Щоб розробити ефективну стратегію технічного обслуговування, необхідно глибоке розуміння внутрішньої структури та принципу роботи датчиків крутного моменту. Лише знаючи не лише те, що він робить, а й чому він працює, можна спрямувати технічне обслуговування та уникнути потенційних ризиків сліпої роботи. Датчики крутного моменту бувають багатьох типів, але їхня основна функція залишається незмінною: вимірювання крутного моменту на валу та перетворення його на стандартний вихідний електричний сигнал.
Наразі найбільш широко використовувані типи в промисловості включають тензометричний тип, магнітопружний тип, тип різниці фаз (магнітострикційний) і оптичний тип, серед яких тензометричний тип домінує завдяки своїй розвиненій технології, високій-ефективності та широкому застосуванню. Ми зосередимося на тензодатчиках крутного моменту, а також розглянемо інші типи, проаналізувавши конкретні вимоги до їх структурних характеристик для обслуговування.
Суть тензодатчика крутного моменту полягає в поєднанні пружного корпусу та тензодатчика. Еластичний корпус зазвичай виготовляється з-високоміцної легованої сталі або нержавіючої сталі, яка має прецизійну механічну та термічну-обробку, має відмінні пружні властивості та стійкість до втоми. Тензодатчик опору прикріплюється до певних місць на еластичному тілі (зазвичай у зонах концентрації напруг) за допомогою спеціального процесу з’єднання. Коли крутний момент прикладається до валу датчика, еластомер зазнає невеликої торсійної деформації, в результаті чого тензодатчики, прикріплені до його поверхні, розтягуються або стискаються, що призводить до зміни опору.
Ці тензодатчики зазвичай утворюють мостову схему Вітстона, перетворюючи хвилинну зміну опору на вихідний сигнал напруги рівня мілівольт-. Цей процес, який здається простим, насправді пред'являє надзвичайно високі вимоги до цілісності механічної структури, стабільності клею та збалансованості контуру. Будь-які незначні механічні пошкодження, старіння клею або вологість у ланцюзі можуть порушити баланс моста, що призведе до дрейфу-нульової точки, зниження чутливості або навіть спотворення сигналу.
На додаток до основного датчика, сучасні датчики крутного моменту також інтегрують схему формування сигналу, мережу температурної компенсації, пристрої захисту від перевантаження та герметичну конструкцію корпусу. Схема формування сигналу підсилює, фільтрує та перетворює слабкий мостовий сигнал у стандартний аналоговий (наприклад, 0-10 В, 4-20 мА) або цифровий (наприклад, RS485, CANopen, EtherCAT) вихід. Мережа температурної компенсації компенсує вплив змін температури навколишнього середовища на опір тензодатчика та модуль еластомеру, забезпечуючи узгоджені вимірювання за різних температурних умов. Пристрої захисту від перевантаження (такі як механічні обмежувальні блоки) призначені для запобігання випадковому перевантаженню, яке спричиняє пластичну деформацію або руйнування еластомеру. Конструкція ущільнення корпусу несе важливу відповідальність за захист від пилу, води та мастила; його рейтинг IP безпосередньо визначає здатність датчика працювати в суворих умовах.
Хоча принципи магнітопружних датчиків або датчиків різниці фаз відрізняються, логіка їх обслуговування схожа. Ці датчики використовують властивість, що проникність феромагнітних матеріалів змінюється під дією сили, або вимірюють крутний момент, виявляючи невелику різницю фаз між вхідним і вихідним валами. Зазвичай їм не потрібні контактні кільця чи контактні струмоприймачі, що забезпечує без{2}}контактну передачу сигналу, таким чином володіючи властивими перевагами щодо зносостійкості та-необслуговування.
Однак це не означає, що вони можуть повністю ігнорувати обслуговування. Стабільність магнітного кола, ізоляційні характеристики котушки, чистота повітряного проміжку та розсіювання тепла електронним блоком також є ключовими факторами, що впливають на їх -тривалу надійність. Оптичні датчики залежать від деформації решіток або оптичних волокон для визначення крутного моменту та надзвичайно чутливі до пилу, масла та вирівнювання оптичного шляху; тому очищення та захист є особливо важливими.