Анализ информации о системах диагностики (экспертизы технического состояния) узлов и систем ДВС

2.1. Переносные стенды и устройства для диагностирования системы ДВС. Модель, характеристика, иллюстрации. Принцип работы, схема, места установки 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.

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.

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

Для проведения измерений используется программа, реализованная в SCADA ZETVIEW.

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

СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

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.

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.

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 a_ц не превышало значения 8 g при использовании акселерометра ZET 7152-N (∼400 g при использовании ZET 7152-E).

Например, для частоты вращения 300 об/мин расстояние не должно превышать 40 мм.

Система измерения крутящего момента