Определение ограничительного момента и частоты вращения

Определение ограничительного момента и частоты вращения

Fachhochschule Westküste: T. Petersen, N. Johannsen, A. Busdorf,
Dipl.-Ing. Thomas Seydlitz, Prof. Dr.-Ing. Rainer Veyhl
Partner: Agilent Technologies Deutschland GmbH, Lorenz Messtechnik GmbH

Оригинал статьи (.pdf, англ, ~ 350 кб)

Перевод АЛЬФА-СЕНСОР © 2010

Анализ проблемы и концепция решения

В течение прошлого десятилетия, аккумуляторные шуруповерты заняли прочную позицию на рынке ручного инструмента изавоевали большую популярность у профессионалов и любителей. Большинство этих устройств оборудовано плавной настройкой ограничения крутящего момента, котороя производиться неопределенным способом. Таким образом эта настройка бесполезна для винтов и шурупов, требующих определенный момент затяжки.

Рис. 1: Установка для определения ограничительного крутящего момента

Цель проекта - разработка измерительной установки для регистрации ограничительного крутящего момента и частоты вращения аккумуляторного шуруповерта. Регистрация измеренных значений должна была производиться при реалистичных условиях для получение достоверных результатов (см. рис. 1)
Получение и накопление данных производилось при помощи датчика крутящего момента DR-2153 от Lorenz Messtechnik GmbH и цифрового регистратора MEphisto-1 от Meilhaus Electronic GmbH. Для обработки данных использовалось программное обеспечение Agilent VEE Pro 9.0.

Конструкция и спецификации

Различные конструкции для реализации механической нагрузки были разработаны и сравнены друг с другом согласно следующим критериям, чтобы гарантировать оптимальное макетирование для проекта.
Механическое устройство должно было воспроизводить нагрузку, отображая кривую крутящего момента максимально линейную, насколько это возможно при углах поворота аккумуляторного шуруповерта. Кроме того, должно было быть обеспечено то, что вращающий момент, приложенный к системе, не будет бесконтрольным.

Рис. 2: Временная диаграмма крутящего момента и частоты вращения

Программное обеспечение, должно было отображать пользовательский интерфейс, который демонстрирует насколько возможно достоверные данные в пределах определенного интервала времени и максимальные значения частоты вращения и крутящего момента. Также, должна была присутствовать функция архивации данных. (см. рис. 2).

Техническая реализация

Тестируемый аккумуляторный шуруповерт присоединен к 1\4 -дюймовому гексагональному концу вала датчика крутящего момента. Вал датчика крутящего момента связывает всю механическую конструкцию испытательной системы. Вращательное ддижение движение приводит к сжатию спиральной пружины, так, чтобы был произведен почти линейно возрастающий крутящий момент. (см. рис. 4)
Крутящий момент считывается с датчика крутящего момента DR-2153 как сигнал по напряжению 0...10 В. Частота вращения считывается с датчика в виде импульсного сигнала (360 прямоугольных импульсоав на оборот).

Рис. 3: Структурная схема расположения оборудования

Оба сигнала подавались через 8-ми полюсный разъем и 2 разъема BNC на цифровой регистратор MEphisto, который направлял данные в цифровом виде на ПК через интерфейс USB. (см. рис. 3)
Зарегистрированные сигналы обработывались и оцененивались программой Agilent VEE. Значения крутящего момента и частоты вращения в пределах определенного интервала времени отображались на двух диаграммах. Кроме того, максимальные значения обоих параметров отображались во время измерения. Пользователь мог сохранять измеренные значения файле CSV.

Рис. 4: Механическая конструкция установки для измерения крутящего момента

Результат

В пределах проекта был осуществлено измерение, настроенное для определения ограничительного крутящего момента компактных аккумуляторных шуроповертов.
С помощью операционного интерфейса программы, даже люди без особых знаний в прикладной технологии могут выполнить успешные измерения. Кроме того, это является подходящим решением в целях наглядного представления посредством мобильной и открытой конструкции механического нагружения.
В основном, механическая конструкция должна быть расценена как опытный образец. Из-за используемых материалов, конструкция подходит только  для небольших крутящих моментов (<2 Нм).
*

• Вперёд >