Det uppmätande maskinelementet

Axelkoppling med integrerad vridmomentmätning

Den vridmomentmätande axelkopplingen ROBAВ^®-DSM baseras på den beprövade och testade dödgångsfria axelkopplingen ROBAВ^®-DS. Denna vridmomentmätande koppling kan användas i flera olika typer av tillämpningar, från provbänkskonstruktioner till seriemaskiner, till direkt tillståndsövervakning. Systemet möjliggör enkel tillståndsövervakning av maskiner och system. Genom att använda data som samlas in av kopplingen kan maskiner på bästa möjliga sätt användas upp till sin kapacitet.

Mätningen av roterande delar kräver överföring av energi till den roterande delen, och överföring av data från den roterande delen. Flera olika system finns för detta ändamål. Tidigare överfördes energi och data huvudsakligen induktivt. Denna princip har dock flera nackdelar i jämförelse med dataöverföringen för den nya ROBAВ^®-DSM.

En stor nackdel för de induktiva systemen är att data endast kan överföras över korta sträckor. Därför fungerar de i huvudsak med hjälp av "inneslutna" statorer, som även delvis är lagerstödda. Inneslutningen gör att både installation och ersättning av delar blir mycket mer komplicerad. Dessutom måste installationen utföras mycket exakt, eftersom avstånden är mycket kortare. En annan nackdel är de låga toleranserna i händelse av vibrationer och axelkast. Lagerstödda system gör det också nödvändigt med momentstöd. Här är det också viktigt att observera monteringspositionen, så att lagrens friktionsmoment inte tas med i mätningarna. System som inte är lagerstödda kräver en monteringshjälp för att centrera rotorn och statorn.

ROBAВ^®-DSM kräver ingen inneslutning och behöver därför bara ett litet installationssutrymme. Statorn kan enkelt monteras i varje position på omkretsen. Vid justering av statorn tillåts stora toleranser i alla riktningar. Möjliga avstånd på upp till 5 mm är väsentligt större än på inneslutna system.

En annan stor nackdel med induktiva system är den normalt låga överföringsbandbredden på analoga versioner eller den låga datahastigheten på digitala varianter. I de flesta fall är sådana system specificerade upp till 1 kHz. På grund av överföringen av energi och mätdata via en bärvåg, kräver dessa system en komplex separation av signaler.

Nya vridmomentmätande ROBAВ^®-DSM använder två helt åtskilda vägar för överföringen av energi till rotorn och överföringen av data till mottagaren. Genom den höga bandbredden på upp till 3,5 kHz kan den även registrera snabba dynamiska processer med hög tillförlitlighet. Preparationen av data på rotorn tillåter optimal förstärkning och förskjutningskompensering. På rotorn finns en programmerbar förstärkare som programmeras via radiogränssnittet. Genom detta kan kunden utföra förskjutningskompensering på rotorn även efter installation. Dessutom kan användaren ändra adresskodningen och radiokanalen med hjälp av programvara.

En annan fördel är användningen av ett kodat radiosystem i 2,4 GHz ISM-bandet. Inget tillstånd krävs för användning inom EU beroende på ett allmänt godkännande. Systemet kan också användas inom andra marknader, men ytterligare godkännanden behövs i detta fall. Systemet använder upp till 80 kanaler. Det betyder att flera kopplingar kan vara i drift i samma miljö utan problem. Dataöverföringen kodas med en adress, så att endast den rätta mottagaren kan identifiera och utvärdera signalen.

Funktionen för radioförbindelsen kan kontrolleras på mottagaren via en enkel display. Eftersom dataöverföringen är dubbelriktad, och varje paket kvitteras, kan radioförbindelsens kvalitet övervakas. Mottagaren rapporterar eventuella funktionsfel i radioförbindelsen eller saknade data från sändaren. På grund av den höga samplingsfrekvensen och den snabba radioförbindelsen uppnår ROBAВ^®-DSM mycket goda värden för jitter (max. +/-68 Вµs)och fördröjning (typ. 2 ms), som normalt är väsentligt högre på digitala system.

Liksom industriella standardsystem levererar ROBAВ^®-DSM en utsignal på +/-10 V för höger/vänster vridmoment, som kan användas som insignal för en PLC. Eftersom fler och fler styrsystem är datorbaserade är emellertid den direkta insamlingen av digitala data en fördel. Det nya systemet ROBAВ^®-DSM tillhandahåller ett USB-gränssnitt via vilket digitala mätdata kan läsas in på en dator eller laptop med ett standard USB-gränssnitt. Ingen ytterligare maskinvara behövs för registrering av mätdata. Därför kan operatören snabbt få en översikt av aktuella prestandadata. Dessutom kan registreringarna utföras enkelt, även över längre tidsperioder. Utvärderingen av data kan sedan genomföras offline med lämpliga program, som DIADEM och även EXCEL, och andra tabellbaserade beräkningsprogram. Dessutom är utvärdering online möjlig, där data läses in direkt, t.ex. med LABVIEW, och behandlas i realtid.

Fig. 1:B Den vridmomentmätande axelkopplingen ROBAВ^®-DSM baseras på den dödgångsfria och robusta axelkopplingen ROBAВ^®-DS.

  Mer information…