Company Logo
ООО "Измерительные Системы" представляет высококачественное измерительное оборудование из Германии - датчики крутящего момента, датчики силы, измерительную электронику, испытательные стенды.


Форма входа

Случайно

Тестирование шуруповертов с Li-Ion технологией

Тестирование шуруповертов с Li-Ion технологией

Fachhochschule Westküste: M. Thomsen, M. Lutzenberger Dipl.-Ing. T.Seydlitz, Prof. Dr.-Ing. R.Veyhl
Partner: LORENZ MESSTECHNIK GmbH

Оригинал статьи (.pdf, англ, ~ 320 кб)

Перевод АЛЬФА-СЕНСОР © 2010

Анализ проблемы и концепция решения

В последнее время наблюдается резкое увеличение применения литиево-ионных аккумуляторов (Li-Ion) в беспроводном инструменте, в частности – в шуруповертах. Высокие показатели характеристик (отсутствие эффекта памяти, полная мощность до конца разряда, малый саморазряд, высокая энергоемкость при малом весе и габаритах) сделали Li-Ion технологию очень популярной у известных производителей беспроводного инструмента.

Аккумуляторный шуруповерт с датчиком крутящего момента

Рис 1: Аккумуляторный шуруповерт с датчиком крутящего момента

Целью проекта исследований стало определение отличий обычной аккумуляторной технологии (Ni-Cd или Ni-MH) от новой технологии Li-Ion и выработки рекомендаций по выбору наилучшей из них.
В качестве объектов тестирования были использованы шуроповерт с аккумуляторами Li-Ion, с аккумуляторами Ni-MH и с аккумуляторами Ni-Cd. Непосредственными объектами тестирования являлись аккумуляторы. Для измерений и сбора данных применялся датчик крутящего момента DR-2153 / 20 Нм от Lorenz Messtechnik GmbH и цифровой регистратор “MEphisto Scope UM202” от Meilhaus Electronic. Обработка данных производилась при помощи ПО Agilent VEE 8.5.
Сравнение между аккумуляторными шуруповертами должно было быть выполнено в соответствии с фактическими условиями применения для получения достоверного результата оценки привода на валу шуруповертов.

Длительная нагрузка моделируемым 4X40 мм шурупом

Рис 2: Длительная нагрузка моделируемым 4x40 мм шурупом 

Характеристика момента 5X60 мм шурупа (сосна)

Рис. 3: Характеристика момента 5x60 мм шурупа (сосна)

Условия и спецификации

Сравнение шуруповертов и/или аккумуляторных технологий основано на длительной нагрузке, при которой моделируется закручивание деревянных шурупов в образцы из сосны. Это означает, что шуруповерты не закручивают "реальные" шурупы в "реальные" образцы, a они нагружаются постоянным крутящим моментом, который эквивалентен закручиванию реального шурупа (Рис. 3).
При полностью заряженном аккумуляторе, каждый из шуруповертов должен заворачивать "моделируемые" шурупы до момента заметного уменьшения мощности или до отключения электроники шуруповерта. На Рис. 2 показана долгосрочная регистрация скорости и крутящего момента шуруповерта с Li-Ion  аккумулятора при закручивании моделируемого 4x40 мм шурупа (постоянная нагрузка 1,2 Нм).
Для сравнительной оценки результатов, требуемый крутящий момент и время закручивания различных шурупов отображались для каждого шуруповерта. (Рис. 3).

Техническая реализация

Датчик крутящего момента Lorenz Messtechnik GmbH зажимается в быстрозажимной головке тестируемого аккумуляторного шуруповерта. Да другом конце механической передачи находится стандартное гексагональное гнездо (Рис. 1). Электрическое подключение датчика к регистратору MEphisto Meilhaus осуществляется через 2 BNC-разъема и 8-ми проводного кабеля.

Схема подключения датчика крутящего момента

Рис. 4: Схема подключения датчика крутящего момента

Генератор устанавливается на измерительной стороне датчика крутящего момента. Производимая мощность преобразуется в тепловую в реостате (Рис. 4). Посредством изменения нагрузки, могут быть смоделированы различные крутящие моменты, соответствующие различным длинам и диаметрам шурупа.
На выходе датчика текущий крутящий момент представлен как аналоговый сигнал по напряжению 0 … 10 В, а частота вращения шуруповерта как импульсный сигнал прямоугольной формы - 360 импульсов/оборот. Электрические сигналы преобразуются регистратором MEphisto Meilhaus и передаются на ПК через USB-интерфейс.
Измеренные значения обрабатываются при помощи ПО Agilent-VEE. Текущие значения отображаются на дисплее ПК и сохраняются в *.csv-файле каждых 100 миллисекунд. После окончания измерения результаты представляются в виде двух диаграмм (Рис. 5).

Рис. 5: Диаграммы крутящего момента и частоты вращения

Рис. 5: Диаграммы крутящего момента и частоты вращения

Результаты

Li-Ion технология подтвердила свои преимущества в области производства беспроводного инструмента. По сравнению с обычными шуруповертами хорошего качества, показатели шуруповертов с Li-Ion аккумуляторами превзошли все ожидания.
Все шуруповерты с Li-Ion аккумуляторами очень компактны, имеют меньший вес и и очень удобны в применении. Большое преимущество - постоянная мощность до момента фиксации.
После небольшого времени работы, отмечается существенная потеря мощности у обычных и дешевых аккумуляторных шуруповертов.
Данная методика измерений подходит не только для долговременных тестов, она позволяет также сделать запись последовательностей, которые требуют короткого времени выполнения. Например, при измерении "мягкого" вращающего момента или единичных процессов вворачивания шуруповертами.
*

Конвертер величин


Исходная величина:
Значение:

Требуемое значение:

Десятичный знак - "."


Книги!

Copyright ООО "Измерительные Системы" 2009-2013. Mr.Sanders.