Кріплення тензодатчиків на вал.

Для точної наклейки тензодатчиків на вал по осях деформацій застосовують трафарет, який виготовляють з прямокутної смужки кабельного паперу (рис. 3.28). На смужці олівцем наносять вісь трафарету і під кутом 45° до неї осі тензодатчиків. Потім в папері уздовж осей тензодатчиків виконують прямокутні прорізи. Далі до трафаретом сторонами з висновками приклеюють тензодатчики, причому так, щоб їх бази були розташовані в прямокутних прорізах. При кріпленні тензодатчиків до трафаретом бажано у IX виводних провідників наносити побільше клею з тим, щоб проводники міцно були скріплені з трафаретом.

 

Рисунок 3.28. Трафарет для точного монтажу тензодатчиків

 

Тензодатчики, прикріплені до трафарету, з'єднують мости в схему. У місцях з'єднання вивідних провідників установлюють вертикальні (довжиною 10-15 мм) провідники з петельками.

Трафарет з тензодатчиками монтують на вал наступним чином. Після очищення і відповідної підготовки місця на валу спочатку приклеюють трафарет. При наклейці необхідно простежити, щоб його вісь збіглася з віссю вала. Потім на вал обклеюються тензодатчики. Після сушіння протягом декількох годин трафарет разом з тензодатчиками покривають вологозахисної масою, причому товщина покриття повинна бути такою, щоб петельки вертикальних провідників виходили назовні. До петелька під-паівают гнучкі провідники від кілець токоз'ємного пристрою.

Токоз’ємні пристрої.

Найчастіше момент прокатки визначають виміром моментів на шпинделях кліті, рідше - на корінному валу приводного електродвигуна. У першому випадку, окрім моменту прокатки, вдається також одержати дані про розподіл моменту між деталями.

Шпинделі працюють в умовах сильних ударів, вібрацій. Крім того, шпиндель верхнього валка може переміщатися в вертикальному напрямку при регулюванні зазора між валками. Для знімання сигналу моста в таких умовах найбільш застосовані струнні токоз’ємні пристрої і струмознімальний пристрій, що заснован на принципі підшипника кочення.

Рисунок 3.29. Струнні токоз'ємні пристрої

 

Струнні токоз'ємний пристрій (рис. 3.29) складається з знімного кільця 1 з канавкою, яке виготовляють з латуні або міді, і щітки 2 - сталевої струни діаметром 0,7-0,8 мм, що охоплює кільце. Струна 2 натягується пружиною 3. Так як струна охоплює значну частину кільця, то забезпечується хороший контакт. Для стабілізації перехідного опору контакту кільце змазують технічним вазеліном. Контакт не порушується навіть при великих (20-30 мм) биттях шпинделя. Такий токоз’ємний пристрій надійно працює в складі вхідного ланцюга тензоприсилювача (при розташуванні на мості) до окружної швидкості кільця 1-3 м / сек. При більших швидкостях кільце сильно нагрівається і, крім того, спостерігається сильні вібрації струн. Контакт стає нестабільним, що призводить до значних спотворень запису.

Токоз'ємний пристрій, виконаний за принципом підшипника кочення, являє собою (рис. 3.30, а) нерухому каретку 1, спирається через ролики 2 на тіло шпинделя 3. На каретці можуть бути встановлені щітки або струмознімальних кільця. Такий принцип забезпечує постійне притиснення щіток до кілець при будь-яких переміщеннях і биття шпинделя, а отже, і стабільність перехідного опору контактів.

На рис. 3.30, б приведена досить вдала конструкція кон контактної пари для такого пристрою. Розбірні токоз'ємне кільце складається з ізолюючого кільця 1, до якого прикріплені заклепками латунні кільця 2. Щітки 3, виготовлені зі срібла, встановлені в текстолітові утримувачі 4, які можуть повертатися на осі 5, зміцнюється на каретці. Притискаються щітки до кілець пружиною 6. Контактний тиск щіток при мають 70 кн/м² (0,07 кГ/мм²).

 

Рисунок 3.30. Схема токоз'ємного пристрою, виконаного за принципом підшипника кочення (а), і кон тактна пара з торцевим розташуванням щіток (б)

Визначення масштабу записи.

Масштаб запису крутного моменту валу можна визначити двома способами: градуювання вимірювального комплекту або розрахунковим шляхом.

У першому випадку нерухомого валу за допомогою спеціальних пристосувань повідомляють відомі моменти і на фотострічку записують відповідні їм відхилення. На підставі цих даних будують градуювальний графік який використовують при розшифровці запису.

При справній апаратурі градуювальний графік лінійний, тому для розшифровки запису можна застосовувати масштаб

(3.61)

де у₁— відхилення, відповідне моменту М₁ (за градіювальним графіком).

 

Проведення градуювання у виробничих умовах свя зано з великими труднощами, особливо коли вал розрахований на передачу великих крутних моментів. Тому більш часто мас штаб записи моменту визначають розрахунковим шляхом.

Отримано зв'язок між відхиленням на фотострічці у і моментом на валу М:

(3.62)

Коефіцієнт , представляє собою твір чутливих-тельностей тензоусілітель і гальванометра, визначають слідую щим чином. До одного з плечей моста підключають відомий опір R₀.При цьому в міст вноситься розбаланс

(3.63)

який викликає відхилення на фотострічці

(3.64)

Звідси

(3.65)

Остаточно отримаємо:

(3.66)

де - масштаб запису.

В якості R₀ зручно використовувати мастичні опору типу УЛІ з допуском за опором ± 0,5 або ± 1%.

Точність визначення масштабу за рівнянням залежить від того, наскільки близькі до дійсних значень:

1) приймається модуль зсуву G матеріалу вала;

2) приймаються поздовжня чутливість К₀і відношення γ;

3) сприймаються тензодатчиками деформації до деформації, викликуваним чистим скручуванням валу.

Поздовжня чутливість К₀ензодатчиків в залежності від якості наклейки і часу сушки може відрізнятися від вказаного заводом-виробником значення не більше ніж на ± (2-4)%.

Вали прокатних станів (шпинделя, корінні вали електро-двигунів тощо) не відчувають згинальних моментів, тому деформації на їх поверхні обумовлені тільки крутінням. На кінцевих ділянках валів поле поверхневих деформацій може бути спотворено потовщеннями: проточками під посадку, пазами, які призводять до концентрації напружень. У зв'язку з цим тензодатчики повинні бути віддалені від цих ділянокна відстань не менше 1-2 діаметрів вала.

При якісної наклейці і хорошою просушування тензодатчиків точність визначення масштабу за формулою може бути доведена до 2-3%.

 

Контрольні питання:

1. Сутність електротензометричного методу вимірювання сил.

2. Конструкція дротяного тензодатчика. Його основні характеристики.

3. Конструкція дротового тензодатчика.

4. Сутність вимірювання залишкових напруг.

5. Конструкція циліндричних месдоз.

6. Конструкція стрижневих месдоз.

7. Принцип дії моста Уїтстона.

8. Мембранні месдози, конструкція та застосування.

9. Кільцеві месдози.

10. Магнітопружні месдози.

11. Визначення тиску по виміряному навантаженню на один наискний гвинт.

12. В чому полягає процес градуювання месдоз?

13. Методи вимірювання крутного моменту прокатки.

14. Токоз’ємні пристрої.