Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về xử lý tín hiệu với đủ chi tiết để:
Mô-men xoắn là gì?
Nếu bạn còn nhớ trong lớp vật lý, lực là yếu tố đầu vào làm thay đổi chuyển động của một vật theo thời gian. Ví dụ, một lực tuyến tính đơn giản có thể đẩy (hoặc kéo) khối lượng ở trạng thái đứng yên, thay đổi vận tốc của nó bằng cách tăng tốc nó theo thời gian. Momen xoắn là lực làm cho vật quay quanh một trục quay. Do đó, mô-men xoắn là một “lực xoắn”, hay còn gọi là lực quay. Ví dụ rõ ràng nhất về mô-men xoắn là trục truyền động trong ô tô của bạn. Lượng mô-men xoắn mà động cơ có thể tạo ra trong trục đó quyết định khả năng thực hiện công của ô tô. Mômen xoắn là một vectơ, nghĩa là nó tác dụng theo một hướng nhất định. Mô-men xoắn là một “lực xoắn” dùng để quay hoặc quay trục truyền động, vít, bu-lông hoặc bánh xe.
Minh họa lực xoắn
Tại sao chúng ta cần đo mô-men xoắn?
Đo mômen cơ học của trục quay là điều cần thiết khi thiết kế, vận hành thử và xử lý sự cố tất cả các loại máy. Biết mômen cơ học thực sự của trục, cánh quạt hoặc bộ phận quay khác là cách duy nhất để biết rằng nó đang đáp ứng các thông số kỹ thuật của nó. Trong một số ứng dụng, điều quan trọng là phải luôn biết mô-men xoắn là bao nhiêu để đề phòng mô-men xoắn vượt mức nguy hiểm tiềm ẩn có thể dẫn đến hư hỏng hoặc hỏng hóc hệ thống. Đo mô-men xoắn là một phần quan trọng của bảo trì dự đoán.
Các loại mô-men xoắn chính là gì?
Có hai loại mô-men xoắn: mô-men quay và mô-men phản ứng: Mô-men quay hay còn gọi là mô-men quay hoặc mô-men xoắn động, Mô-men phản ứng hay còn gọi là mô-men tĩnh hoặc mô-men xoắn tĩnh
Mô-men xoắn quay (còn gọi là quay hoặc động) Các vật thể như trục, tua-bin và bánh xe quay nhiều lần (hoặc vô tận) quanh một trục, có mô-men xoắn quay hoặc “quay”.
Mômen phản ứng (còn gọi là mômen tĩnh hoặc tĩnh) Lực tĩnh tác dụng lên một vật được gọi là phản lực hoặc mômen tĩnh. Ví dụ, khi bạn đặt một cờ lê vấu vào một bu lông và sau đó cố gắng siết chặt nó, bạn đang tác dụng mômen phản lực lên nó. Ngay cả khi bu-lông không quay nhiều hoặc không quay chút nào thì mô men phản ứng vẫn tồn tại. Trong trường hợp này, mô-men xoắn được đo dưới một vòng quay.
Mô-men xoắn được đo như thế nào?
Mô-men xoắn có thể được đo gián tiếp và trực tiếp. Nếu bạn biết hiệu suất động cơ và tốc độ trục, bạn có thể sử dụng đồng hồ đo công suất để ước tính mô-men xoắn. Đây là một cách gián tiếp để đo mô-men xoắn. Một cách tốt hơn và chính xác hơn để đo mô-men xoắn là sử dụng phương pháp trực tiếp, sử dụng cảm biến mô-men phản ứng hoặc cảm biến mô-men quay. Sự khác biệt là gì?
Cảm biến mô-men xoắn phản ứng (tĩnh)
.png)
Cờ lê Lực
Cảm biến mômen phản ứng đo mômen tĩnh hoặc mômen không quay. Một ví dụ điển hình về cảm biến mô-men xoắn phản ứng là cờ lê mô-men xoắn. Công cụ này được sử dụng để đảm bảo rằng lượng mô-men xoắn chính xác được áp dụng cho bu lông, đai ốc hoặc các mối vặn khác. Đế của cờ lê có khả năng điều chỉnh lượng mô-men xoắn mong muốn và khi người vận hành tác dụng lực, một tiếng tách có thể nghe được sẽ phát ra khi đạt đến mô-men xoắn chính xác. Chúng thường được gọi là cờ lê lực và chúng cung cấp một số điểm đặt có thể điều chỉnh được.
Cờ lê mô-men xoắn kỹ thuật số có thước đo kim hoặc màn hình kỹ thuật số hiển thị mô-men xoắn tác dụng. Một số kiểu máy điện tử, đặc biệt là những kiểu máy dành cho công việc tại nhà máy, có bộ nhớ lưu trữ từng thao tác nhằm mục đích ghi chép và kiểm soát chất lượng.
Cảm biến mô-men xoắn phản ứng sử dụng cảm biến áp điện dựa trên thạch anh hoặc cảm biến đo biến dạng để đo mô-men xoắn. Có rất nhiều loại và biến thể của cờ lê lực và tua vít lực.
Cảm biến mô-men quay (động)
Cảm biến mô-men quay là một bộ chuyển đổi chuyển đổi mô-men quay thành đầu ra mà chúng ta có thể đo, hiển thị, phân tích và lưu trữ. Bộ chuyển đổi mô-men xoắn quay được sử dụng để kiểm tra mô-men xoắn động cơ, kiểm tra động cơ đốt trong, kiểm tra động cơ điện, trục truyền động, tua-bin, máy phát điện, v.v.
Các phương pháp đo mômen gián tiếp có thể rẻ hơn và dễ thực hiện hơn trên trục hiện có, nhưng chúng không chính xác bằng phép đo mômen trực tiếp.
Phương pháp đo mômen trực tiếp chính xác hơn phương pháp gián tiếp. Hầu hết chúng liên quan đến việc sử dụng máy đo biến dạng gắn trên trục truyền động. Cảm biến này đo trực tiếp lực xoắn lên trục.
Khi trục được quay bởi động cơ, nó sẽ xoắn rất nhẹ. Do độ cứng của thép nên không thể nhìn thấy độ xoắn bằng mắt thường nhưng có thể phát hiện được bằng các thiết bị đo biến dạng được liên kết với trục.
Một hệ thống đo mômen quay điển hình
Hệ thống DAQ của Dewesoft lý tưởng để đo tất cả các thông số vật lý, bao gồm cả mô-men xoắn. Chúng cung cấp khả năng điều hòa tín hiệu riêng biệt để đảm bảo thu thập dữ liệu có độ nhiễu thấp và độ chính xác cao. Chúng cũng cung cấp đầu vào bộ đếm/RPM/bộ mã hóa tốc độ cao lý tưởng để đo đồng thời tốc độ, góc và vị trí trục.
Đầu ra thử nghiệm độ rung xoắn và quay của DewesoftX
Hệ thống đo mômen quay được lắp đặt cố định
Trong hệ thống hiển thị ở trên, một cảm biến mômen quay được lắp giữa động cơ và phanh, sử dụng khớp nối ở mỗi bên. Trục chạy qua cảm biến được trang bị cảm biến đo biến dạng để đo lực xoắn trên trục.
Hệ thống đo mômen quay được lắp đặt tạm thời
Đối với các phép đo mômen quay không cố định, máy đo biến dạng có thể được gắn trực tiếp vào trục truyền động. Một giao diện nhỏ chạy bằng pin cung cấp năng lượng cho các cảm biến và đo dữ liệu từ xa không dây đến bộ phận xử lý gần đó.
Ứng dụng phân tích thứ tự
Rung xoắn là nguyên nhân gây hư hỏng trên các trục quay. Phân tích rung động quay và xoắn là một công cụ quan trọng để khắc phục sự cố trục, trục khuỷu, bánh răng trong các ứng dụng ô tô, công nghiệp và phát điện.
Giải pháp rung xoắn DewesoftX tự động tính toán một số thông số khác nhau:
Tóm tắt
Cảm biến mô-men xoắn được sử dụng trong hàng trăm ứng dụng trên hầu hết mọi ngành công nghiệp. Mô-men xoắn là một phép đo quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực và ứng dụng. May mắn thay, có các cảm biến và bộ chuyển đổi để đo lường nó cũng như hệ thống DAQ để hiển thị, ghi lại và phân tích nó.
