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Diez extremidades superiores del esfuerzo de torsión

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Diez extremidades superiores del esfuerzo de torsión

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Los ejes de transmisión entregan poder como fuerza rotatoria, y en la mayoría de los usos hay una necesidad de conocer la cantidad de poder en el sistema. Pero conseguir medidas de un eje de torneado requiere una cierta ingeniosidad que dirige, tan aquí Tony Ingham de la tecnología de los sensores en los funcionamientos de Banbury con los fundamentos.

1. El esfuerzo de torsión es una fuerza de torneado y, porque cada material del cual un eje de transmisión puede ser hecho tiene un grado de elasticidad, es también una fuerza que tuerce que deforma el eje en dirección de la rotación. Esta deformación es generalmente solamente muy leve, pero es masivo importante cuando se trata del esfuerzo de torsión de medición.

2. Probablemente la manera más común de medir el esfuerzo de torsión en un eje de torneado es pegar los indicadores de tensión sobre ella. Un indicador de tensión es con eficacia un zigzag del alambre encapsulado en un substrato flexible para la protección. Cuando el eje tuerce bajo esfuerzo de torsión el zigzag será estirado, que cambiará su impedancia eléctrica. Por lo tanto, la resistencia del alambre es proporcional al esfuerzo de torsión en el eje.

Sin embargo, hay un problema en el cual las ventajas eléctricas conectadas con los indicadores de tensión envolverían alrededor del eje mientras que dio vuelta y eventual rápido. Afortunadamente, hay soluciones al, que miraremos más adelante.

3. De hecho, es normal practica para utilizar no un, sino cuatro indicadores de tensión espaciados a lo largo del eje. Todos están a 45deg a la dirección de la rotación, dos al izquierdo y las dos a la derecha. Éstos entonces están conectados en una configuración del puente de Wheatstone, que produce una salida eléctrica que sea linear proporcional al esfuerzo de torsión en el eje pues gira. El conjunto de circuitos se termina con una fuente de alimentación, amplificador y una exhibición, un registrador o un ordenador. Éstos se montan generalmente en alguna parte cerca del eje de transmisión en una ubicación segura, estática.

4. Ahora venimos sobre el elefante en el cuarto. ¿Cómo conectamos las piezas inmóviles del circuito con el puente de Wheatstone de giro? Una respuesta es anillos colectores – cuellos montados sobre y que se colocan orgullosos del eje, que entra en contacto con cepillos estáticos.

Desafortunadamente, los anillos colectores son bastante delicados; tanto el cuidado se debe ejercitar en su uso. También, necesitan ser puestos con una cierta precisión de modo que un constante e incluso un contacto sea en funcionamiento mantenido.

Debido a desgaste del cepillo, los anillos colectores necesitan la atención regular y no son realmente convenientes para el uso a largo plazo, ni para el despliegue en ambientes de trabajo duros. Es también notable que el contacto entre los cepillos inmóviles y los cuellos giratorios creará un grado de ruido eléctrico que, particularmente a velocidades más altas, interfiera con la transmisión de la señal. Un defecto final de anillos colectores es que crean una fuerza de fricción, que se debe explicar en medidas de la señal y comprobó con frecuencia para asegurarse de que no ha cambiado en valor.

5. Una alternativa al anillo colectando es el transformador rotatorio, llamó a veces un lazo inductivo. Esto consiste en dos bobinas eléctricas adyacentes – una estática la otra rotación con el eje de transmisión – el movimiento relativo cuyo induce una corriente en el transductor.

No hay contacto físico entre las bobinas, ni entre el eje y el transductor, con todo el poder y las señales se pasan entre ellos. Esto supera muchas de las desventajas de los sistemas del anillo colectando; ponga es más fácil, la operación es más robusta, no hay fricción y operaciones más altas de la velocidad pueden ser acomodadas.

Sin embargo, cada transformador rotatorio tendrá una velocidad de funcionamiento máxima debido a su inercia. Son también susceptibles al ruido y a los errores, especialmente si las bobinas se alinean mal.

6. El desarrollo siguiente en un sensor del esfuerzo de torsión es el tipo que se basa en la telemetría de radio. Éstos actúan encendido la banda de frecuencia internacionalmente licencia-libre 2.4GHz y se basan en el concepto de montar una recogida del receptor de modo que pueda comunicar con los indicadores de tensión. La recogida puede realmente ser muchos metros del eje de transmisión, siempre y cuando se mantiene la comunicación.

La instalación y el mantenimiento son directos porque no hay anillo colectando a ajustar, bobinas alinear o telegrafiando para acomodar. Sin embargo, una batería se requiere para accionar las señales, que aunque sea pequeño y duradero, requiera la consideración.

7. Quizás el último tipo de sensor del esfuerzo de torsión es ése basado en la detección de ondas de Rayleigh o de ondas acústicas superficiales (sierras). Éstos son sin contacto y utilizan los indicadores de tensión piezoeléctricos. En un sensor de la SIERRA, las ondas superficiales son producidas pasando un voltaje alterno a través de los terminales de dos interpolaron los órdenes peine-formados, puestos sobre un extremo de un substrato piezoeléctrico. Un arsenal de recepción en el otro extremo del transductor convierte la onda en una señal eléctrica.

La frecuencia de la onda es dependiente sobre el espaciamiento de los dientes en el arsenal y la dirección de la propagación de onda es perpendicular a los dientes. Por lo tanto, cualquier cambio en su longitud, causada por las fuerzas dinámicas de la rotación del eje, altera el espaciamiento de los dientes y por lo tanto de la frecuencia de funcionamiento. Para medir el esfuerzo de torsión en un eje de rotación, dos sensores de la SIERRA se enlazan a un eje en 45° al eje de la rotación. Cuando el eje se sujeta para apretar, se produce una señal, que se transmite a la recogida inmóvil adyacente vía los pares del RF. Interesante, las sierras primero fueron detectadas por el caballero-científico y el premio Nobel del siglo XIX Lord Rayleigh cuando él investigaba la causa y los efectos de terremotos.

8. La selección del tipo de transductor del esfuerzo de torsión será basada en muchas consideraciones incluyendo: el ambiente de trabajo, la longitud prevista de la operación, la velocidad rotatoria del eje de transmisión, opciones de conexión mecánicas y costes. No hay ‘el mejor total’, sino una opción óptima para cada situación individual.

9. La colocación de un sensor del esfuerzo de torsión puede ser una decisión complicada si se va una lectura verdadera a ser obtenida. Las inexactitudes pueden entrar silenciosamente debido a los efectos de colindar elementos en el tren de la impulsión, el efecto que humedece de propios acoplamientos del extremo del eje de transmisión y la fricción causada por el contacto-tipo sensores.

10. La última pieza de consejo es que la ayuda experta está generalmente disponible a través de la compañía que suministra su sensor del esfuerzo de torsión. La utilidad de este servicio ahorrará probablemente tiempo, el dinero y la frustración.