (400 g при использовании ZET 7152-E).

Например, для частоты вращения 600 об/мин расстояние не должно превышать 40 мм.

Система измерения крутящего момента

на базе тензометрической станции ZET 017-T8

Чувствительным элементом стенда является датчик крутящего момента. Для испытаний изделий определенного типа в состав стенда также входит платформа с фиксатором для крепления датчика крутящего момента и испытуемого изделия. Для измерения крутящего момента датчик должен быть неподвижно закреплен с одной стороны, а с другой — крепиться к элементу, сообщающему крутящий момент.

Платформа стенда измерения крутящего момента

Платформа стенда измерения крутящего момента

Крепление датчика крутящего момента

Датчик крутящего момента подключается к тензометрической станции ZET 017-T8. Программное обеспечение ZETLAB TENZO, поставляемое с тензостанцией, позволяет проводить все виды тензоизмерений, например, торсиографирование.

Питание датчика осуществляется от встроенного генератора тензостанции, параметры питания задаются в программе «Генератор сигналов».

Для измерения крутящего момента с помощью тензодатчика и тензостанции используется программа «Тензометр». В настройках программы указывается чувствительность датчика и пределы измерений согласно паспорту. На индикаторе программы будет отображаться измеряемое значение крутящего момента.

Для построения графика изменения крутящего момента используется программа «Многоканальный осциллограф» — для отображения выбирается сигнал, создаваемый программой «Тензометр».

Сплошной контроль в автоматическом режиме

Для проведения комплексных испытаний стенд комплектуется пультом управления, который осуществляет согласование выхода испытуемого изделия и тензостанции, а также подачу тестирующих сигналов с тензостанции на испытуемое изделие. Также в состав автоматизированного стенда входит программируемый источник питания.

Стенд испытаний движущих элементов

Испытания проводятся автоматически, с помощью специализированного программного обеспечения «Измерение крутящего момента», реализованного в SCADA ZETVIEW. Пример программы приведен на рисунке ниже. По окончании испытаний формируется отчет по заданной форме, куда вносятся результаты измерений, графики и вывод о годности изделия.

Программа проведения приёмо-сдаточных испытаний в автоматическом режиме

Преимущества системы

системы измерения крутящего момента

Автоматизация

автоматический режим комплексных испытаний

Масштабируемость*

в зависимости от задачи строится измерительная сеть

Утверждено

сертифицированное оборудование в составе комплекса

Надёжность

стабильность характеристик в процессе эксплуатации

Дистанционность*

измерительная часть и рабочее место оператора стенда удалены друг от друга

Отчётность

отчёт формируется автоматически по заданной форме

* Система измерения крутящего момента на базе ZETSENSOR

Методика аттестации стенда

Для аттестации стенда, а также тарировки датчиков крутящего момента используется приспособление для контроля момента, которое устанавливается в фиксатор и имеет 2 плеча. Измерения проводят с помощью тензостанции ZET 017-T8 и программного обеспечения ZETLAB TENZO. Для измерения крутящего момента используется программа «Тензометр».

Схема тарировки датчиков крутящего момента

Схема тарировки датчиков крутящего момента

Тарировка датчиков крутящего момента

Тарировка датчиков крутящего момента

Грузы известной массы крепятся поочередно к правому и левому плечу на известном расстоянии, при этом измеряются крутящие моменты. Например, при установке груза массой 100 г на расстоянии 100 мм значение крутящего момента должно составлять 0,1 Н⋅м, массой 50 г — 0,05 Н⋅м, массой 200 г — 0,2 Н⋅м.

Варианты комплектации

системы измерения крутящего момента

Система измерения на базе ZETSENSOR (статические испытания) от 45 000 руб.

Система измерения на базе ZETSENSOR (динамические автономные испытания) от 145 000 руб.

Система измерения на базе ZETSENSOR (динамические испытания в реальном времени) от 155 000 руб.

Система измерения на базе тензометрической станции от 380 000 руб.

Система измерения крутящего момента может использоваться в качестве торсиографа для определения параметров критической нагрузки на валопровод.
Стоит учитывать параметры объекта при подборе необходимого комплекта оборудования:

  • на низких оборотах рекомендуется использовать систему измерения на базе ZETSENSOR для динамических испытаний в реальном масштабе времени;
  • на высоких — систему измерения на базе ZETSENSOR для динамических автономных испытаний.

Запросить стоимость системы измерения крутящего момента

Авторизация
*
*

один × 2 =

Потеряли пароль?

Политика конфиденциальности персональных данных

Регистрация
*
*
*

18 − тринадцать =

Политика конфиденциальности персональных данных

Генерация пароля

пять × четыре =