Вимірювання крутного моменту прокатки

 

Методи вимірювання.

Повний крутний момент прокатки, рівний сумі крутних моментів валків, можна визначити наступними методами.

1. За записаною на фотострічці кривою електричної потужності N і оборотам n приводного електродвигуна

, (3.52)

де — динамічний обертальний момент, приведений до валу електродвигуна.

 

2. За записаної на фотострічці кривої тиску Р металу на валки, якщо відомо плече а моменту:

(3.53)

3.По вимірюються за допомогою спеціальних приладів обертовим моментам на шпинделях валків або на корінному валу.

Перший метод незручний, якщо прокатка ведеться зі змінною швидкістю, як наприклад на блюмінгу, і необхідно обчислювати динамічний крутний моментМ_дин. Другий метод характери зуется невисокою точністю, так як зазвичай невідомо з доста точної точністю плече моменту. Третій метод найбільш точний і зручний, тому їм часто користуються.

При вимірюванні крутних моментівна шпинделях валків пол ний крутний момент прокатки визначають за формулою

(3.54)

де и -виміряний крутний момент на верхньому і нижньому шпинделях;

-виміряний крутний момент на шпинделі при холостому ході стану.

 

При вимірюванні крутного моменту на корінному валу обертовий момент прокатки знаходять по рівнянню

(3.55)

де — виміряний крутний момент на корінному валу при холостому ході стану.

 

Точність визначення крутного моменту прокатки залежить від точності застосовуваної вимірювальної апаратури і від точності обліку втрат на тертя.

Вимірювання крутного моменту за допомогою тензодатчиків опору.

При скручуванні вала переданим їм моментом найбільші поверхневі деформації спрямовані за двома взаємно перпен дікулярним осях х і у, нахиленим під кутом 45 ° до осі вала. Причому ці деформації рівні за величиною і протилежні за знаком (рис. 3.27, а, б). При направленні скручування вала, що наведено на рис. 3.27, а, по осі х: діють деформації розтягнення, а по осі у - деформації стиску.

Якщо наклеїти на вал чотири тензодатчика так, щоб по частинні осі двох із них збігалися з віссю х, а поздовжні осі інших двох - з віссю у, і потім включити кожну пару в про-протилежні плечі моста (рис. 127, в), то при скручуванні валу моментом на виході моста виникне сигнал, пропорційний величині деформацій вала, а отже, і передається моменту. Полярність сигналу на виході моста буде залежати від знаків деформацій поосях х і у, тобто від напрямку скручуючи-ня валу.

Величини деформацій вала по осях х і у залежать від передавав мого їм крутного моменту М наступним чином:

(3.56)

де -модуль зсуву матеріалу вала;

-полярний момент інерції перерізу вала;

d- діаметр валу.

 

Тензодатчик, наклеєний по осі х або у, відчуває в направлення їх поздовжньої і поперечної осей рівні, але протилежні по знаку деформації, тому відносне зниження його опору буде

(3.57)

де - відношення поперечної його чутливості до про дольної.

 

Рисунок 3.27. Напрямки максимальних поверхневих деформацій вала в залежності від напрямку скручування валу (а, б) і розташування тензодатчиків на валу при вимірюванні крутного моменту (в):

1 - струмознімальних кільця; 2 - ізолююча втулка, 3 - щітки, 4 - тензоусілітель.

 

Так як всі чотири тензодатчика сприймають рівні за величиною деформації ε, то за умови рівності їх поздовжніх і поперечних чутливості сумарний розбаланс моста в со повідно до формули (42) буде дорівнює

(3.58)

Підставляючи сюди значення ε, отримаємо

(3.59)

Іноді при невеликих окружних швидкостях вала (менше 0,5 м / сек), коли можна забезпечити надійний з'їм сигналу, замість чотирьох тензодатчиків по осях X і У наклеюють тільки два і з'єднують їх в напівміст. В цьому випадку сумарний розбаланс дорівнює

(3.60)

тобто в два рази менше, ніж при наклейці на вал чотирьох тензо-датчиків.

Вибір тензодатчиків.

Міст, розташований на валу, з'єднують зі входом тензо-підсилювача звичайно за допомогою токоз'ємного пристрої зі скільки-зящімі контактами. Похибки запису, викликані нестабільністю перехідних опорів ковзних контактів, зменшуються зі збільшенням опорів плечей моста. Тому бажано використовувати для вимірювання деформацій вала тензодатчики з великим опором, на-приклад 400 Ом. Збільшити опір плечей моста можна також наклейкою на вал не чотирьох, а восьми тензодатчиків і включе-ням їх послідовно по два тензодатчика в плече.

Для підвищення чутливості моста бажано використовувати тензодатчики з великими базами (25-30 мм).Ці тензодатчики мають велику подовжню чутливість і меншу поперечну чутливість, ніж тензодатчики з малою базою (10 і 15 мм). На жаль, заводи-постачальники не вказують по-перцеву чутливість для випускаються ними тензодатчиків. Тому її доводиться визначати експериментально.