Các phương pháp đo lực tác động lên trục động cơ quay (đo momen)

Làm thế nào để công việc hiệu quả hơn? Một chi tiết thường bị các nhà máy bỏ qua trong các quá trình sản xuất, đó là đo momen xoắn trên các trục động cơ hoặc máy phát điện. Bằng cách kiểm tra thường xuyên, có thể cảnh báo được hư hại của thiết bị đồng thời, thời gian chết sẽ được giảm.

Momen là gì?

Ở bài viết trước đây, chúng tôi đã nói sơ qua về định nghĩa này, hôm nay chúng tôi muốn giải thích thêm để quý vị rõ hơn. Momen là lực tác động lên các vật thể quay. Momen phản ứng (Reaction torque) là lực tác động lên các phần tử không quay. Thí dụ đơn giản như ta tác dụng lực lên tuốc nơ vít để vặn một con ốc, lực tác động lên trục tuốc nơ vít được hiểu là momen. Với momen quay, chúng ta thấy nhiều trong công nghiệp với động cơ lái các băng tải hoặc động cơ truyền động lên trục chân vịt của tàu cá,… Từ momen xoắn và tốc độ vòng quay, ta có thể tính được công suất (mã lực hoặc KW), công suất xác định được hiệu quả của hệ thống.

Công suất trục chính(kW)=

Momen(Nm) x Tốc độ (RPM) x ∏/30

Nguyên lý để đo được momen.

Hầu hết các cảm biến đo momen đều sử dụng strain gauge để chuyển từ tín hiệu điện trở sang tín hiệu điện, strain gauge được gắn lên cấu trúc mà lực tác động lên.

Các phương pháp để đo được momen.

Đo momen bằng phương pháp trực tiếp (có dây)

Cảm biến đo momen được gắn trực tiếp lên trục của cộng cơ.

Hình 1: Cảm biến được gắn lên trục

Cảm biến được gắn lên trục động cơ và kết nối cấp nguồn cũng như nhận dữ liệu bằng cáp nối. Các cảm biến này sẽ đưa ra các tín hiệu chuẩn và dễ dàng thu thập.

Đo momen bằng phương pháp không dây.

Trong trường hợp, chúng ta không thể tháo trục động cơ để gắn cảm biến vào, chúng ta có thể sử dụng cảm biến dán trực tiếp lên trục và từ tín hiệu ngõ ra cảm biến, ta có thể tính được momen. Với phương pháp này, người sử dụng sẽ dễ dàng can thiệp hơn lên trục đã có sẵn trong hệ thống.

Hình 2: Cảm biến được dán lên trục và truyền tín hiệu qua không dây.

Bằng cách sử dụng strain gauge, người sử dụng sẽ dễ dàng dán lên trục (hình 2). Cảm biến sẽ được cấp nguồn và xử lý tín hiệu bằng bộ điều khiển được gắn lên trục bằng dây đeo (hình 3)

Hình 3: Bộ điều khiển với nhiều kích thước phù hợp với trục

Nguồn cung cấp cho bộ điều khiển bằng PIN AA, có thể cấp nguồn lên đến 150 giờ. Bên cạnh đó, bộ điều khiển còn có ngõ vào cho cảm biến nhiệt độ, qua đó, chúng ta có thể đo được nhiệt độ trên trục. Tín hiệu từ bộ điều khiển sẽ truyền đến bộ nhận qua không dây bằng các ăng ten được bao quanh bộ điều khiển, đảm bảo tín hiệu luôn ổn định khi trục quay (hình 4)

Hình 4: Thiết bị gắn thực tế và truyền tín hiệu bằng ăng ten quanh trục

Tín hiệu từ ăng ten sẽ được truyền đến bộ nhận tín hiệu (hình 5). Từ đây, tín hiệu +/-10V sẽ được thu thập lại và sẽ tính được momen và nhiệt độ của trục.

Hình 5: Bộ nhận tín hiệu với ngõ ra chuẩn +/-10V.

Trong trường hợp, cần giám sát liên tục trong thời gian dài, pin AA không thể cấp nguồn liên tục cho cảm biến, phương pháp cấp nguồn và thu thập dữ liệu qua không dây sẽ được áp dụng. Một cuộn dây (Coil) sẽ cấp nguồn cho bộ điều khiển gắn trên trục thông qua chuẩn không dây để cấp cho bộ điểu khiển lẫn cảm biến (hình 6)

Hình 6: Hệ thống đo momen cấp nguồn và truyền nhận dữ liệu qua không dây

Tương tự như thiết bị cấp nguồn bằng PIN AA, Bộ nhận tín hiệu của hệ thống cấp nguồn và đo không dây sẽ cho ra tín hiệu +/-10V. Từ tín hiệu này, chúng ta sẽ sử dụng các bộ thu thập dữ liệu và đo được momen của trục.

Nếu quý vị cần hỗ trợ, hãy liên hệ với chúng tôi.