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Dix astuces supérieures de couple

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Dix astuces supérieures de couple

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Les arbres d'entraînement fournissent la puissance comme force rotatoire, et dans la plupart des applications il y a un besoin de connaître la quantité d'énergie dans le système. Mais l'obtention des mesures d'un axe de rotation exige de l'ingéniosité de construction, tellement ici Tony Ingham de la technologie des sondes en courses de Banbury par les fondements.

1. Le couple est une force de rotation et, parce que chaque matériel à partir dont un arbre d'entraînement peut être fait a un degré d'élasticité, c'est également une force de vrillage qui déforme l'axe en direction de la rotation. Cette déformation est habituellement seulement très légère, mais il est massivement important quand il s'agit de couple de mesure.

2. Probablement la manière la plus commune de mesurer le couple dans un axe de rotation est de coller des jauges de contrainte sur elle. Une jauge de contrainte est effectivement un zig-zag de fil encapsulé dans un substrat flexible pour la protection. Quand l'axe tord sous le couple le zig-zag sera étiré, qui changera son impédance électrique. Par conséquent, la résistance du fil est proportionnelle au couple dans l'axe.

Cependant, il y a un problème dans lequel les avances électriques reliées aux jauges de contrainte enrouleraient autour de l'axe pendant qu'il tournait et par la suite instantané. Heureusement, il y a des solutions à ceci, qui nous regarderons plus tard.

3. En fait, c'est normale pratiquent pour employer non une, mais quatre jauges de contrainte espacées le long de l'axe. Tous sont à 45deg à la direction de la rotation, à deux vers le gauche et à deux vers la droite. Ceux-ci sont alors reliés dans une configuration de pont de Wheatstone, qui produit un résultat électrique qui est linéairement proportionnel au couple dans l'axe car il tourne. Les circuits sont accomplis une alimentation d'énergie, amplificateur et un affichage, un enregistreur ou un ordinateur. Ceux-ci sont habituellement montés quelque part près de l'arbre d'entraînement dans un emplacement sûr et statique.

4. Nous venons maintenant sur l'éléphant dans la chambre. Comment relions-nous les pièces stationnaires du circuit au pont de Wheatstone de rotation ? Une réponse est des bagues coulissantes – colliers montés sur et se tenants fiers de l'axe, qui entre en contact avec les brosses statiques.

Malheureusement, les bagues coulissantes sont plutôt sensibles ; tellement le soin doit être pris dans leur utilisation. En outre, ils doivent être installés avec de la précision de sorte qu'un constant et même un contact soit en fonction maintenu.

En raison de l'usage de brosse, les bagues coulissantes ont besoin d'attention régulière et elles ne sont pas vraiment appropriées pour l'usage à long terme, ni au déploiement dans les environnements de travail durs. Il est également notable que le contact entre les brosses stationnaires et les colliers tournants créera un degré de bruit électrique qui, en particulier à des vitesses plus élevées, interférera la transmission de signal. Un point faible final des bagues coulissantes est qu'elles créent une force de résistance à l'avancement, qui doit être expliquée dans des mesures de signal et a fréquemment vérifié pour s'assurer qu'elle n'a pas changé en valeur.

5. Une alternative à la bague collectrice est le transformateur rotatoire, a parfois appelé une boucle inductive. Ceci se compose de deux bobines électriques adjacentes – une statique l'autre rotation avec l'arbre d'entraînement – le mouvement relatif dont induit un courant dans le transducteur.

Il n'y a aucun contact physique entre les bobines, ni entre l'axe et le transducteur, pourtant la puissance et les signaux sont passés entre eux. Ceci surmonte plusieurs des inconvénients des systèmes de bague collectrice ; installez est plus facile, l'opération est plus robuste, il n'y a aucun frottement et des opérations plus élevées de vitesse peuvent être adaptées.

Cependant, chaque transformateur rotatoire aura une vitesse de fonctionnement maximum due à son inertie. Ils sont également susceptibles du bruit et des erreurs, particulièrement si les bobines deviennent mauvaises.

6. Le prochain développement sur un capteur de couple est le type qui est basé sur la radiotélémétrie. Ceux-ci opèrent la bande de fréquence 2.4GHz internationalement sans permis et sont basés sur le concept de monter une collecte de récepteur de sorte qu'elle puisse communiquer avec les jauges de contrainte. La collecte peut réellement être beaucoup de mètres de l'arbre d'entraînement, à condition que la communication soit maintenue.

L'installation et l'entretien sont simples parce qu'il n'y a aucune bague collectrice à ajuster, des bobines pour aligner ou câblant pour s'adapter. Cependant, une batterie est exigée pour actionner les signaux, qui bien que petit et durable, exige la considération.

7. Peut-être le type final de capteur de couple est cela basé sur la détection des ondes de Rayleigh ou des ondes acoustiques extérieures (scies). Ce sont de non contact et emploient les jauges de contrainte piézoélectriques. Dans un capteur de SCIE, les vagues extérieures sont produites en passant une tension alternative à travers les terminaux de deux ont intercalé des rangées en forme de peigne, étendues sur une extrémité d'un substrat piézoélectrique. Une rangée de réception à l'autre bout du transducteur convertit la vague en signal électrique.

La fréquence de vague dépend de l'espacement des dents dans la rangée et la direction de la propagation des ondes est perpendiculaire aux dents. Par conséquent, n'importe quel changement de sa longueur, provoquée par les forces dynamiques de la rotation de l'axe, change l'espacement des dents et par conséquent de la fréquence de fonctionnement. Pour mesurer le couple dans un axe de rotation, deux capteurs de SCIE sont collés sur un axe à 45° à l'axe de la rotation. Quand l'axe est soumis pour serrer à la clé dynamométrique, un signal est produit, qui est transmis à la collecte stationnaire adjacente par l'intermédiaire des couples de rf. Intéressant, des scies ont été détectées la première fois par le monsieur-scientifique et le Prix Nobel du 19ème siècle Lord Rayleigh quand il étudiait la cause et les effets des tremblements de terre.

8. La sélection du type de transducteur de couple sera basée sur beaucoup de considérations comprenant : l'environnement de travail, la longueur prévue de l'opération, la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement, possibilités de connexion mécaniques et coûts. Il n'y a aucun “meilleur” global, mais un choix optimum pour chaque situation individuelle.

9. Le positionnement d'un capteur de couple peut être une décision compliquée si une lecture vraie doit être obtenue. Les inexactitudes peuvent s'introduire en raison des effets de toucher des éléments dans la boîte de vitesse, l'effet d'atténuation des propres accouplements de l'extrémité de l'arbre d'entraînement et l'entrave provoquée par les capteurs de type contact.

10. Le conseil final est que l'aide experte est habituellement disponible par la société fournissant votre capteur de couple. Se servir de ce service sauvera probablement le temps, l'argent et la frustration.