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209, 2019

Binsfeld TorqueTrak 10K轴功率遥测系统

作者 |九月 2nd, 2019|0 条评论

主要优点 易于使用 适合任何尺寸的轴,任何扭矩水平。无需修改或拆卸机器。校准是在轴外完成的。接收器显示屏和键盘提供用户友好的界面 红外遥控 控制变送器操作,包括通道选择,增益/范围,分流校准和低功耗待机模式 可靠的数据传输 通过模拟电压输出或通过RS-232输出的数字数据,实现清洁,无噪声的数据信号。 待机功耗模式 无需断开电池即可延长变送器的电池寿命。 16通道 500 Hz频率响应同时使用多个系统 坚固耐用 增强型注塑成型变送器外壳专为要求苛刻的应用而设计,并配有V型槽和带槽,可确保安装。 用户可调节增益 将应变/扭矩信号放大到最有用的水平。 产品样本 规格参数 通用参数 解析度:14位 增益错误1:±0.25%读数(最大值),25°C环境温度 增温系数1:±0.005%读数/°C(最大值),0 – 50°C环境温度 偏差错误1:±0.16%FS(最大值),25°C环境温度 偏移温度系数1:±0.004%FS /°C(最大值),0 – 50°C环境温度 频率响应2:0 – 500 Hz(-3dB @ 500Hz) 延迟2:4.2毫秒,典型的 样本传输速率:2400个样本/秒 接收机 电压输出:±10 VDC,现场可调0.25x至4.0x 5路接线柱(香蕉插座) 数字输出连接:RS232型DB9连接器(为PC COM端口提供的电缆) 接收电源输入:12VDC标称值(10 – 18VDC可接受),最大300 mA (提供110VAC或220VAC适配器) 工作温度:-20°至70°C(-4°至158°F) 尺寸和重量:2.88“x 5.75”x 8.50“,2 lbs(73 mm x 146 mm x 216 mm,1 kg) 遥控器 控制功能:频道选择; 增益/范围; 分流校准1和2; 电源待机 发送类型和距离:红外线; 最长10英尺(用于变送器不旋转时使用) 应变变送器 传感器输入:全(四臂)惠斯通电桥应变计(350Ω标准) 电桥输入:2.5 VDC,±0.1% 传感器范围:用户可在下面的每个图表中选择(基于应变系数= 2.0的图表): 发射器增益 全桥 4主动臂 (扭矩或弯曲) 全桥 2.6主动臂 (张力或压缩) 1/4桥 1活动臂 (单量规) 16000 ±125微应变 ±192微应变 ±500微应变 8000 ±250微应变 ±385微应变 ±1000微应变 4000 ±500微应变 ±769微应变 ±2000微应变 2000 ±1000微应变 ±1538微应变 ±4000微应变 1000 ±2000微应变 ±3077微应变 ±8000微应变 500 ±4000微应变 ±6154微应变 ±16,000微应变 传感器和电源连接: 螺钉接线端子 发射机功率输入:7.0至18VDC(典型值为9V电池) 发射器电流: 发送模式:40 mA nom,最大50 mA,350Ω桥接器 待机模式:4 mA nom,最大5 mA 发送器电池寿命:发射模式24小时(9V锂电池,350Ω电桥,25°C) 传输频率:903-925 MHz 发送距离:20英尺或更长 G-FORCE:3000 g(稳态)(例如直径5英寸轴上的6500 rpm) 工作温度:-30° – 85°C(-22° – 185°F) 尺寸和重量(没有天线):1.00“x 1.63”x 2.50“,3盎司(25毫米x 41毫米x 64毫米,85克) 应用领域 船舶 更多 矿业 更多 汽车 更多 工业和制造业 更多 能源 更多 农业 更多 建筑 更多 其他 更多 船舶 Binsfeld自豪地成为船舶市场的领导者,提供用户友好和易于集成的扭矩和功率测量解决方案。无论我们的客户是想监测船舶性能、诊断重复部件故障的根本原因,还是想提高燃油效率,Binsfeld轴功率仪都提供了完成这项工作所需的数据。 性能监控 *通过了解发动机、螺旋桨、变速箱或轴承性能何时退化来减少停机时间 * 只有在需要时才进行预防性维护或更换磨损部件 诊断和测试 * 诊断推进问题 * 找出船体效率下降的原因(船体污垢) * 确定螺旋桨轴上过度扭转振动的根本原因 优化燃油效率,减少排放 * 结合机械马力测量与船舶速度和燃油消耗传感器,以监测燃油消耗和提高燃油效率 * 通过优化燃料效率来满足排放要求 矿业 由于采矿作业中停机时间的巨大成本,Binsfeld明白,对于矿业公司来说,保持业务高效运行是多么重要。TorqueTrak产品用于各种采矿设备的开发、调试和操作阶段,包括输送机、挖掘机和轧机。我们的产品允许客户在采矿市场上测量真实的机械扭矩和功率,几乎任何旋转轴,帮助减少停机时间,提高操作效率。 汽车 Binsfeld为汽车市场提供无线扭矩传感器系统,用于轿车和卡车的测试和开发。我们的产品是专门为满足空间限制的汽车市场,提供低轮廓变送器,提供可靠的扭矩数据从任何旋转轴。 诊断和测试 * 测量任何旋转轴(即传动轴、半轴、轴)上的真实机械扭矩 * 优化传动轴设计 工业和制造业 世界各地的客户都在使用宾斯菲尔德工程公司的TorqueTrak系统进行故障排除和优化他们的机器、控制流程、提高效率、防止损坏和解决具有挑战性的问题——简而言之,通过基于数据的智能决策节省时间和金钱。 参考资料,维基百科:“流体的粘度是其抵抗剪应力或拉应力逐渐变形的一种量度。对于液体,它对应于“厚度”的非正式概念。例如,蜂蜜的粘度比水高。” 在立式工业混合器设备中,可以使用安装在旋转混合器轴上的Binsfeld Engineering TorqueTrak仪器和微型应变测量仪测量罐内的电阻。轴上扭矩的测量直接关系到油箱中流体或混合物的粘度(工作负荷)。假设轴转速不变,随着产品粘度的增加,扭矩信号也成比例地增加。在某些过程中,粘度开始很高,然后随着分散的发生急剧下降。扭矩测量不会以粘度为单位显示数据,例如帕斯卡秒(Pa·s),而是用来指示何时达到了所需的粘度。 巴西一家著名的水泥公司的立式轧机变速箱出了问题。变速箱每年至少坏一次,给公司造成了非常昂贵的停机时间。他们无法确定原因。我们在巴西的销售代理Torkflex Transmissoes Industriais有限公司。(Torkflex)来评估情况。 与变速箱制造商Torkflex合作,决定安装来自Binsfeld的TorqueTrak转矩仪,以便在正常运行期间持续监测轴上的真实机械扭矩和功率、工作负载。他们计划设置几个“高扭矩报警”功能,利用TorqueTrak转速仪的4-20mA输出信号来指示轴上危险的高扭矩,即变速箱中的高应变。扭矩信号可以作为一个警告,当扭矩高,打开灯或声音报警。例如,它可以在任何损坏发生之前通过中断驱动器来停止设备。扭矩信号的实时响应速度快! 步进响应,扭矩输入:2msec最大频率响应:0- 1000Hz (-3dB max @ 1000Hz)。采样率:4800 hz。 现在,工作量被持续监控,为水泥公司提供有价值的数据。他们可以看到扭矩什么时候变大,以及这与轧辊系统的材料输入有什么关系。“高扭矩报警”功能将防止任何进一步损坏变速箱。 日产汽车(Nissan Motors)、士麦那(Smyrna)、TN——冲压机上的传动装置(移动部件)不断出现故障,限制了生产。该压力机制造商表示,该机器的设计为每分钟18冲程,但运行速度超过10 spm会导致驱动部件故障。印刷机设计得不够好吗?传动轴实际承受的扭矩是多少? Binsfeld在传动轴上安装了转矩敏感微测应变仪和托克特拉克遥测系统。在实际生产过程中记录的实时数据证实,当传输机制改变方向时,工作负载大大超过了设计预期。压机制造商负责根据实际扭矩测量结果进行重新设计。  阿拉巴马州Axis的IPSCO钢铁公司——IPSCO钢铁公司的一个轧钢机一直表现不佳——它无法将6英寸厚的板减少到预期的1.25英寸。工程师怀疑驱动电机可能是原因。在向电机制造商提出这个要求之前,他们想通过测量主轴上的扭矩来验证他们的理论。 他们安装了Binsfeld扭矩遥测与微测量应变计传输实时扭矩数据从主轴。通过对主轴扭矩的测量,验证了电机存在的问题。IPSCO将他们的数据与电机制造商共享,后者随后能够调整驱动器并将输出功率提高近一倍。这消除了IPSCO生产过程中成本高昂的瓶颈,使其恢复全面运行。 国际纸业公司——工厂的工作人员无法全速运行这台使用了一年的造纸机。要么这两个驱动电机没有产生额定马力,要么这一过程需要的马力超过了驱动所能产生的马力。电机电流测量支持了电机正在生产的理论。 然而,工作人员中的工程师知道,电机电流数据并不总是扭矩负载的准确指标。决定使用应变计测量输出驱动器上的实际扭矩,以便与电机数据进行比较。 本斯Binsfeld采用Binsfeld扭矩遥测仪和微测扭矩敏感应变仪对双传动轴进行测量,并在机器运行时同时记录两个传动轴的扭矩数据。这些数据很快证实,这些驱动器没有产生额定马力,并表明对电机和电力驱动系统的审查是适当的。 伯利恒钢铁公司,Sparrows Point, MD -工厂的工程师已经推断出,热轧带钢轧机轧辊机架上的偶发扭矩过载正在导致昂贵的驱动系统故障。工程师们不知道为什么。它是通过机架输入的热板的宽度或厚度的函数吗?板材的材料性能(等级)重要吗?是他们没有考虑到的其他事情吗? 主轴传动轴上的扭矩读数将有助于理解和解决这一问题。Binsfeld在主轴上安装了诊断扭矩遥测设备和扭矩敏感应变仪,并对不同工况下的扭矩进行了监测。测试揭示了高扭矩负荷的一个意想不到的原因:热板坐得太久(例如由于操作延迟)形成了较难在轧辊机架上工作的冷区,造成了严重的扭矩过载。基于这一发现,该公司实施了一种工艺来拒绝冷却板,从而避免昂贵的故障。其结果是增加了产量,减少了维护。 伊利诺斯州格拉尼特城——美国一家主要钢铁生产商的五辊轧机出了问题。在换挡启动时,有时线路不会运行。一旦操作员暂时改变方向,然后重新启动,线路就会正常运行。问题的根源尚不清楚。是交流驱动器没有与轴啮合吗?5个支架之间的负载分配是否不均匀,导致轴系结? 轧机的可靠性工程师购买了TorqueTrak 10K,对第五个位置的传动轴进行临时扭矩测量,这是问题最常发生的地方。转矩数据捕获后,一个轧辊的变化,确认驱动器是正确加载传动轴。接下来,工厂工程师计划对其中一个轧辊轴进行检测,以进一步诊断问题。 伊利诺斯州芝加哥市的一家巧克力工厂的工程师们在他们的一台冷却输送机上遇到了一个昂贵的问题。装着热糖果的托盘由传送带穿过一系列的风冷通道。每个隧道段都有一个独立长度的输送机和驱动器。有时,一个托盘会被挤进一个隧道,随后的托盘会在隧道后面堆积起来。当传送带加载时,它最终会使驱动器过载并停止这个过程。但是,直到许多的产品丢失,以及几个小时的生产时间花在清理混乱和重新启动生产线。在某些情况下,设备也会发生损坏,需要更多的停机时间和劳动力来维修。 选择TorqueTrak Revolution为每个输送段的驱动轴提供连续扭矩监测。4-20mA的扭矩输出信号被连接到一个可编程逻辑控制器。当来自任何驱动轴的扭矩达到报警极限(高于正常工作扭矩,低于已知会造成损坏的扭矩负载)时,PLC将关闭输送机驱动器,从而保护设备。该系统安装成功,并在短短几个月后检测到几个托盘堵塞,停止驱动器,每次节省数千美元。一位工厂工程师说:“这个系统比我们预想的要好得多。”TorqueTrak Revolution被证明是一个非常棘手问题的甜蜜解决方案。 材料处理公司Magnetek需要一种更有效的方法来测试他们的工业制动器产生的扭矩。最初他们用扭矩扳手来测量刹车产生的扭矩。Magnetek将目光投向了Binsfeld,因为他们已经成功地将TorqueTrak 10K临时诊断系统用于高速可变惯性制动测力计的产品开发。在这种情况下,Magnetek需要一个更持久的解决方案。 Binsfeld推荐了TorqueTrak Revolution.。随着TorqueTrak Revolution添加到他们的生产过程中,他们能够自动化测试使用一个变速驱动器来控制旋转,同时准确地测量制动产生的真实扭矩。扭矩从18英尺-磅到1.5万英尺-磅的刹车可以进行测试,以确保满足客户的要求。Magnetek成功地实现了成本节约,大幅减少了测试生产制动器所需的劳动力,同时提高了重复性和准确性。   能源 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 当Clean Current Power Systems的Russell Westbrook和Mete Sireli需要进行一些涡轮机性能测试时,他们选择了Binsfeld的TorqueTrak产品来帮助他们寻找答案。清洁电流在一个装满水的水箱中运行其专有的“开路发电机”,以确定由于诸如“发电机齿槽”,“轴承摩擦”和“粘性损失”等各种影响而导致的涡轮机总损失。 在他们的商店完成水箱测试后,他们将涡轮机送到海洋技术研究所,在他们的200米拖车水箱中进行测试。该测试的一部分包括使用配备有力传感器的液压制动器来确定涡轮机产生的扭矩。他们按照前面的测试“开路”运行发电机。施加已知的制动压力以保持涡轮转速恒定。使用该信息,它们将制动压力与以给定扭矩和旋转速度运行涡轮机所需的测量制动扭矩相关联。 使用Binsfeld的TorqueTrak系统进行内部油箱测试, 并使用定制的制动力传感器进行牵引油箱测试,从而确保清洁电流确定其专有涡轮机的流体动力学性能。 Engineering Dynamics Incorporated(EDI)对炼油厂的诱导通风(ID)风机系统进行了现场测试,该炼油厂遇到了联轴器故障,柔性盘式。风扇是常压炉的一部分,每天加热约152,000桶原油。ID风扇由350 HP感应电机驱动。电机速度由0至1200 RPM的变频器(VFD)控制。当电动机换了一个类似的电气性能但具有不同的物理尺寸时,麻烦就开始了。 原始柔性盘式联轴器的失效由间隔件中的裂缝组成,该裂缝似乎起源于螺栓孔。最初,工厂维护被指责可能过度拧紧连接螺栓。联轴器垫片中裂缝的45度角是高扭转振动的典型指示。 为了量化联轴器中的传递和动态扭矩, Binsfeld工程公司的 TorqueTrak 10K遥测系统与 Micro-Measurements 应变计一起使用。下面的瀑布图显示了58 Hz附近的系统的扭转固有频率(TNF),其被VFD的1倍电频率激发。当在1000-1200RPM下操作风扇时,这导致联接器中的高动态扭矩。 扭矩是风力涡轮机技术设计者和制造商的重要变量。扭矩数据在评估风力涡轮机部件(如轴承,齿轮和制动系统)时尤为重要。通过提供由转子轴产生的真正机械功,扭矩可用于确定系统的真实效率:机械能 – 与电能输出相比。 为了收集扭矩数据,将可粘合的应变计传感器应用于轴。应变计是惠斯通电桥电路,当在负载下旋转时,其响应于轴表面的变形而改变电阻。该变形(应变)与产生的机械功(扭矩)之间的关系在弹性区域中是线性的并且基于轴的物理特性。从旋转轴收集应变数据的最佳方法是通过遥测系统读取应变计的模拟信号,并将其作为数字信号传输到固定接收器,在那里收集进行分析或用于实时过程控制。 由Binsfeld Engineering Inc.制造的 TorqueTrak Revolution系统使用感应电源和数据传输连续提供扭矩,功率(hp或kW),转速和旋转方向数据。它已成功应用于风能行业的许多应用中,其中风力涡轮机的典型使用寿命目标为20年,有意义的验证试验可能持续数月或数年。 设计验证 我们的一位客户测试了他们的专利垂直风力涡轮机的大规模设计,为期18个月。正在评估的25-100千瓦的涡轮机具有独特的静止定子,可以将风进入并加速进入转子叶片。“定子和转子设计的坚固和独特组合使涡轮机能够在6级和7级风速(25-30 m / s)下运行。大多数涡轮机以25米/秒的速度切断,“他们说。我们的客户补充说,他们一直在使用 TorqueTrak Revolution 来捕获可发布功率曲线的扭矩数据。该数据将验证从1/12比例的风洞原型开发的全尺寸模型。他们还计划使用这些结果来扩大0.25-1 MW范围内的设计,并缩小1-5 kW范围内的设计。 TMA 25 KW立式风力涡轮机 美国国家可再生能源实验室还指出, TorqueTrak Revolution 是150多种传感器中的一种,用于表征大多数大型涡轮机设计中常用的通用变速箱上的所有动态运动和负载。能源部,风力涡轮机OEM,动力传动系统部件和润滑供应商以及涡轮机所有者和操作员之间的这种协作努力的目标是开发整个系统的完整数学模型,在公共领域可用于验证改进变速箱设计。1 正在建造两个600-750 kW范围的变速箱,并进行检测。一台将在国家风能技术中心的2.5兆瓦测功机上运行,​​另一台将在位于科罗拉多州的Ponnequin风电场的涡轮机上运行。该 TorqueTrak革命允许在高速轴制动时转矩负载的研究。偶尔 – 我们的客户发现发电机可能会在短时间内承受扭矩。 测试台 确保质量和可靠性是爱荷华州的另一位客户投资两个代表其动力总成核心的变速箱试验台的原因。他们的2.5兆瓦风力涡轮机通过多路径负载分配设计将来自转子轴的扭矩分开,以驱动四个发电机,减少了部件故障并延长了使用寿命。2 齿轮箱试验台上的TORQUETRAK革命系统 为了测试生产齿轮箱,他们建造了两个包含TorqueTrak Revolution的测试台 ,一个系统监控四个输出轴中的每一个的扭矩。扭矩信号被反馈到PLC,PLC控制液压伺服回路调节旋转致动器,从而在每个轴上保持所需的扭矩负载。常规生产和耐久性测试均在试验台上进行。耐久性测试模拟了在1100小时内运行20年。使用该方法是因为需要连续的扭矩数据。 基于条件的监测 利用扭矩作为基于状态的监测(CBM)策略的一部分目前不是风电行业的标准实践。轴承温度,振动和油颗粒通常是用于监控动力传动系统健康状况的测量变量。测量和记录扭矩数据对许多部件都很重要 – 特别是与齿轮箱有关。 摘要 真实机械扭矩的测量是风电行业在测试台和设计验证应用中的关键参数。它可能在未来作为一个有价值的动力传动系统CBM变量承诺。如示例所示, TorqueTrak Revolution 系统是在这些情况下连续测量扭矩的理想仪器。 TORQUETRAK革命系统 所述 TorqueTrak革命 使用电感,非接触技术,造成长期,可靠的运行提供持续的扭矩和功率数据。安装简单; 不需要轴修改和机器拆卸。它具有用于精确输出信号的精密14位信号处理和许多设置工具,可轻松进行校准和缩放。 位于墨西哥湾沿岸炼油厂的TorqueTrak 10K用户遇到压缩机组问题。压缩机组在硬启动应用中使用同步电动机驱动器。在该应用中,在瞬态启动期间,扭矩脉冲从120Hz到0Hz发生。当加速到同步速度时,系统通过扭转共振。像这样的共振条件会在机械部件中产生超过其疲劳耐久极限的应力。 客户发现有必要使用有限元计算机建模来分析这些应力。然后,他们使用该信息确定安全的系统启动次数。通常在这种布置中,机械列车中的一些部件是有生命限制的。通过临时安装 带有 Micro-Measurements 应变计的 TorqueTrak 10K,用户能够准确地确定寿命限制部件的扭矩和应力。这验证了计算机模型并允许客户操作系统而无需担心进一步的损坏。 TorqueTrak 10K通过避免过多的系统维修和过早更换组件的成本节省了客户的时间和金钱。 由10,000 BHP变频电动机驱动的六级卧式离心管道输送泵在运行仅四年后失效。检查发生故障的装置显示转子条严重变形,其中的点太靠近定子绕组。检查了两个相同的泵并检测到相同的问题,但不是那么严重。 振动分析顾问DYNA被要求调查这三个系统。利用 TorqueTrak仪器 和 微量测量 应变计,在从停止到最大运行速度4,100转/分钟的整个轴速范围内收集测试数据。发现两个速度在三个泵中的每一个上产生特定的扭转振动幅度,表明共振条件。第一个(720转/分钟)是典型的慢速滚动速度。在该速度下测量的最大动态扭矩值高达所提供扭矩的30%。第二个是在3,375转/分钟,这是在正常工作范围内,峰值负载高达检测到的供应扭矩的10%。对于电动机,最大允许动态扭矩是所提供扭矩的1%。在这些轴速度下,第6电机谐波在系统中产生激励共振,并导致高横向振动,从而导致过早失效。 作为分析的结果,建议的解决方案是将慢滚动速度向上或向下移动10%并且在靠近联接器处增加惯性(加重的盘)以将固有频率节点移动到正常操作范围之下。一旦实施,振动就消除了,泵的可靠性得以恢复。 调试后几周,压缩机组在高电机振动时跳闸。在检查时,在联轴器的中心件中发现裂缝,表明可能存在扭转振动问题。 该装置包括一台工作频率为894转/分钟的3150马力感应电机,垫片组联轴器,飞轮和四掷往复式压缩机。电机的满载扭矩(FLT)为222,000英寸磅。修复联轴器后, 在电机轴上安装Binsfeld TorqueTrak TT10K 系统和 Micro-Measurements应变计,以测量传递(平均)扭矩和动态(交替)扭矩。 最初在压缩机负载下发现超过450%FLT的峰值扭矩,即使对于往复式机械也被认为是过量的。但是,信号出现了截断,因此关闭了设备以调整发射器。检查平点,尖峰,辍学等的时间波形是很重要的,以确保良好的数据收集。 Binsfeld包括一个方便的遥控器,可以轻松更改频道和增益等设置。在没有任何焊盘焊接的情况下,遥控器用于将增益从4000快速切换到2000.该装置重新启动,最大扭矩实际上是FLT的630%(1,400,000 / 222,000 = 6.3)。 一位工程师质疑校准,因为扭矩读数非常高。进一步与其他测量值(如电机电流和气缸压力)进行比较,验证了正确的马力,并且Binsfeld系统是准确的。此外,在安装TT10K期间,遥控器已用于执行内置分流校准, 以检查适当的比例因子。 高扭矩超过联轴器制造商的允许极限并导致故障。第一扭转固有频率(TNF)与5倍运行速度一致,极大地放大了动态扭矩(AF~80)。对于可靠的系统,TNF应具有显着的压缩机谐波的分离余量(SM)。如果可能,API建议SM为10%。 压缩机制造商提供可以用螺栓固定在曲轴上的“解调器”或内部飞轮。这个压缩机框架可以容纳三个解调器,这些解调器是从工厂迅速订购并快递运到现场。几天之内,对改进的压缩机组进行了重新测试。应变计测量证实,这种额外的惯性将第一个TNF从75 Hz降低到71 Hz(现在低于5 x运行速度5%),从而降低了该谐波处的扭矩振幅。扭矩水平现在被认为是可接受的。 Ariel Corporation正在与Rotor Bearing Technology&Software,Inc。(RBTS)就澳大利亚的一家公司进行合作。自启动以来,客户在其大型煤层甲烷增压压缩机的驱动联轴器中在设计运行范围内的负载和速度下经历了多个弹性体元件故障。该压缩机单元由天然气发动机驱动。 分析扭转模型最初预测第一模式扭转固有频率(TNF)低于800RPM(在30℃时为720RPM,在额定发动机扭矩下在100°元件温度下为620)。 Ariel的Tom Stephens 使用Micro-Measurements的两台TorqueTrak仪器 进行了现场测试 同时应变计:一个用于耦合动态扭矩,一个用于耦合元件温度。由于这些元件是旋转耦合组件的一部分,Ariel决定使用遥测技术从内部温度传感器传输信号。测量数据表明,联轴器的作用比最初模拟的基本扭转临界速度在800 – 850 RPM之间要硬得多。在临界速度或甚至接近临界速度下操作导致联轴器的弹性体元件升温。传动系的基本扭转振动模式受到压缩机固有的不稳定扭矩需求的激励,这导致驱动联轴器中的扭转振动水平受到破坏。 该图显示了在不同振动扭矩水平下的耦合元件发热 – 低于零的值表示耦合器正在冷却,高于零表示它正在升温。参照该图表,为了防止弹性体元件过热,可以看出振动扭矩水平必须保持低于约11,000ft-lbs PP。 有了这些数据,对联轴器组件的设置进行了轻微修改,从而降低了传动系的基本扭转频率,最终提高了压缩机的可靠性。Binsfeld的TorqueTrak产品提供了所需的遥测解决方案,可以同时监控旋转耦合组件的扭矩和温度,这对于使Ariel和RBTS完全理解问题并找到解决方案至关重要。   农业 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 巴西的甘蔗加工厂使用TorqueTrak Revolution仪器持续监控输送机传动轴上的真正机械扭矩。驱动轴扭矩与皮带上的材料负载成正比。使用TorqueTrak Revolution仪器的“皮带负载”信号作为驱动和进给系统的反馈。低扭矩表示低负载并且需要增加到皮带的材料进给量。高扭矩表示高负荷并要求减少进料。非常高的扭矩可能表示材料堵塞或设备存在其他一些问题。设置高扭矩报警功能,以便在发生任何损坏之前停止输送设备。 一家巴西变速箱制造商在巴西甘蔗加工厂的巨型驱动系统中解决了一个谜。变速箱上的联轴器是一种特殊的“过载联轴器”,在常规的糖厂过程中会反复破裂。特殊联轴器有一个机械扭矩限制器,以防止过载,但限制器从未激活。变速箱本身没有损坏。 为了找到断路器的原因,我们的巴西代理商TorkflexTransmissõesIndustriaisLtda调用了变速箱制造商,他们安装了TorqueTrak 10K遥测仪和Op-Torq FIELD TEST 2数据采集系统来测量和分析真正的机械负载。糖研磨过程。仔细观察这些照片,你会看到扭矩模式应变计加上TorqueTrak 10K变送器和9V电池安装在巨大的旋转轴上。 他们希望在铣削过程中发现高扭矩峰值,足以打破联轴器。但令他们惊讶的是,他们没有发现扭矩峰值。事实上,根本没有过载。事实证明,过程负荷完全符合设计限制。这一有趣的发现促使变速箱制造商联系了特殊“过载联轴器”的制造商,然后他们进行了一些测试并发现问题是耦合材料本身。最后,每个人都对他们已经正确诊断出问题并采取纠正措施以防止再次发生这种情况感到满意。 甘蔗轧辊用高铬焊接熔敷层的磨损量和损失评估 抽象 甘蔗卷上的磨损对于甘蔗工业来说是昂贵的维护问题。磨损会导致蔗糖提取的损失和甘蔗渣上卷的抓地力丧失。本文介绍了应用于ASTM A-36钢和灰口铸铁的亚共晶和过共晶高铬焊接熔敷层的磨损和损耗评估。使用改进的ASTM G-65标准测试。磨损是由湿甘蔗渣的磨蚀作用产生的,含有三种矿物质外来物质。尺寸在0.212-0.300mm(AFS 50/70)范围内的二氧化硅颗粒用作矿物外来物质。通过测量移动试样的动力传动轴上的扭矩来评估夹具。通过使用扫描电子显微镜表征磨损表面。发现磨损与矿物外来物质含量成比例地增加。与磨损相关的焊接沉积物的几何变化导致夹具损失。对于低矿物外来物质水平,碳钢的耐磨性大于灰铸铁; 而高矿物质外来物质水平则相反。 介绍 甘蔗工艺最重要的阶段之一是粉碎,其中通过在沟槽辊之间压缩来从切碎的甘蔗中提取汁液。辊上磨损是制糖工业中的常见问题,其直接影响榨汁的效率。这种磨损的主要原因与矿物外来物质(MEM)的存在有关,例如来自田地的土壤或从该过程的前几阶段产生的金属颗粒,例如粉碎。磨损会导致辊齿原始几何形状的损失,从而产生压实损失并减少提取。此外,磨损会在辊表面上产生粗糙度[1]并降低辊对甘蔗的抓地力,从而导致对轧机的不良进料。表面硬化焊接沉积物应用于牙齿以保护表面并减少磨损,因为这些表面硬化层由高耐磨性合金制成。然而,使用这些合金会增加维护成本。而且,一些焊接的颗粒最终从辊上脱离并污染甘蔗,影响该过程的后期阶段。 通常,辊子由灰铸铁制成,因为它不像钢那么昂贵并且具有更好的可加工性。然而,灰铸铁具有差的可焊性,这可能在焊接沉积物和基础材料上产生裂缝,并且表面硬化的侧面松动。 已经发现,由于甘蔗渣中的MEM增加,甘蔗渣的作用导致低碳钢的磨损增加,并且由于甘蔗渣 – 钢界面处的接触力增加[1]。蔗渣和MEM在高铬(Fe-Cr-C)亚共晶和过共晶焊接沉积物上产生的磨损在实验室测试中进行了评估[2],其中发现甘蔗渣和样品之间的施加力对磨损有显着影响,但没有发现亚共晶和过共晶合金之间的重要差异。由于在磨损试验之前将试样研磨以产生规则表面,因此未对该研究评估沉积物的几何形状的影响。还评估了甘蔗汁和MEM含量对碳钢磨损的影响[3​​]; 发现果汁通过磨损 – 协同作用增加了磨损。后来,对奥氏体不锈钢焊接缓冲的碳钢[4]也评估了果汁和MEM的效果,其中不锈钢对碳钢没有显着改善。用焊缝沉积硬化的轧辊磨损的一个重要因素是沉积物的几何形状[5]。几何形状和粗糙度会影响轧机的性能,因为高粗糙度会对甘蔗渣产生良好的抓地力[5]。然而,当辊表面由于磨损而被抛光时,夹具损失并且甘蔗渣进入磨机的进料减少; 因此,轧机的性能也降低了。以前的研究[6]评估了焊接沉积物之间距离对磨损响应的影响,发现磨损随着距离的减小而减小。然而,由于在样品表面上产生较小的粗糙度,小距离的沉积物也可能产生较小的夹持力; 因此,低距离的沉积物可能不是最佳配置。 Fe-Cr-C焊接熔敷层的微观结构和力学性能以前已经研究过[7] – [9]。关于微观结构以外的不同项目的其他工作已经评估了这些合金的耐磨性[2],[10] – [12]。然而,就我们所知,磨损对手柄的影响尚未得到评估。 本文展示了一项研究项目的结果,该项目旨在评估两种基础材料磨损产生的磨损和抓地力损失:ASTM A-36钢和灰铸铁50级,这两种材料均采用亚共晶或过共晶高铬白口铸铁。通过样品的重量损失来量化磨损,并且量化夹具损失,测量样品夹持器的轴上的扭矩。这项研究的主要贡献是磨损和抓地力损失之间的相关性。 1.材料和方法 使用机器进行测试,其中样品在压缩的甘蔗渣上滑动。50毫米直径和38毫米间距的挤出螺杆从料斗中取出甘蔗渣并将其压缩在管内。样品是V形的,类似于辊的齿,并且通过在八个相等的圆形段中切割282mm外径环而获得。以这种方式,可以使用具有0.01g分辨率的标度对段进行加权。在切割之后,通过焊接对试样进行硬面加工,并将其组装回盘周围以使整个环再次贴合。然后使组装的单元旋转并抵靠来自管的挤出的甘蔗渣滑动。图1A显示了用于测试的原型的方案。图1B对应于测试期间可以观察到与甘蔗渣滑动的样品的机器。用于压缩甘蔗渣(图1A中的P)的负载通过施加在由皮带轮和齿轮齿条系统形成的机构上的重量来控制。该机构放大负载并沿轴向将其施加到螺杆上。所有实验均使用600N的负载。原型的更多细节,尺寸和工作条件在别处提出[1]。 图1.(a)磨损机的示意图。(b)测试过程中机器的照片 w 1是样品的角速度(20 rpm),w 2是螺杆的角速度(28 rpm),P是甘蔗渣和样品之间的力(600 N)。资料来源:Casanova和Aguilar [1]。 对每组样品控制MEM含量。用于ASTM G-65标准测试的研磨材料,即尺寸在213和300μm直径之间的圆形二氧化硅颗粒用作MEM。选择这种磨料是因为它以前曾用于类似的研究[1],[2]。此外,使用这种标准研磨材料可以与其他研究进行一些比较,并使未来研究中的实验条件的再现变得容易。通过使用定义为[13]的比率DFR(污垢与纤维比)来量化污染水平: 其中Ws是二氧化硅的重量,Wf是纤维的重量。评估DFR的三个值:0,0.15和0.5。为了适当地模拟破碎过程中的磨损,将水和果汁添加到甘蔗渣二氧化硅混合物中。水和汁液的量(以升为单位)由方程[14]确定: 其中甘蔗渣(Wbagasse)的重量必须以千克为单位。最初用钢制成的试样用一层E309LT1不锈钢进行缓冲,使用Flux Cored Arc Welding(FCAW)工艺。在该不锈钢层上,使用两个电极施加白色铸铁表面硬化:WS-380或O-8660分别对应于亚共晶和过共晶合金。对于由灰口铸铁制成的试样,将白口铸铁的沉积物直接焊接在试样上(不含不锈钢缓冲剂)。表1显示了焊接参数,表2显示了电极的化学组成。 表1.焊接参数 来源:作者自己的介绍 表2.电极的化学成分 来源:作者自己的演示 每个测试用三个样品进行,在测试之前,用丙酮洗涤,干燥并称重。试验包括将试样组与压缩的甘蔗渣滑动,总距离为45,000米。试验后,用丙酮洗涤试样,干燥,并再次称重。初始重量和最终重量之间的差异表示为样品中的磨损量度。 通过使用扫描电子显微镜(SEM)表征位于牙齿顶部和侧面的焊接沉积物的表面。通过使用旋转样品架所需的扭矩来量化夹具。使用Torquetrak 9000系统测量扭矩(Binsfeld Engineering Inc,Maple City,MI),基于位于环形从动轴和发动机之间的管状联轴器上的应变仪。这种联轴器的刚度小于安装试样夹具的实心轴的刚度。以这种方式,增加了扭矩测量的灵敏度。Torquetrak的电压信号在USB-1280LS(Measuring Computing,Norton,MA)数据采集系统中注册,分辨率为12位,采样率为1 kHz。系统的总分辨率为5 Nm,这是通过在机器旋转而不接触样品和甘蔗渣的情况下获取一组数据来估算的。 在磨损试验开始时,使样品与压缩的甘蔗渣接触,测量扭矩。在磨损试验之后(在45,000m的距离之后),再次测量扭矩并且将夹紧损失计算为磨损试验之前和之后的扭矩值之间的差。 2.结果 2.1。磨损和磨损测量 图2显示了在磨损过程之前和之后穿着DFR = 0.5的过共晶焊接硬化的钢和灰铸铁样品。可以观察到由于磨损导致的沉积物的几何形状的抛光和变化。标本的顶部比侧面更严​​重。图3显示了三种污染水平(DFR)的磨损结果和评估的四种材料组合。对于钢样品,随着甘蔗渣中含有的MEM增加,磨损增加。然而,对于灰铸铁样品,当MEM增加时,观察到磨损的少量增加。对于前两个污染等级(DFR 0和0.15),钢样品比灰铸铁样品具有更高的耐磨性; 但最大污染水平(DFR = 0.5)则相反。 图2.分别在初始和最终条件下使用高MEM含量(DFR = 0.5),(a)和(b)钢的磨损过程前后的过共晶白口铸铁表面硬质和灰铸铁样品,(c) (d)磨损前后的灰铸铁 来源:作者自己的介绍 图3.三种污染等级 GCI:灰铸铁的样品重量损失测量的磨损。资料来源:作者自己的演讲 在磨损试验之前和之后,用过共晶材料硬表面作为时间函数的试样的扭矩如图4所示。扭矩信号中的周期性图案是由三个试样在360°的均匀分布产生的。持有人以及标本旋转的事实; 因此,每个样品以大致相等的时间步长通过甘蔗渣前面。取峰值的平均值来比较原始扭矩和磨损状态。发现磨损后扭矩减小。 图4.磨损前后在支架驱动轴上测量的扭矩 注意。每个峰对应于焊接样品和压缩甘蔗渣之间的接触流逝。获得用过共晶材料硬化的样品并使用0 DFR磨损的曲线来源:作者自己的介绍 磨损产生的夹具损失(扭矩损失)如图5所示。除了使用0.5 DFR评估的样品外,没有观察到关于评估条件的夹具损失的明显趋势,其中夹具损失相对于其他污染物明显更大找到了水平。与扭矩的高度可变性相关的数据的高度分散可能是由于焊接沉积物的不规则几何形状。 图5.作为扭矩减小测量的夹具损失 GCI:灰铸铁。资料来源:作者自己的演讲 2.2。扫描电子显微镜 通过扫描电子显微镜分析位于样品顶部和侧面的焊接沉积物的磨损表面。图6显示了使用0 DFR测试的样品顶部的磨损表面,其中可以观察到由于甘蔗渣的作用而由塑性变形或切割产生的凹槽。图7和8分别显示了DFR = 0.15和DFR = 0.5的测试表面。在这两种污染水平下产生的凹槽没有发现明显的差异,但两者明显比DFR = 0时产生的凹槽更深(图6)。在亚共晶合金的表面上,观察到由塑性变形产生的切割和凹槽。除了切削和塑性变形外,在过共晶合金上也观察到碳化物脱离, 图6. DFR = 0测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 图7. DFR = 0.15测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 图8.用DFR = 0.5测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 3.讨论 在这项研究中,我们评估了高铬白口铸铁焊接沉积物在受到矿物质外来物污染的甘蔗渣作用下的磨损和夹持损失,其条件与甘蔗厂相似。与先前的研究[1],[3],[4]一致,钢样品具有更高的磨损和更高的MEM含量。然而,MEM对灰铸铁试样的影响不太明显。这种行为可能是由于灰口铸铁相对于不锈钢具有更高的耐磨性。对于高MEM含量,在钢样本的情况下,更多的磨料颗粒可能与基础材料或缓冲剂接触,并且以这种方式,全局磨损可能受到基础材料的行为的强烈影响。一般来说,亚共晶沉积物的磨损大于过共晶沉积物的磨损,这可以用过共晶合金的较高硬度来解释。然而,在先前的研究[2]中,没有检测到两种合金之间的显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。检测到两种合金之间没有显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。检测到两种合金之间没有显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。 磨料颗粒的尺寸范围明显高于本研究中使用的MEM,存在于工业磨机中。关于磨料尺寸,据报道,随着磨料尺寸增加到临界值,均质材料的磨损增加。超过该临界值,磨损率保持不变[15]。最近有报道称高铬白口铸铁[16]也有类似的发现,其中磨料尺寸的增加从未减少磨损。因此,虽然磨损量可能会因研磨量大于本研究中使用的磨料而增加,但预计不会改变本研究结果的趋势,并且预计测试条件之间的比较仍然有效。重要的是要注意几种微观结构的评估,磨料的尺寸可能以不同的方式影响每个微观结构。这方面应在未来的研究中进行评估。没有观察到关于测试条件的夹具损失的明显趋势,除了由具有高MEM含量的测试的钢制成的样品,其中夹具损失显着更大。该结果与磨损结果一致,因为具有更严重磨损的试样也具有更大的夹持损失。这种行为在制糖工业中是众所周知的,其中磨损的一个症状是磨机缺乏进料或甘蔗进入磨机的困难,这是由于磨损产生的辊的平滑表面。据我们所知,这是第一项定量评估磨损和抓地力损失的研究。因此,没有先前的研究来比较我们的结果。 该研究的主要局限之一是样品的形貌和粗糙度的差异,这在手工焊接过程中难以控制。这些几何差异可能会影响磨损和扭矩结果。在需要对地形进行更多控制而生成不同几何形状的情况下,需要进行未来的研究,并收集补充数据。这是为了实现最终目标,即在地形特征和预期的磨损/抓地响应之间建立全面的映射。 虽然本研究中分析的沉积物的微观结构与我们组[4]先前的研究中评估的微观结构不同,但没有发现明显不同的磨损机制。尽管白口铸铁沉积物硬度很高,但很少观察到碳化物剥离,主要的磨损特征是切割和犁沟产生的沟槽,这与其他具有较低硬度和较高延展性的微观结构相似,如维多利亚等人评估的不锈钢。[4] 结论 使用重量损失评估的磨损显示出作为施加在由钢制成的样品上的高铬白口铸铁焊接沉积物的污染水平的函数的显着增加。然而,对于施加在由灰口铸铁制成的试样上的沉积物,随着污染水平的增加,磨损率降低。关于基础材料,对于两个第一级污染钢样品表现出更高的耐磨性。但是对于最大程度的污染,灰铸铁具有更高的耐磨性。因此,仅建议在加工相对干净的甘蔗的糖厂中使用钢材。 研究发现,磨损产生的沉积物几何形状的变化与抓地力的减少直接相关。根据该结果,沉积物应具有几何形状,使得即使它们被磨损,也应保持相对粗糙的表面。 土木工程 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 作为水净化过程的一部分,大型城市水处理设施使用称为“飞行”的大功率驱动的链式刮刀来从每个水箱中提取杂质(即泥浆和淤泥)。驱动系统,特别是齿轮组,会反复失效。可疑原因是扭矩过大。 工程师使用Binsfeld工程公司的多个 TorqueTrak 10K 遥测仪器在系统的各个部分测量真实的操作扭矩。确定操作扭矩是正常的,但齿轮组相对于实际工作量而言尺寸过小。安装了更强的齿轮组,故障已经停止。精确的扭矩测量数据使工程师能够正确解决昂贵的齿轮箱故障问题。 芝加哥的一家土木工程公司受雇于该城市的水处理厂确定柱泵的启动扭矩。纽约市希望通过采用降压启动器来升级泵驱动系统,以最大限度地减少浪涌电流。 系统中一些最老的泵在启动期间需要额外的功率,几乎是操作马力的两倍,这取决于排放阀的打开或关闭状态。这个问题可以通过过大的电动机(一种昂贵的选择)或通过相对于扭矩负载优化排放阀开度的正时来解决。两个选项都指出了一个问题:启动泵需要多少扭矩? 工程师使用 Binsfeld遥测技术 从 叶轮传动轴上的Micro-Measurements应变计传输实时扭矩信号, 同时在试运行期间使用转速计监测RPM。扭矩和RPM数据提供了信息工程师所需的信息,以便就如何最佳地优化泵性能做出明智的决策。在几个小时内,真正的叶轮扭矩测量指向了一个结论性的解决方案,否则只能根据耗时和复杂的建模来猜测。 歇根州霍顿Houghton Lift Bridge – 密歇根州Houghton的双层,垂直升降桥的机械返工和喷漆可能改变了可移动跨度的重量。主要承包商隆达建筑公司需要密歇根DOT检查跨度和配重之间的平衡,以确保正常和安全的操作。在桥的每个角上,一根大电缆通过电机驱动的滑轮将跨距连接到配重上。Lunda怎么能检查这个配重电缆系统的整体平衡? Binsfeld工程公司承包了在四个驱动轴上同时测量扭矩,以确定四个角中是否存在不平衡状态。通过Micro-Measurements扭矩敏感应变计和连接到每个驱动轴的遥测发射器,在跨度升高和降低时同时记录扭矩数据。通过将提升扭矩与降低扭矩进行比较并校正摩擦,证实可移动跨度比组合配重略微重(所需条件)并且所有四个角都在可接受的平衡范围内。 位于加利福尼亚州阿拉米达县的公园街大桥是一条四车道双叶开启(拉)大桥,横跨奥兰达潮汐运河372英尺,位于阿拉米达城市和奥克兰之间。 当返工结构修改了原始电梯的重量时,阿拉米达县工程师需要确定适当的配重,以防止电梯驱动电机过载。通过测量用于提升桥梁的主小齿轮轴上的扭矩,可以通过调整每个跨距上的配重来轻松确定和优化驱动负载。扭矩敏感的Micro-Measurements应变计与小齿轮传动轴连接,两个TorqueTrak遥测系统用于在轴旋转时同时传递来自两个小齿轮的应变计信号。 该县有许多可移动的桥梁,由于修理或其他机械变化,偶尔需要进行调整。使用Binsfeld遥测设备,可以快速准确地进行扭矩和平衡测量,消除猜测和潜在的驱动器过载问题。 Engineering Dynamics Incorporated(EDI)被要求帮助对立式水泵进行轴向载荷试验。自调试以来,泵经历了轴承和轴的加速磨损。有人担心问题可能是由于向上推力导致垂直轴弯曲。该泵由250 HP感应电机驱动,带有变频器(VFD)速度控制。推力轴承位于电机顶部。 Binsfeld Engineering的TorqueTrak 10K遥测仪和单轴应变计安装在轴上,如图1所示。使用液压缸和联轴器毂下方的升降板进行校准。比例因子是基于线性拟合的斜率通过实验确定的,如图2所示。 EDI的数据采集系统用于记录所有测试数据。泵启动并达到100%的速度。如图3所示,轴向力从1700磅(泵的悬挂重量)开始,然后增加到6600磅。正读数表示向下的轴向力。因此,在启动期间没有观察到向上推力的情况。 然后测试泵的运行速度为70%至100%。测得的力包括推力以及线轴和泵叶轮的悬挂重量。所有值均为正值,并保持在6000至7000磅的范围内,如下表所示: 最后的测试是在车站运行的其他泵进行的。排出阀部分关闭以增加排出压力并模拟额定扬程。在该操作条件下测量的最大轴向力为7600磅,并且与图中所示的预测的7500磅的下推力相比较。 使用Binsfeld TT10K,推力被认为是轴承和轴问题的可能原因。相反,损坏可能是由车站泵送的河水中的沉积物造成的。 联系 Toman=又一个满意的客户! 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209, 2019

Binsfeld Torque Trak Revolution 轴功率仪

作者 |九月 2nd, 2019|0 条评论

主要优点 易于安装 旋转套环和固定动力线圈在轴周围分开并螺栓连接在一起。不需要轴改造。 方便校准 在出厂设置下使用或使用简单的缩放和调整工具。无需调优。 工作可靠 旋转圈和固定环之间具有较大间隙,采用感应式供电和数据传输,没有表面摩擦。 数字数据传输 提供14位分辨率的干净,无噪声数据信号。 坚固的结构 坚固的硬件和电子设备,适用于苛刻的环境条件。 在线智能指示 系统状态指示灯确认正常运行并有助于故障排除。 产品支持 优秀的售前和售后客户支持服务。 产品样本 规格参数 通用参数 解析度:14位(16384点分辨率) 噪音等级:<0.10%RMS FS 频率响应:(扭矩和功率) 开关可选: 1000 Hz,12 Hz,1.5 Hz或0.1 Hz (-3dB频率,典型值) 延迟:1毫秒,典型值(1000 Hz设置) 转换速率:33 mA / msec,典型值(1000 Hz设置) 采样率:4800赫兹 工作温度:-40°+ 85°C 0%至90%相对湿度,无冷凝 主控单元和供电线圈 接收器输出信号:四个独立的电流输出信号: 扭矩:12±8 mA,可扩展 功率:12±8 mA,可扩展 轴速/转速:脉冲指示,5-19 mA 轴方向:二进制指示器,5或19 mA 接收器输入功率:11-16 VDC标准; 最大2A,标称0.5A (可提供115VAC或230VAC选项) 接收器输出连接:螺丝端子 安装:在主控制单元上安装法兰 尺寸:主控单元:6 x 6 x 4英寸(152 x 152 x 102 mm) 动力线圈 – 外径:与旋转外径相同 宽度:0.25英寸(3 mm) 旋转圈 材料:铸造尼龙,标准 部件:将轴环螺栓一起拧到轴上。 尺寸:客户指定 外径:比轴直径大4至6英寸(102至152毫米) 宽度:1.25英寸(32毫米) 发射模块 (安装在旋转套环内) 传感器输入:全桥应变片(4个有源臂,350Ω标准;可接受高达1000Ω) 桥梁激励:2.5 VDC,受管制 传感器范围: ±500微应变(全桥,4个主动臂 – 扭矩或弯曲) ±769微应变(全桥,2.6主动臂 – 张力或压缩) 其他微应变范围可用 温度系数-增益:≤0.005%FS /°C(50 ppm /°C)+ 20°+ 70° C≤0.010%FS /°C(100 ppm /°C)-40°+ 85°C 温度系统-零点:≤0.005%FS /?C(50 ppm /°C)+ 20°+ 70° C≤0.010%FS /?C(100 ppm /°C)-40°+ 85°C 线性:≤0.05%FS G-FORCE评分:大于3000克。例如,在4英寸(102毫米)轴上的5700转/分钟。 传感器连接:4芯电缆 应用领域 船舶 更多 矿业 更多 汽车 更多 工业和制造业 更多 能源 更多 农业 更多 建筑 更多 其他 更多 船舶 Binsfeld自豪地成为船舶市场的领导者,提供用户友好和易于集成的扭矩和功率测量解决方案。无论我们的客户是想监测船舶性能、诊断重复部件故障的根本原因,还是想提高燃油效率,Binsfeld轴功率仪都提供了完成这项工作所需的数据。 性能监控 *通过了解发动机、螺旋桨、变速箱或轴承性能何时退化来减少停机时间 * 只有在需要时才进行预防性维护或更换磨损部件 诊断和测试 * 诊断推进问题 * 找出船体效率下降的原因(船体污垢) * 确定螺旋桨轴上过度扭转振动的根本原因 优化燃油效率,减少排放 * 结合机械马力测量与船舶速度和燃油消耗传感器,以监测燃油消耗和提高燃油效率 * 通过优化燃料效率来满足排放要求 矿业 由于采矿作业中停机时间的巨大成本,Binsfeld明白,对于矿业公司来说,保持业务高效运行是多么重要。TorqueTrak产品用于各种采矿设备的开发、调试和操作阶段,包括输送机、挖掘机和轧机。我们的产品允许客户在采矿市场上测量真实的机械扭矩和功率,几乎任何旋转轴,帮助减少停机时间,提高操作效率。 汽车 Binsfeld为汽车市场提供无线扭矩传感器系统,用于轿车和卡车的测试和开发。我们的产品是专门为满足空间限制的汽车市场,提供低轮廓变送器,提供可靠的扭矩数据从任何旋转轴。 诊断和测试 * 测量任何旋转轴(即传动轴、半轴、轴)上的真实机械扭矩 * 优化传动轴设计 工业和制造业 世界各地的客户都在使用宾斯菲尔德工程公司的TorqueTrak系统进行故障排除和优化他们的机器、控制流程、提高效率、防止损坏和解决具有挑战性的问题——简而言之,通过基于数据的智能决策节省时间和金钱。 参考资料,维基百科:“流体的粘度是其抵抗剪应力或拉应力逐渐变形的一种量度。对于液体,它对应于“厚度”的非正式概念。例如,蜂蜜的粘度比水高。” 在立式工业混合器设备中,可以使用安装在旋转混合器轴上的Binsfeld Engineering TorqueTrak仪器和微型应变测量仪测量罐内的电阻。轴上扭矩的测量直接关系到油箱中流体或混合物的粘度(工作负荷)。假设轴转速不变,随着产品粘度的增加,扭矩信号也成比例地增加。在某些过程中,粘度开始很高,然后随着分散的发生急剧下降。扭矩测量不会以粘度为单位显示数据,例如帕斯卡秒(Pa·s),而是用来指示何时达到了所需的粘度。 巴西一家著名的水泥公司的立式轧机变速箱出了问题。变速箱每年至少坏一次,给公司造成了非常昂贵的停机时间。他们无法确定原因。我们在巴西的销售代理Torkflex Transmissoes Industriais有限公司。(Torkflex)来评估情况。 与变速箱制造商Torkflex合作,决定安装来自Binsfeld的TorqueTrak转矩仪,以便在正常运行期间持续监测轴上的真实机械扭矩和功率、工作负载。他们计划设置几个“高扭矩报警”功能,利用TorqueTrak转速仪的4-20mA输出信号来指示轴上危险的高扭矩,即变速箱中的高应变。扭矩信号可以作为一个警告,当扭矩高,打开灯或声音报警。例如,它可以在任何损坏发生之前通过中断驱动器来停止设备。扭矩信号的实时响应速度快! 步进响应,扭矩输入:2msec最大频率响应:0- 1000Hz (-3dB max @ 1000Hz)。采样率:4800 hz。 现在,工作量被持续监控,为水泥公司提供有价值的数据。他们可以看到扭矩什么时候变大,以及这与轧辊系统的材料输入有什么关系。“高扭矩报警”功能将防止任何进一步损坏变速箱。 日产汽车(Nissan Motors)、士麦那(Smyrna)、TN——冲压机上的传动装置(移动部件)不断出现故障,限制了生产。该压力机制造商表示,该机器的设计为每分钟18冲程,但运行速度超过10 spm会导致驱动部件故障。印刷机设计得不够好吗?传动轴实际承受的扭矩是多少? Binsfeld在传动轴上安装了转矩敏感微测应变仪和托克特拉克遥测系统。在实际生产过程中记录的实时数据证实,当传输机制改变方向时,工作负载大大超过了设计预期。压机制造商负责根据实际扭矩测量结果进行重新设计。  阿拉巴马州Axis的IPSCO钢铁公司——IPSCO钢铁公司的一个轧钢机一直表现不佳——它无法将6英寸厚的板减少到预期的1.25英寸。工程师怀疑驱动电机可能是原因。在向电机制造商提出这个要求之前,他们想通过测量主轴上的扭矩来验证他们的理论。 他们安装了Binsfeld扭矩遥测与微测量应变计传输实时扭矩数据从主轴。通过对主轴扭矩的测量,验证了电机存在的问题。IPSCO将他们的数据与电机制造商共享,后者随后能够调整驱动器并将输出功率提高近一倍。这消除了IPSCO生产过程中成本高昂的瓶颈,使其恢复全面运行。 国际纸业公司——工厂的工作人员无法全速运行这台使用了一年的造纸机。要么这两个驱动电机没有产生额定马力,要么这一过程需要的马力超过了驱动所能产生的马力。电机电流测量支持了电机正在生产的理论。 然而,工作人员中的工程师知道,电机电流数据并不总是扭矩负载的准确指标。决定使用应变计测量输出驱动器上的实际扭矩,以便与电机数据进行比较。 本斯Binsfeld采用Binsfeld扭矩遥测仪和微测扭矩敏感应变仪对双传动轴进行测量,并在机器运行时同时记录两个传动轴的扭矩数据。这些数据很快证实,这些驱动器没有产生额定马力,并表明对电机和电力驱动系统的审查是适当的。 伯利恒钢铁公司,Sparrows Point, MD -工厂的工程师已经推断出,热轧带钢轧机轧辊机架上的偶发扭矩过载正在导致昂贵的驱动系统故障。工程师们不知道为什么。它是通过机架输入的热板的宽度或厚度的函数吗?板材的材料性能(等级)重要吗?是他们没有考虑到的其他事情吗? 主轴传动轴上的扭矩读数将有助于理解和解决这一问题。Binsfeld在主轴上安装了诊断扭矩遥测设备和扭矩敏感应变仪,并对不同工况下的扭矩进行了监测。测试揭示了高扭矩负荷的一个意想不到的原因:热板坐得太久(例如由于操作延迟)形成了较难在轧辊机架上工作的冷区,造成了严重的扭矩过载。基于这一发现,该公司实施了一种工艺来拒绝冷却板,从而避免昂贵的故障。其结果是增加了产量,减少了维护。 伊利诺斯州格拉尼特城——美国一家主要钢铁生产商的五辊轧机出了问题。在换挡启动时,有时线路不会运行。一旦操作员暂时改变方向,然后重新启动,线路就会正常运行。问题的根源尚不清楚。是交流驱动器没有与轴啮合吗?5个支架之间的负载分配是否不均匀,导致轴系结? 轧机的可靠性工程师购买了TorqueTrak 10K,对第五个位置的传动轴进行临时扭矩测量,这是问题最常发生的地方。转矩数据捕获后,一个轧辊的变化,确认驱动器是正确加载传动轴。接下来,工厂工程师计划对其中一个轧辊轴进行检测,以进一步诊断问题。 伊利诺斯州芝加哥市的一家巧克力工厂的工程师们在他们的一台冷却输送机上遇到了一个昂贵的问题。装着热糖果的托盘由传送带穿过一系列的风冷通道。每个隧道段都有一个独立长度的输送机和驱动器。有时,一个托盘会被挤进一个隧道,随后的托盘会在隧道后面堆积起来。当传送带加载时,它最终会使驱动器过载并停止这个过程。但是,直到许多的产品丢失,以及几个小时的生产时间花在清理混乱和重新启动生产线。在某些情况下,设备也会发生损坏,需要更多的停机时间和劳动力来维修。 选择TorqueTrak Revolution为每个输送段的驱动轴提供连续扭矩监测。4-20mA的扭矩输出信号被连接到一个可编程逻辑控制器。当来自任何驱动轴的扭矩达到报警极限(高于正常工作扭矩,低于已知会造成损坏的扭矩负载)时,PLC将关闭输送机驱动器,从而保护设备。该系统安装成功,并在短短几个月后检测到几个托盘堵塞,停止驱动器,每次节省数千美元。一位工厂工程师说:“这个系统比我们预想的要好得多。”TorqueTrak Revolution被证明是一个非常棘手问题的甜蜜解决方案。 材料处理公司Magnetek需要一种更有效的方法来测试他们的工业制动器产生的扭矩。最初他们用扭矩扳手来测量刹车产生的扭矩。Magnetek将目光投向了Binsfeld,因为他们已经成功地将TorqueTrak 10K临时诊断系统用于高速可变惯性制动测力计的产品开发。在这种情况下,Magnetek需要一个更持久的解决方案。 Binsfeld推荐了TorqueTrak Revolution.。随着TorqueTrak Revolution添加到他们的生产过程中,他们能够自动化测试使用一个变速驱动器来控制旋转,同时准确地测量制动产生的真实扭矩。扭矩从18英尺-磅到1.5万英尺-磅的刹车可以进行测试,以确保满足客户的要求。Magnetek成功地实现了成本节约,大幅减少了测试生产制动器所需的劳动力,同时提高了重复性和准确性。   能源 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 当Clean Current Power Systems的Russell Westbrook和Mete Sireli需要进行一些涡轮机性能测试时,他们选择了Binsfeld的TorqueTrak产品来帮助他们寻找答案。清洁电流在一个装满水的水箱中运行其专有的“开路发电机”,以确定由于诸如“发电机齿槽”,“轴承摩擦”和“粘性损失”等各种影响而导致的涡轮机总损失。 在他们的商店完成水箱测试后,他们将涡轮机送到海洋技术研究所,在他们的200米拖车水箱中进行测试。该测试的一部分包括使用配备有力传感器的液压制动器来确定涡轮机产生的扭矩。他们按照前面的测试“开路”运行发电机。施加已知的制动压力以保持涡轮转速恒定。使用该信息,它们将制动压力与以给定扭矩和旋转速度运行涡轮机所需的测量制动扭矩相关联。 使用Binsfeld的TorqueTrak系统进行内部油箱测试, 并使用定制的制动力传感器进行牵引油箱测试,从而确保清洁电流确定其专有涡轮机的流体动力学性能。 Engineering Dynamics Incorporated(EDI)对炼油厂的诱导通风(ID)风机系统进行了现场测试,该炼油厂遇到了联轴器故障,柔性盘式。风扇是常压炉的一部分,每天加热约152,000桶原油。ID风扇由350 HP感应电机驱动。电机速度由0至1200 RPM的变频器(VFD)控制。当电动机换了一个类似的电气性能但具有不同的物理尺寸时,麻烦就开始了。 原始柔性盘式联轴器的失效由间隔件中的裂缝组成,该裂缝似乎起源于螺栓孔。最初,工厂维护被指责可能过度拧紧连接螺栓。联轴器垫片中裂缝的45度角是高扭转振动的典型指示。 为了量化联轴器中的传递和动态扭矩, Binsfeld工程公司的 TorqueTrak 10K遥测系统与 Micro-Measurements 应变计一起使用。下面的瀑布图显示了58 Hz附近的系统的扭转固有频率(TNF),其被VFD的1倍电频率激发。当在1000-1200RPM下操作风扇时,这导致联接器中的高动态扭矩。 扭矩是风力涡轮机技术设计者和制造商的重要变量。扭矩数据在评估风力涡轮机部件(如轴承,齿轮和制动系统)时尤为重要。通过提供由转子轴产生的真正机械功,扭矩可用于确定系统的真实效率:机械能 – 与电能输出相比。 为了收集扭矩数据,将可粘合的应变计传感器应用于轴。应变计是惠斯通电桥电路,当在负载下旋转时,其响应于轴表面的变形而改变电阻。该变形(应变)与产生的机械功(扭矩)之间的关系在弹性区域中是线性的并且基于轴的物理特性。从旋转轴收集应变数据的最佳方法是通过遥测系统读取应变计的模拟信号,并将其作为数字信号传输到固定接收器,在那里收集进行分析或用于实时过程控制。 由Binsfeld Engineering Inc.制造的 TorqueTrak Revolution系统使用感应电源和数据传输连续提供扭矩,功率(hp或kW),转速和旋转方向数据。它已成功应用于风能行业的许多应用中,其中风力涡轮机的典型使用寿命目标为20年,有意义的验证试验可能持续数月或数年。 设计验证 我们的一位客户测试了他们的专利垂直风力涡轮机的大规模设计,为期18个月。正在评估的25-100千瓦的涡轮机具有独特的静止定子,可以将风进入并加速进入转子叶片。“定子和转子设计的坚固和独特组合使涡轮机能够在6级和7级风速(25-30 m / s)下运行。大多数涡轮机以25米/秒的速度切断,“他们说。我们的客户补充说,他们一直在使用 TorqueTrak Revolution 来捕获可发布功率曲线的扭矩数据。该数据将验证从1/12比例的风洞原型开发的全尺寸模型。他们还计划使用这些结果来扩大0.25-1 MW范围内的设计,并缩小1-5 kW范围内的设计。 TMA 25 KW立式风力涡轮机 美国国家可再生能源实验室还指出, TorqueTrak Revolution 是150多种传感器中的一种,用于表征大多数大型涡轮机设计中常用的通用变速箱上的所有动态运动和负载。能源部,风力涡轮机OEM,动力传动系统部件和润滑供应商以及涡轮机所有者和操作员之间的这种协作努力的目标是开发整个系统的完整数学模型,在公共领域可用于验证改进变速箱设计。1 正在建造两个600-750 kW范围的变速箱,并进行检测。一台将在国家风能技术中心的2.5兆瓦测功机上运行,​​另一台将在位于科罗拉多州的Ponnequin风电场的涡轮机上运行。该 TorqueTrak革命允许在高速轴制动时转矩负载的研究。偶尔 – 我们的客户发现发电机可能会在短时间内承受扭矩。 测试台 确保质量和可靠性是爱荷华州的另一位客户投资两个代表其动力总成核心的变速箱试验台的原因。他们的2.5兆瓦风力涡轮机通过多路径负载分配设计将来自转子轴的扭矩分开,以驱动四个发电机,减少了部件故障并延长了使用寿命。2 齿轮箱试验台上的TORQUETRAK革命系统 为了测试生产齿轮箱,他们建造了两个包含TorqueTrak Revolution的测试台 ,一个系统监控四个输出轴中的每一个的扭矩。扭矩信号被反馈到PLC,PLC控制液压伺服回路调节旋转致动器,从而在每个轴上保持所需的扭矩负载。常规生产和耐久性测试均在试验台上进行。耐久性测试模拟了在1100小时内运行20年。使用该方法是因为需要连续的扭矩数据。 基于条件的监测 利用扭矩作为基于状态的监测(CBM)策略的一部分目前不是风电行业的标准实践。轴承温度,振动和油颗粒通常是用于监控动力传动系统健康状况的测量变量。测量和记录扭矩数据对许多部件都很重要 – 特别是与齿轮箱有关。 摘要 真实机械扭矩的测量是风电行业在测试台和设计验证应用中的关键参数。它可能在未来作为一个有价值的动力传动系统CBM变量承诺。如示例所示, TorqueTrak Revolution 系统是在这些情况下连续测量扭矩的理想仪器。 TORQUETRAK革命系统 所述 TorqueTrak革命 使用电感,非接触技术,造成长期,可靠的运行提供持续的扭矩和功率数据。安装简单; 不需要轴修改和机器拆卸。它具有用于精确输出信号的精密14位信号处理和许多设置工具,可轻松进行校准和缩放。 位于墨西哥湾沿岸炼油厂的TorqueTrak 10K用户遇到压缩机组问题。压缩机组在硬启动应用中使用同步电动机驱动器。在该应用中,在瞬态启动期间,扭矩脉冲从120Hz到0Hz发生。当加速到同步速度时,系统通过扭转共振。像这样的共振条件会在机械部件中产生超过其疲劳耐久极限的应力。 客户发现有必要使用有限元计算机建模来分析这些应力。然后,他们使用该信息确定安全的系统启动次数。通常在这种布置中,机械列车中的一些部件是有生命限制的。通过临时安装 带有 Micro-Measurements 应变计的 TorqueTrak 10K,用户能够准确地确定寿命限制部件的扭矩和应力。这验证了计算机模型并允许客户操作系统而无需担心进一步的损坏。 TorqueTrak 10K通过避免过多的系统维修和过早更换组件的成本节省了客户的时间和金钱。 由10,000 BHP变频电动机驱动的六级卧式离心管道输送泵在运行仅四年后失效。检查发生故障的装置显示转子条严重变形,其中的点太靠近定子绕组。检查了两个相同的泵并检测到相同的问题,但不是那么严重。 振动分析顾问DYNA被要求调查这三个系统。利用 TorqueTrak仪器 和 微量测量 应变计,在从停止到最大运行速度4,100转/分钟的整个轴速范围内收集测试数据。发现两个速度在三个泵中的每一个上产生特定的扭转振动幅度,表明共振条件。第一个(720转/分钟)是典型的慢速滚动速度。在该速度下测量的最大动态扭矩值高达所提供扭矩的30%。第二个是在3,375转/分钟,这是在正常工作范围内,峰值负载高达检测到的供应扭矩的10%。对于电动机,最大允许动态扭矩是所提供扭矩的1%。在这些轴速度下,第6电机谐波在系统中产生激励共振,并导致高横向振动,从而导致过早失效。 作为分析的结果,建议的解决方案是将慢滚动速度向上或向下移动10%并且在靠近联接器处增加惯性(加重的盘)以将固有频率节点移动到正常操作范围之下。一旦实施,振动就消除了,泵的可靠性得以恢复。 调试后几周,压缩机组在高电机振动时跳闸。在检查时,在联轴器的中心件中发现裂缝,表明可能存在扭转振动问题。 该装置包括一台工作频率为894转/分钟的3150马力感应电机,垫片组联轴器,飞轮和四掷往复式压缩机。电机的满载扭矩(FLT)为222,000英寸磅。修复联轴器后, 在电机轴上安装Binsfeld TorqueTrak TT10K 系统和 Micro-Measurements应变计,以测量传递(平均)扭矩和动态(交替)扭矩。 最初在压缩机负载下发现超过450%FLT的峰值扭矩,即使对于往复式机械也被认为是过量的。但是,信号出现了截断,因此关闭了设备以调整发射器。检查平点,尖峰,辍学等的时间波形是很重要的,以确保良好的数据收集。 Binsfeld包括一个方便的遥控器,可以轻松更改频道和增益等设置。在没有任何焊盘焊接的情况下,遥控器用于将增益从4000快速切换到2000.该装置重新启动,最大扭矩实际上是FLT的630%(1,400,000 / 222,000 = 6.3)。 一位工程师质疑校准,因为扭矩读数非常高。进一步与其他测量值(如电机电流和气缸压力)进行比较,验证了正确的马力,并且Binsfeld系统是准确的。此外,在安装TT10K期间,遥控器已用于执行内置分流校准, 以检查适当的比例因子。 高扭矩超过联轴器制造商的允许极限并导致故障。第一扭转固有频率(TNF)与5倍运行速度一致,极大地放大了动态扭矩(AF~80)。对于可靠的系统,TNF应具有显着的压缩机谐波的分离余量(SM)。如果可能,API建议SM为10%。 压缩机制造商提供可以用螺栓固定在曲轴上的“解调器”或内部飞轮。这个压缩机框架可以容纳三个解调器,这些解调器是从工厂迅速订购并快递运到现场。几天之内,对改进的压缩机组进行了重新测试。应变计测量证实,这种额外的惯性将第一个TNF从75 Hz降低到71 Hz(现在低于5 x运行速度5%),从而降低了该谐波处的扭矩振幅。扭矩水平现在被认为是可接受的。 Ariel Corporation正在与Rotor Bearing Technology&Software,Inc。(RBTS)就澳大利亚的一家公司进行合作。自启动以来,客户在其大型煤层甲烷增压压缩机的驱动联轴器中在设计运行范围内的负载和速度下经历了多个弹性体元件故障。该压缩机单元由天然气发动机驱动。 分析扭转模型最初预测第一模式扭转固有频率(TNF)低于800RPM(在30℃时为720RPM,在额定发动机扭矩下在100°元件温度下为620)。 Ariel的Tom Stephens 使用Micro-Measurements的两台TorqueTrak仪器 进行了现场测试 同时应变计:一个用于耦合动态扭矩,一个用于耦合元件温度。由于这些元件是旋转耦合组件的一部分,Ariel决定使用遥测技术从内部温度传感器传输信号。测量数据表明,联轴器的作用比最初模拟的基本扭转临界速度在800 – 850 RPM之间要硬得多。在临界速度或甚至接近临界速度下操作导致联轴器的弹性体元件升温。传动系的基本扭转振动模式受到压缩机固有的不稳定扭矩需求的激励,这导致驱动联轴器中的扭转振动水平受到破坏。 该图显示了在不同振动扭矩水平下的耦合元件发热 – 低于零的值表示耦合器正在冷却,高于零表示它正在升温。参照该图表,为了防止弹性体元件过热,可以看出振动扭矩水平必须保持低于约11,000ft-lbs PP。 有了这些数据,对联轴器组件的设置进行了轻微修改,从而降低了传动系的基本扭转频率,最终提高了压缩机的可靠性。Binsfeld的TorqueTrak产品提供了所需的遥测解决方案,可以同时监控旋转耦合组件的扭矩和温度,这对于使Ariel和RBTS完全理解问题并找到解决方案至关重要。   农业 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 巴西的甘蔗加工厂使用TorqueTrak Revolution仪器持续监控输送机传动轴上的真正机械扭矩。驱动轴扭矩与皮带上的材料负载成正比。使用TorqueTrak Revolution仪器的“皮带负载”信号作为驱动和进给系统的反馈。低扭矩表示低负载并且需要增加到皮带的材料进给量。高扭矩表示高负荷并要求减少进料。非常高的扭矩可能表示材料堵塞或设备存在其他一些问题。设置高扭矩报警功能,以便在发生任何损坏之前停止输送设备。 一家巴西变速箱制造商在巴西甘蔗加工厂的巨型驱动系统中解决了一个谜。变速箱上的联轴器是一种特殊的“过载联轴器”,在常规的糖厂过程中会反复破裂。特殊联轴器有一个机械扭矩限制器,以防止过载,但限制器从未激活。变速箱本身没有损坏。 为了找到断路器的原因,我们的巴西代理商TorkflexTransmissõesIndustriaisLtda调用了变速箱制造商,他们安装了TorqueTrak 10K遥测仪和Op-Torq FIELD TEST 2数据采集系统来测量和分析真正的机械负载。糖研磨过程。仔细观察这些照片,你会看到扭矩模式应变计加上TorqueTrak 10K变送器和9V电池安装在巨大的旋转轴上。 他们希望在铣削过程中发现高扭矩峰值,足以打破联轴器。但令他们惊讶的是,他们没有发现扭矩峰值。事实上,根本没有过载。事实证明,过程负荷完全符合设计限制。这一有趣的发现促使变速箱制造商联系了特殊“过载联轴器”的制造商,然后他们进行了一些测试并发现问题是耦合材料本身。最后,每个人都对他们已经正确诊断出问题并采取纠正措施以防止再次发生这种情况感到满意。 甘蔗轧辊用高铬焊接熔敷层的磨损量和损失评估 抽象 甘蔗卷上的磨损对于甘蔗工业来说是昂贵的维护问题。磨损会导致蔗糖提取的损失和甘蔗渣上卷的抓地力丧失。本文介绍了应用于ASTM A-36钢和灰口铸铁的亚共晶和过共晶高铬焊接熔敷层的磨损和损耗评估。使用改进的ASTM G-65标准测试。磨损是由湿甘蔗渣的磨蚀作用产生的,含有三种矿物质外来物质。尺寸在0.212-0.300mm(AFS 50/70)范围内的二氧化硅颗粒用作矿物外来物质。通过测量移动试样的动力传动轴上的扭矩来评估夹具。通过使用扫描电子显微镜表征磨损表面。发现磨损与矿物外来物质含量成比例地增加。与磨损相关的焊接沉积物的几何变化导致夹具损失。对于低矿物外来物质水平,碳钢的耐磨性大于灰铸铁; 而高矿物质外来物质水平则相反。 介绍 甘蔗工艺最重要的阶段之一是粉碎,其中通过在沟槽辊之间压缩来从切碎的甘蔗中提取汁液。辊上磨损是制糖工业中的常见问题,其直接影响榨汁的效率。这种磨损的主要原因与矿物外来物质(MEM)的存在有关,例如来自田地的土壤或从该过程的前几阶段产生的金属颗粒,例如粉碎。磨损会导致辊齿原始几何形状的损失,从而产生压实损失并减少提取。此外,磨损会在辊表面上产生粗糙度[1]并降低辊对甘蔗的抓地力,从而导致对轧机的不良进料。表面硬化焊接沉积物应用于牙齿以保护表面并减少磨损,因为这些表面硬化层由高耐磨性合金制成。然而,使用这些合金会增加维护成本。而且,一些焊接的颗粒最终从辊上脱离并污染甘蔗,影响该过程的后期阶段。 通常,辊子由灰铸铁制成,因为它不像钢那么昂贵并且具有更好的可加工性。然而,灰铸铁具有差的可焊性,这可能在焊接沉积物和基础材料上产生裂缝,并且表面硬化的侧面松动。 已经发现,由于甘蔗渣中的MEM增加,甘蔗渣的作用导致低碳钢的磨损增加,并且由于甘蔗渣 – 钢界面处的接触力增加[1]。蔗渣和MEM在高铬(Fe-Cr-C)亚共晶和过共晶焊接沉积物上产生的磨损在实验室测试中进行了评估[2],其中发现甘蔗渣和样品之间的施加力对磨损有显着影响,但没有发现亚共晶和过共晶合金之间的重要差异。由于在磨损试验之前将试样研磨以产生规则表面,因此未对该研究评估沉积物的几何形状的影响。还评估了甘蔗汁和MEM含量对碳钢磨损的影响[3​​]; 发现果汁通过磨损 – 协同作用增加了磨损。后来,对奥氏体不锈钢焊接缓冲的碳钢[4]也评估了果汁和MEM的效果,其中不锈钢对碳钢没有显着改善。用焊缝沉积硬化的轧辊磨损的一个重要因素是沉积物的几何形状[5]。几何形状和粗糙度会影响轧机的性能,因为高粗糙度会对甘蔗渣产生良好的抓地力[5]。然而,当辊表面由于磨损而被抛光时,夹具损失并且甘蔗渣进入磨机的进料减少; 因此,轧机的性能也降低了。以前的研究[6]评估了焊接沉积物之间距离对磨损响应的影响,发现磨损随着距离的减小而减小。然而,由于在样品表面上产生较小的粗糙度,小距离的沉积物也可能产生较小的夹持力; 因此,低距离的沉积物可能不是最佳配置。 Fe-Cr-C焊接熔敷层的微观结构和力学性能以前已经研究过[7] – [9]。关于微观结构以外的不同项目的其他工作已经评估了这些合金的耐磨性[2],[10] – [12]。然而,就我们所知,磨损对手柄的影响尚未得到评估。 本文展示了一项研究项目的结果,该项目旨在评估两种基础材料磨损产生的磨损和抓地力损失:ASTM A-36钢和灰铸铁50级,这两种材料均采用亚共晶或过共晶高铬白口铸铁。通过样品的重量损失来量化磨损,并且量化夹具损失,测量样品夹持器的轴上的扭矩。这项研究的主要贡献是磨损和抓地力损失之间的相关性。 1.材料和方法 使用机器进行测试,其中样品在压缩的甘蔗渣上滑动。50毫米直径和38毫米间距的挤出螺杆从料斗中取出甘蔗渣并将其压缩在管内。样品是V形的,类似于辊的齿,并且通过在八个相等的圆形段中切割282mm外径环而获得。以这种方式,可以使用具有0.01g分辨率的标度对段进行加权。在切割之后,通过焊接对试样进行硬面加工,并将其组装回盘周围以使整个环再次贴合。然后使组装的单元旋转并抵靠来自管的挤出的甘蔗渣滑动。图1A显示了用于测试的原型的方案。图1B对应于测试期间可以观察到与甘蔗渣滑动的样品的机器。用于压缩甘蔗渣(图1A中的P)的负载通过施加在由皮带轮和齿轮齿条系统形成的机构上的重量来控制。该机构放大负载并沿轴向将其施加到螺杆上。所有实验均使用600N的负载。原型的更多细节,尺寸和工作条件在别处提出[1]。 图1.(a)磨损机的示意图。(b)测试过程中机器的照片 w 1是样品的角速度(20 rpm),w 2是螺杆的角速度(28 rpm),P是甘蔗渣和样品之间的力(600 N)。资料来源:Casanova和Aguilar [1]。 对每组样品控制MEM含量。用于ASTM G-65标准测试的研磨材料,即尺寸在213和300μm直径之间的圆形二氧化硅颗粒用作MEM。选择这种磨料是因为它以前曾用于类似的研究[1],[2]。此外,使用这种标准研磨材料可以与其他研究进行一些比较,并使未来研究中的实验条件的再现变得容易。通过使用定义为[13]的比率DFR(污垢与纤维比)来量化污染水平: 其中Ws是二氧化硅的重量,Wf是纤维的重量。评估DFR的三个值:0,0.15和0.5。为了适当地模拟破碎过程中的磨损,将水和果汁添加到甘蔗渣二氧化硅混合物中。水和汁液的量(以升为单位)由方程[14]确定: 其中甘蔗渣(Wbagasse)的重量必须以千克为单位。最初用钢制成的试样用一层E309LT1不锈钢进行缓冲,使用Flux Cored Arc Welding(FCAW)工艺。在该不锈钢层上,使用两个电极施加白色铸铁表面硬化:WS-380或O-8660分别对应于亚共晶和过共晶合金。对于由灰口铸铁制成的试样,将白口铸铁的沉积物直接焊接在试样上(不含不锈钢缓冲剂)。表1显示了焊接参数,表2显示了电极的化学组成。 表1.焊接参数 来源:作者自己的介绍 表2.电极的化学成分 来源:作者自己的演示 每个测试用三个样品进行,在测试之前,用丙酮洗涤,干燥并称重。试验包括将试样组与压缩的甘蔗渣滑动,总距离为45,000米。试验后,用丙酮洗涤试样,干燥,并再次称重。初始重量和最终重量之间的差异表示为样品中的磨损量度。 通过使用扫描电子显微镜(SEM)表征位于牙齿顶部和侧面的焊接沉积物的表面。通过使用旋转样品架所需的扭矩来量化夹具。使用Torquetrak 9000系统测量扭矩(Binsfeld Engineering Inc,Maple City,MI),基于位于环形从动轴和发动机之间的管状联轴器上的应变仪。这种联轴器的刚度小于安装试样夹具的实心轴的刚度。以这种方式,增加了扭矩测量的灵敏度。Torquetrak的电压信号在USB-1280LS(Measuring Computing,Norton,MA)数据采集系统中注册,分辨率为12位,采样率为1 kHz。系统的总分辨率为5 Nm,这是通过在机器旋转而不接触样品和甘蔗渣的情况下获取一组数据来估算的。 在磨损试验开始时,使样品与压缩的甘蔗渣接触,测量扭矩。在磨损试验之后(在45,000m的距离之后),再次测量扭矩并且将夹紧损失计算为磨损试验之前和之后的扭矩值之间的差。 2.结果 2.1。磨损和磨损测量 图2显示了在磨损过程之前和之后穿着DFR = 0.5的过共晶焊接硬化的钢和灰铸铁样品。可以观察到由于磨损导致的沉积物的几何形状的抛光和变化。标本的顶部比侧面更严​​重。图3显示了三种污染水平(DFR)的磨损结果和评估的四种材料组合。对于钢样品,随着甘蔗渣中含有的MEM增加,磨损增加。然而,对于灰铸铁样品,当MEM增加时,观察到磨损的少量增加。对于前两个污染等级(DFR 0和0.15),钢样品比灰铸铁样品具有更高的耐磨性; 但最大污染水平(DFR = 0.5)则相反。 图2.分别在初始和最终条件下使用高MEM含量(DFR = 0.5),(a)和(b)钢的磨损过程前后的过共晶白口铸铁表面硬质和灰铸铁样品,(c) (d)磨损前后的灰铸铁 来源:作者自己的介绍 图3.三种污染等级 GCI:灰铸铁的样品重量损失测量的磨损。资料来源:作者自己的演讲 在磨损试验之前和之后,用过共晶材料硬表面作为时间函数的试样的扭矩如图4所示。扭矩信号中的周期性图案是由三个试样在360°的均匀分布产生的。持有人以及标本旋转的事实; 因此,每个样品以大致相等的时间步长通过甘蔗渣前面。取峰值的平均值来比较原始扭矩和磨损状态。发现磨损后扭矩减小。 图4.磨损前后在支架驱动轴上测量的扭矩 注意。每个峰对应于焊接样品和压缩甘蔗渣之间的接触流逝。获得用过共晶材料硬化的样品并使用0 DFR磨损的曲线来源:作者自己的介绍 磨损产生的夹具损失(扭矩损失)如图5所示。除了使用0.5 DFR评估的样品外,没有观察到关于评估条件的夹具损失的明显趋势,其中夹具损失相对于其他污染物明显更大找到了水平。与扭矩的高度可变性相关的数据的高度分散可能是由于焊接沉积物的不规则几何形状。 图5.作为扭矩减小测量的夹具损失 GCI:灰铸铁。资料来源:作者自己的演讲 2.2。扫描电子显微镜 通过扫描电子显微镜分析位于样品顶部和侧面的焊接沉积物的磨损表面。图6显示了使用0 DFR测试的样品顶部的磨损表面,其中可以观察到由于甘蔗渣的作用而由塑性变形或切割产生的凹槽。图7和8分别显示了DFR = 0.15和DFR = 0.5的测试表面。在这两种污染水平下产生的凹槽没有发现明显的差异,但两者明显比DFR = 0时产生的凹槽更深(图6)。在亚共晶合金的表面上,观察到由塑性变形产生的切割和凹槽。除了切削和塑性变形外,在过共晶合金上也观察到碳化物脱离, 图6. DFR = 0测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 图7. DFR = 0.15测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 图8.用DFR = 0.5测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 3.讨论 在这项研究中,我们评估了高铬白口铸铁焊接沉积物在受到矿物质外来物污染的甘蔗渣作用下的磨损和夹持损失,其条件与甘蔗厂相似。与先前的研究[1],[3],[4]一致,钢样品具有更高的磨损和更高的MEM含量。然而,MEM对灰铸铁试样的影响不太明显。这种行为可能是由于灰口铸铁相对于不锈钢具有更高的耐磨性。对于高MEM含量,在钢样本的情况下,更多的磨料颗粒可能与基础材料或缓冲剂接触,并且以这种方式,全局磨损可能受到基础材料的行为的强烈影响。一般来说,亚共晶沉积物的磨损大于过共晶沉积物的磨损,这可以用过共晶合金的较高硬度来解释。然而,在先前的研究[2]中,没有检测到两种合金之间的显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。检测到两种合金之间没有显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。检测到两种合金之间没有显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。 磨料颗粒的尺寸范围明显高于本研究中使用的MEM,存在于工业磨机中。关于磨料尺寸,据报道,随着磨料尺寸增加到临界值,均质材料的磨损增加。超过该临界值,磨损率保持不变[15]。最近有报道称高铬白口铸铁[16]也有类似的发现,其中磨料尺寸的增加从未减少磨损。因此,虽然磨损量可能会因研磨量大于本研究中使用的磨料而增加,但预计不会改变本研究结果的趋势,并且预计测试条件之间的比较仍然有效。重要的是要注意几种微观结构的评估,磨料的尺寸可能以不同的方式影响每个微观结构。这方面应在未来的研究中进行评估。没有观察到关于测试条件的夹具损失的明显趋势,除了由具有高MEM含量的测试的钢制成的样品,其中夹具损失显着更大。该结果与磨损结果一致,因为具有更严重磨损的试样也具有更大的夹持损失。这种行为在制糖工业中是众所周知的,其中磨损的一个症状是磨机缺乏进料或甘蔗进入磨机的困难,这是由于磨损产生的辊的平滑表面。据我们所知,这是第一项定量评估磨损和抓地力损失的研究。因此,没有先前的研究来比较我们的结果。 该研究的主要局限之一是样品的形貌和粗糙度的差异,这在手工焊接过程中难以控制。这些几何差异可能会影响磨损和扭矩结果。在需要对地形进行更多控制而生成不同几何形状的情况下,需要进行未来的研究,并收集补充数据。这是为了实现最终目标,即在地形特征和预期的磨损/抓地响应之间建立全面的映射。 虽然本研究中分析的沉积物的微观结构与我们组[4]先前的研究中评估的微观结构不同,但没有发现明显不同的磨损机制。尽管白口铸铁沉积物硬度很高,但很少观察到碳化物剥离,主要的磨损特征是切割和犁沟产生的沟槽,这与其他具有较低硬度和较高延展性的微观结构相似,如维多利亚等人评估的不锈钢。[4] 结论 使用重量损失评估的磨损显示出作为施加在由钢制成的样品上的高铬白口铸铁焊接沉积物的污染水平的函数的显着增加。然而,对于施加在由灰口铸铁制成的试样上的沉积物,随着污染水平的增加,磨损率降低。关于基础材料,对于两个第一级污染钢样品表现出更高的耐磨性。但是对于最大程度的污染,灰铸铁具有更高的耐磨性。因此,仅建议在加工相对干净的甘蔗的糖厂中使用钢材。 研究发现,磨损产生的沉积物几何形状的变化与抓地力的减少直接相关。根据该结果,沉积物应具有几何形状,使得即使它们被磨损,也应保持相对粗糙的表面。 土木工程 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 作为水净化过程的一部分,大型城市水处理设施使用称为“飞行”的大功率驱动的链式刮刀来从每个水箱中提取杂质(即泥浆和淤泥)。驱动系统,特别是齿轮组,会反复失效。可疑原因是扭矩过大。 工程师使用Binsfeld工程公司的多个 TorqueTrak 10K 遥测仪器在系统的各个部分测量真实的操作扭矩。确定操作扭矩是正常的,但齿轮组相对于实际工作量而言尺寸过小。安装了更强的齿轮组,故障已经停止。精确的扭矩测量数据使工程师能够正确解决昂贵的齿轮箱故障问题。 芝加哥的一家土木工程公司受雇于该城市的水处理厂确定柱泵的启动扭矩。纽约市希望通过采用降压启动器来升级泵驱动系统,以最大限度地减少浪涌电流。 系统中一些最老的泵在启动期间需要额外的功率,几乎是操作马力的两倍,这取决于排放阀的打开或关闭状态。这个问题可以通过过大的电动机(一种昂贵的选择)或通过相对于扭矩负载优化排放阀开度的正时来解决。两个选项都指出了一个问题:启动泵需要多少扭矩? 工程师使用 Binsfeld遥测技术 从 叶轮传动轴上的Micro-Measurements应变计传输实时扭矩信号, 同时在试运行期间使用转速计监测RPM。扭矩和RPM数据提供了信息工程师所需的信息,以便就如何最佳地优化泵性能做出明智的决策。在几个小时内,真正的叶轮扭矩测量指向了一个结论性的解决方案,否则只能根据耗时和复杂的建模来猜测。 歇根州霍顿Houghton Lift Bridge – 密歇根州Houghton的双层,垂直升降桥的机械返工和喷漆可能改变了可移动跨度的重量。主要承包商隆达建筑公司需要密歇根DOT检查跨度和配重之间的平衡,以确保正常和安全的操作。在桥的每个角上,一根大电缆通过电机驱动的滑轮将跨距连接到配重上。Lunda怎么能检查这个配重电缆系统的整体平衡? Binsfeld工程公司承包了在四个驱动轴上同时测量扭矩,以确定四个角中是否存在不平衡状态。通过Micro-Measurements扭矩敏感应变计和连接到每个驱动轴的遥测发射器,在跨度升高和降低时同时记录扭矩数据。通过将提升扭矩与降低扭矩进行比较并校正摩擦,证实可移动跨度比组合配重略微重(所需条件)并且所有四个角都在可接受的平衡范围内。 位于加利福尼亚州阿拉米达县的公园街大桥是一条四车道双叶开启(拉)大桥,横跨奥兰达潮汐运河372英尺,位于阿拉米达城市和奥克兰之间。 当返工结构修改了原始电梯的重量时,阿拉米达县工程师需要确定适当的配重,以防止电梯驱动电机过载。通过测量用于提升桥梁的主小齿轮轴上的扭矩,可以通过调整每个跨距上的配重来轻松确定和优化驱动负载。扭矩敏感的Micro-Measurements应变计与小齿轮传动轴连接,两个TorqueTrak遥测系统用于在轴旋转时同时传递来自两个小齿轮的应变计信号。 该县有许多可移动的桥梁,由于修理或其他机械变化,偶尔需要进行调整。使用Binsfeld遥测设备,可以快速准确地进行扭矩和平衡测量,消除猜测和潜在的驱动器过载问题。 Engineering Dynamics Incorporated(EDI)被要求帮助对立式水泵进行轴向载荷试验。自调试以来,泵经历了轴承和轴的加速磨损。有人担心问题可能是由于向上推力导致垂直轴弯曲。该泵由250 HP感应电机驱动,带有变频器(VFD)速度控制。推力轴承位于电机顶部。 Binsfeld Engineering的TorqueTrak 10K遥测仪和单轴应变计安装在轴上,如图1所示。使用液压缸和联轴器毂下方的升降板进行校准。比例因子是基于线性拟合的斜率通过实验确定的,如图2所示。 EDI的数据采集系统用于记录所有测试数据。泵启动并达到100%的速度。如图3所示,轴向力从1700磅(泵的悬挂重量)开始,然后增加到6600磅。正读数表示向下的轴向力。因此,在启动期间没有观察到向上推力的情况。 然后测试泵的运行速度为70%至100%。测得的力包括推力以及线轴和泵叶轮的悬挂重量。所有值均为正值,并保持在6000至7000磅的范围内,如下表所示: 最后的测试是在车站运行的其他泵进行的。排出阀部分关闭以增加排出压力并模拟额定扬程。在该操作条件下测量的最大轴向力为7600磅,并且与图中所示的预测的7500磅的下推力相比较。 使用Binsfeld TT10K,推力被认为是轴承和轴问题的可能原因。相反,损坏可能是由车站泵送的河水中的沉积物造成的。 联系 Toman=又一个满意的客户! 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109, 2019

Binsfeld Torque Trak TPM2 轴功率仪

作者 |九月 1st, 2019|0 条评论

主要优点 安装简单 不需要对轴和机械系统进行改造和测斜,旋转圈和固定环可以快速分开,并通过螺栓连接在一起套在轴上。 结构坚固 坚固的硬件、高品质的电子封装,适用于各种环境。 工作可靠 旋转圈和固定环之间具有较大间隙,采用感应式供电和数据传输,没有表面摩擦。 系统状态指示 一目了然的系统状态指示灯,方便工程师现场及时发现异常、快速解决问题。 易于套圈 旋转圈的设计能自适应轴径的轻微变化,采用常规工具就能将其在轴上套紧。 便捷的通讯方式 采用高速双向数字通讯接口,可直接连接到 PC 或 PLC。用户可设定采样率,最高达4800次/秒。 产品支持 优秀的售前和售后客户支持服务。 产品样本 规格参数 通用参数 轴速和方向:每转测量一次 分辨率:1 5位(32,768点),自动量程 通讯接口:RS(EIA)-442全双工,最长1000英尺(300米)运行 波特率:自动检测1200至460,800 bps 采样率:10个用户可选设置,从9.375到4800样本/秒 操作环境:-40°至+ 70°无冷凝 扭矩信号 扭矩信号精度: 零误差:±0.1%FS(最大值),标度误差:±0.2%(最大值) 扭矩信号带宽: 10种用户可选择的设置,从3到1000 Hz 扭矩传感器 扭矩传感器输入: 应变计电桥,350欧姆(标准),120欧姆(最小值) 输入范围:用户可选择0.025至32 mV / V 分流校准:2用户可选:1 mV / V和0.2 mV / V(350欧姆电桥) 扭矩传感器分辨率:15位(32,768分) 电源 10 – 30 VDC @ 10 W(nom),15 W(最大值) 应用领域 船舶 更多 矿业 更多 汽车 更多 工业和制造业 更多 能源 更多 农业 更多 建筑 更多 其他 更多 船舶 Binsfeld自豪地成为船舶市场的领导者,提供用户友好和易于集成的扭矩和功率测量解决方案。无论我们的客户是想监测船舶性能、诊断重复部件故障的根本原因,还是想提高燃油效率,Binsfeld轴功率仪都提供了完成这项工作所需的数据。 性能监控 *通过了解发动机、螺旋桨、变速箱或轴承性能何时退化来减少停机时间 * 只有在需要时才进行预防性维护或更换磨损部件 诊断和测试 * 诊断推进问题 * 找出船体效率下降的原因(船体污垢) * 确定螺旋桨轴上过度扭转振动的根本原因 优化燃油效率,减少排放 * 结合机械马力测量与船舶速度和燃油消耗传感器,以监测燃油消耗和提高燃油效率 * 通过优化燃料效率来满足排放要求 矿业 由于采矿作业中停机时间的巨大成本,Binsfeld明白,对于矿业公司来说,保持业务高效运行是多么重要。TorqueTrak产品用于各种采矿设备的开发、调试和操作阶段,包括输送机、挖掘机和轧机。我们的产品允许客户在采矿市场上测量真实的机械扭矩和功率,几乎任何旋转轴,帮助减少停机时间,提高操作效率。 汽车 Binsfeld为汽车市场提供无线扭矩传感器系统,用于轿车和卡车的测试和开发。我们的产品是专门为满足空间限制的汽车市场,提供低轮廓变送器,提供可靠的扭矩数据从任何旋转轴。 诊断和测试 * 测量任何旋转轴(即传动轴、半轴、轴)上的真实机械扭矩 * 优化传动轴设计 工业和制造业 世界各地的客户都在使用宾斯菲尔德工程公司的TorqueTrak系统进行故障排除和优化他们的机器、控制流程、提高效率、防止损坏和解决具有挑战性的问题——简而言之,通过基于数据的智能决策节省时间和金钱。 参考资料,维基百科:“流体的粘度是其抵抗剪应力或拉应力逐渐变形的一种量度。对于液体,它对应于“厚度”的非正式概念。例如,蜂蜜的粘度比水高。” 在立式工业混合器设备中,可以使用安装在旋转混合器轴上的Binsfeld Engineering TorqueTrak仪器和微型应变测量仪测量罐内的电阻。轴上扭矩的测量直接关系到油箱中流体或混合物的粘度(工作负荷)。假设轴转速不变,随着产品粘度的增加,扭矩信号也成比例地增加。在某些过程中,粘度开始很高,然后随着分散的发生急剧下降。扭矩测量不会以粘度为单位显示数据,例如帕斯卡秒(Pa·s),而是用来指示何时达到了所需的粘度。 巴西一家著名的水泥公司的立式轧机变速箱出了问题。变速箱每年至少坏一次,给公司造成了非常昂贵的停机时间。他们无法确定原因。我们在巴西的销售代理Torkflex Transmissoes Industriais有限公司。(Torkflex)来评估情况。 与变速箱制造商Torkflex合作,决定安装来自Binsfeld的TorqueTrak转矩仪,以便在正常运行期间持续监测轴上的真实机械扭矩和功率、工作负载。他们计划设置几个“高扭矩报警”功能,利用TorqueTrak转速仪的4-20mA输出信号来指示轴上危险的高扭矩,即变速箱中的高应变。扭矩信号可以作为一个警告,当扭矩高,打开灯或声音报警。例如,它可以在任何损坏发生之前通过中断驱动器来停止设备。扭矩信号的实时响应速度快! 步进响应,扭矩输入:2msec最大频率响应:0- 1000Hz (-3dB max @ 1000Hz)。采样率:4800 hz。 现在,工作量被持续监控,为水泥公司提供有价值的数据。他们可以看到扭矩什么时候变大,以及这与轧辊系统的材料输入有什么关系。“高扭矩报警”功能将防止任何进一步损坏变速箱。 日产汽车(Nissan Motors)、士麦那(Smyrna)、TN——冲压机上的传动装置(移动部件)不断出现故障,限制了生产。该压力机制造商表示,该机器的设计为每分钟18冲程,但运行速度超过10 spm会导致驱动部件故障。印刷机设计得不够好吗?传动轴实际承受的扭矩是多少? Binsfeld在传动轴上安装了转矩敏感微测应变仪和托克特拉克遥测系统。在实际生产过程中记录的实时数据证实,当传输机制改变方向时,工作负载大大超过了设计预期。压机制造商负责根据实际扭矩测量结果进行重新设计。  阿拉巴马州Axis的IPSCO钢铁公司——IPSCO钢铁公司的一个轧钢机一直表现不佳——它无法将6英寸厚的板减少到预期的1.25英寸。工程师怀疑驱动电机可能是原因。在向电机制造商提出这个要求之前,他们想通过测量主轴上的扭矩来验证他们的理论。 他们安装了Binsfeld扭矩遥测与微测量应变计传输实时扭矩数据从主轴。通过对主轴扭矩的测量,验证了电机存在的问题。IPSCO将他们的数据与电机制造商共享,后者随后能够调整驱动器并将输出功率提高近一倍。这消除了IPSCO生产过程中成本高昂的瓶颈,使其恢复全面运行。 国际纸业公司——工厂的工作人员无法全速运行这台使用了一年的造纸机。要么这两个驱动电机没有产生额定马力,要么这一过程需要的马力超过了驱动所能产生的马力。电机电流测量支持了电机正在生产的理论。 然而,工作人员中的工程师知道,电机电流数据并不总是扭矩负载的准确指标。决定使用应变计测量输出驱动器上的实际扭矩,以便与电机数据进行比较。 本斯Binsfeld采用Binsfeld扭矩遥测仪和微测扭矩敏感应变仪对双传动轴进行测量,并在机器运行时同时记录两个传动轴的扭矩数据。这些数据很快证实,这些驱动器没有产生额定马力,并表明对电机和电力驱动系统的审查是适当的。 伯利恒钢铁公司,Sparrows Point, MD -工厂的工程师已经推断出,热轧带钢轧机轧辊机架上的偶发扭矩过载正在导致昂贵的驱动系统故障。工程师们不知道为什么。它是通过机架输入的热板的宽度或厚度的函数吗?板材的材料性能(等级)重要吗?是他们没有考虑到的其他事情吗? 主轴传动轴上的扭矩读数将有助于理解和解决这一问题。Binsfeld在主轴上安装了诊断扭矩遥测设备和扭矩敏感应变仪,并对不同工况下的扭矩进行了监测。测试揭示了高扭矩负荷的一个意想不到的原因:热板坐得太久(例如由于操作延迟)形成了较难在轧辊机架上工作的冷区,造成了严重的扭矩过载。基于这一发现,该公司实施了一种工艺来拒绝冷却板,从而避免昂贵的故障。其结果是增加了产量,减少了维护。 伊利诺斯州格拉尼特城——美国一家主要钢铁生产商的五辊轧机出了问题。在换挡启动时,有时线路不会运行。一旦操作员暂时改变方向,然后重新启动,线路就会正常运行。问题的根源尚不清楚。是交流驱动器没有与轴啮合吗?5个支架之间的负载分配是否不均匀,导致轴系结? 轧机的可靠性工程师购买了TorqueTrak 10K,对第五个位置的传动轴进行临时扭矩测量,这是问题最常发生的地方。转矩数据捕获后,一个轧辊的变化,确认驱动器是正确加载传动轴。接下来,工厂工程师计划对其中一个轧辊轴进行检测,以进一步诊断问题。 伊利诺斯州芝加哥市的一家巧克力工厂的工程师们在他们的一台冷却输送机上遇到了一个昂贵的问题。装着热糖果的托盘由传送带穿过一系列的风冷通道。每个隧道段都有一个独立长度的输送机和驱动器。有时,一个托盘会被挤进一个隧道,随后的托盘会在隧道后面堆积起来。当传送带加载时,它最终会使驱动器过载并停止这个过程。但是,直到许多的产品丢失,以及几个小时的生产时间花在清理混乱和重新启动生产线。在某些情况下,设备也会发生损坏,需要更多的停机时间和劳动力来维修。 选择TorqueTrak Revolution为每个输送段的驱动轴提供连续扭矩监测。4-20mA的扭矩输出信号被连接到一个可编程逻辑控制器。当来自任何驱动轴的扭矩达到报警极限(高于正常工作扭矩,低于已知会造成损坏的扭矩负载)时,PLC将关闭输送机驱动器,从而保护设备。该系统安装成功,并在短短几个月后检测到几个托盘堵塞,停止驱动器,每次节省数千美元。一位工厂工程师说:“这个系统比我们预想的要好得多。”TorqueTrak Revolution被证明是一个非常棘手问题的甜蜜解决方案。 材料处理公司Magnetek需要一种更有效的方法来测试他们的工业制动器产生的扭矩。最初他们用扭矩扳手来测量刹车产生的扭矩。Magnetek将目光投向了Binsfeld,因为他们已经成功地将TorqueTrak 10K临时诊断系统用于高速可变惯性制动测力计的产品开发。在这种情况下,Magnetek需要一个更持久的解决方案。 Binsfeld推荐了TorqueTrak Revolution.。随着TorqueTrak Revolution添加到他们的生产过程中,他们能够自动化测试使用一个变速驱动器来控制旋转,同时准确地测量制动产生的真实扭矩。扭矩从18英尺-磅到1.5万英尺-磅的刹车可以进行测试,以确保满足客户的要求。Magnetek成功地实现了成本节约,大幅减少了测试生产制动器所需的劳动力,同时提高了重复性和准确性。   能源 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 当Clean Current Power Systems的Russell Westbrook和Mete Sireli需要进行一些涡轮机性能测试时,他们选择了Binsfeld的TorqueTrak产品来帮助他们寻找答案。清洁电流在一个装满水的水箱中运行其专有的“开路发电机”,以确定由于诸如“发电机齿槽”,“轴承摩擦”和“粘性损失”等各种影响而导致的涡轮机总损失。 在他们的商店完成水箱测试后,他们将涡轮机送到海洋技术研究所,在他们的200米拖车水箱中进行测试。该测试的一部分包括使用配备有力传感器的液压制动器来确定涡轮机产生的扭矩。他们按照前面的测试“开路”运行发电机。施加已知的制动压力以保持涡轮转速恒定。使用该信息,它们将制动压力与以给定扭矩和旋转速度运行涡轮机所需的测量制动扭矩相关联。 使用Binsfeld的TorqueTrak系统进行内部油箱测试, 并使用定制的制动力传感器进行牵引油箱测试,从而确保清洁电流确定其专有涡轮机的流体动力学性能。 Engineering Dynamics Incorporated(EDI)对炼油厂的诱导通风(ID)风机系统进行了现场测试,该炼油厂遇到了联轴器故障,柔性盘式。风扇是常压炉的一部分,每天加热约152,000桶原油。ID风扇由350 HP感应电机驱动。电机速度由0至1200 RPM的变频器(VFD)控制。当电动机换了一个类似的电气性能但具有不同的物理尺寸时,麻烦就开始了。 原始柔性盘式联轴器的失效由间隔件中的裂缝组成,该裂缝似乎起源于螺栓孔。最初,工厂维护被指责可能过度拧紧连接螺栓。联轴器垫片中裂缝的45度角是高扭转振动的典型指示。 为了量化联轴器中的传递和动态扭矩, Binsfeld工程公司的 TorqueTrak 10K遥测系统与 Micro-Measurements 应变计一起使用。下面的瀑布图显示了58 Hz附近的系统的扭转固有频率(TNF),其被VFD的1倍电频率激发。当在1000-1200RPM下操作风扇时,这导致联接器中的高动态扭矩。 扭矩是风力涡轮机技术设计者和制造商的重要变量。扭矩数据在评估风力涡轮机部件(如轴承,齿轮和制动系统)时尤为重要。通过提供由转子轴产生的真正机械功,扭矩可用于确定系统的真实效率:机械能 – 与电能输出相比。 为了收集扭矩数据,将可粘合的应变计传感器应用于轴。应变计是惠斯通电桥电路,当在负载下旋转时,其响应于轴表面的变形而改变电阻。该变形(应变)与产生的机械功(扭矩)之间的关系在弹性区域中是线性的并且基于轴的物理特性。从旋转轴收集应变数据的最佳方法是通过遥测系统读取应变计的模拟信号,并将其作为数字信号传输到固定接收器,在那里收集进行分析或用于实时过程控制。 由Binsfeld Engineering Inc.制造的 TorqueTrak Revolution系统使用感应电源和数据传输连续提供扭矩,功率(hp或kW),转速和旋转方向数据。它已成功应用于风能行业的许多应用中,其中风力涡轮机的典型使用寿命目标为20年,有意义的验证试验可能持续数月或数年。 设计验证 我们的一位客户测试了他们的专利垂直风力涡轮机的大规模设计,为期18个月。正在评估的25-100千瓦的涡轮机具有独特的静止定子,可以将风进入并加速进入转子叶片。“定子和转子设计的坚固和独特组合使涡轮机能够在6级和7级风速(25-30 m / s)下运行。大多数涡轮机以25米/秒的速度切断,“他们说。我们的客户补充说,他们一直在使用 TorqueTrak Revolution 来捕获可发布功率曲线的扭矩数据。该数据将验证从1/12比例的风洞原型开发的全尺寸模型。他们还计划使用这些结果来扩大0.25-1 MW范围内的设计,并缩小1-5 kW范围内的设计。 TMA 25 KW立式风力涡轮机 美国国家可再生能源实验室还指出, TorqueTrak Revolution 是150多种传感器中的一种,用于表征大多数大型涡轮机设计中常用的通用变速箱上的所有动态运动和负载。能源部,风力涡轮机OEM,动力传动系统部件和润滑供应商以及涡轮机所有者和操作员之间的这种协作努力的目标是开发整个系统的完整数学模型,在公共领域可用于验证改进变速箱设计。1 正在建造两个600-750 kW范围的变速箱,并进行检测。一台将在国家风能技术中心的2.5兆瓦测功机上运行,​​另一台将在位于科罗拉多州的Ponnequin风电场的涡轮机上运行。该 TorqueTrak革命允许在高速轴制动时转矩负载的研究。偶尔 – 我们的客户发现发电机可能会在短时间内承受扭矩。 测试台 确保质量和可靠性是爱荷华州的另一位客户投资两个代表其动力总成核心的变速箱试验台的原因。他们的2.5兆瓦风力涡轮机通过多路径负载分配设计将来自转子轴的扭矩分开,以驱动四个发电机,减少了部件故障并延长了使用寿命。2 齿轮箱试验台上的TORQUETRAK革命系统 为了测试生产齿轮箱,他们建造了两个包含TorqueTrak Revolution的测试台 ,一个系统监控四个输出轴中的每一个的扭矩。扭矩信号被反馈到PLC,PLC控制液压伺服回路调节旋转致动器,从而在每个轴上保持所需的扭矩负载。常规生产和耐久性测试均在试验台上进行。耐久性测试模拟了在1100小时内运行20年。使用该方法是因为需要连续的扭矩数据。 基于条件的监测 利用扭矩作为基于状态的监测(CBM)策略的一部分目前不是风电行业的标准实践。轴承温度,振动和油颗粒通常是用于监控动力传动系统健康状况的测量变量。测量和记录扭矩数据对许多部件都很重要 – 特别是与齿轮箱有关。 摘要 真实机械扭矩的测量是风电行业在测试台和设计验证应用中的关键参数。它可能在未来作为一个有价值的动力传动系统CBM变量承诺。如示例所示, TorqueTrak Revolution 系统是在这些情况下连续测量扭矩的理想仪器。 TORQUETRAK革命系统 所述 TorqueTrak革命 使用电感,非接触技术,造成长期,可靠的运行提供持续的扭矩和功率数据。安装简单; 不需要轴修改和机器拆卸。它具有用于精确输出信号的精密14位信号处理和许多设置工具,可轻松进行校准和缩放。 位于墨西哥湾沿岸炼油厂的TorqueTrak 10K用户遇到压缩机组问题。压缩机组在硬启动应用中使用同步电动机驱动器。在该应用中,在瞬态启动期间,扭矩脉冲从120Hz到0Hz发生。当加速到同步速度时,系统通过扭转共振。像这样的共振条件会在机械部件中产生超过其疲劳耐久极限的应力。 客户发现有必要使用有限元计算机建模来分析这些应力。然后,他们使用该信息确定安全的系统启动次数。通常在这种布置中,机械列车中的一些部件是有生命限制的。通过临时安装 带有 Micro-Measurements 应变计的 TorqueTrak 10K,用户能够准确地确定寿命限制部件的扭矩和应力。这验证了计算机模型并允许客户操作系统而无需担心进一步的损坏。 TorqueTrak 10K通过避免过多的系统维修和过早更换组件的成本节省了客户的时间和金钱。 由10,000 BHP变频电动机驱动的六级卧式离心管道输送泵在运行仅四年后失效。检查发生故障的装置显示转子条严重变形,其中的点太靠近定子绕组。检查了两个相同的泵并检测到相同的问题,但不是那么严重。 振动分析顾问DYNA被要求调查这三个系统。利用 TorqueTrak仪器 和 微量测量 应变计,在从停止到最大运行速度4,100转/分钟的整个轴速范围内收集测试数据。发现两个速度在三个泵中的每一个上产生特定的扭转振动幅度,表明共振条件。第一个(720转/分钟)是典型的慢速滚动速度。在该速度下测量的最大动态扭矩值高达所提供扭矩的30%。第二个是在3,375转/分钟,这是在正常工作范围内,峰值负载高达检测到的供应扭矩的10%。对于电动机,最大允许动态扭矩是所提供扭矩的1%。在这些轴速度下,第6电机谐波在系统中产生激励共振,并导致高横向振动,从而导致过早失效。 作为分析的结果,建议的解决方案是将慢滚动速度向上或向下移动10%并且在靠近联接器处增加惯性(加重的盘)以将固有频率节点移动到正常操作范围之下。一旦实施,振动就消除了,泵的可靠性得以恢复。 调试后几周,压缩机组在高电机振动时跳闸。在检查时,在联轴器的中心件中发现裂缝,表明可能存在扭转振动问题。 该装置包括一台工作频率为894转/分钟的3150马力感应电机,垫片组联轴器,飞轮和四掷往复式压缩机。电机的满载扭矩(FLT)为222,000英寸磅。修复联轴器后, 在电机轴上安装Binsfeld TorqueTrak TT10K 系统和 Micro-Measurements应变计,以测量传递(平均)扭矩和动态(交替)扭矩。 最初在压缩机负载下发现超过450%FLT的峰值扭矩,即使对于往复式机械也被认为是过量的。但是,信号出现了截断,因此关闭了设备以调整发射器。检查平点,尖峰,辍学等的时间波形是很重要的,以确保良好的数据收集。 Binsfeld包括一个方便的遥控器,可以轻松更改频道和增益等设置。在没有任何焊盘焊接的情况下,遥控器用于将增益从4000快速切换到2000.该装置重新启动,最大扭矩实际上是FLT的630%(1,400,000 / 222,000 = 6.3)。 一位工程师质疑校准,因为扭矩读数非常高。进一步与其他测量值(如电机电流和气缸压力)进行比较,验证了正确的马力,并且Binsfeld系统是准确的。此外,在安装TT10K期间,遥控器已用于执行内置分流校准, 以检查适当的比例因子。 高扭矩超过联轴器制造商的允许极限并导致故障。第一扭转固有频率(TNF)与5倍运行速度一致,极大地放大了动态扭矩(AF~80)。对于可靠的系统,TNF应具有显着的压缩机谐波的分离余量(SM)。如果可能,API建议SM为10%。 压缩机制造商提供可以用螺栓固定在曲轴上的“解调器”或内部飞轮。这个压缩机框架可以容纳三个解调器,这些解调器是从工厂迅速订购并快递运到现场。几天之内,对改进的压缩机组进行了重新测试。应变计测量证实,这种额外的惯性将第一个TNF从75 Hz降低到71 Hz(现在低于5 x运行速度5%),从而降低了该谐波处的扭矩振幅。扭矩水平现在被认为是可接受的。 Ariel Corporation正在与Rotor Bearing Technology&Software,Inc。(RBTS)就澳大利亚的一家公司进行合作。自启动以来,客户在其大型煤层甲烷增压压缩机的驱动联轴器中在设计运行范围内的负载和速度下经历了多个弹性体元件故障。该压缩机单元由天然气发动机驱动。 分析扭转模型最初预测第一模式扭转固有频率(TNF)低于800RPM(在30℃时为720RPM,在额定发动机扭矩下在100°元件温度下为620)。 Ariel的Tom Stephens 使用Micro-Measurements的两台TorqueTrak仪器 进行了现场测试 同时应变计:一个用于耦合动态扭矩,一个用于耦合元件温度。由于这些元件是旋转耦合组件的一部分,Ariel决定使用遥测技术从内部温度传感器传输信号。测量数据表明,联轴器的作用比最初模拟的基本扭转临界速度在800 – 850 RPM之间要硬得多。在临界速度或甚至接近临界速度下操作导致联轴器的弹性体元件升温。传动系的基本扭转振动模式受到压缩机固有的不稳定扭矩需求的激励,这导致驱动联轴器中的扭转振动水平受到破坏。 该图显示了在不同振动扭矩水平下的耦合元件发热 – 低于零的值表示耦合器正在冷却,高于零表示它正在升温。参照该图表,为了防止弹性体元件过热,可以看出振动扭矩水平必须保持低于约11,000ft-lbs PP。 有了这些数据,对联轴器组件的设置进行了轻微修改,从而降低了传动系的基本扭转频率,最终提高了压缩机的可靠性。Binsfeld的TorqueTrak产品提供了所需的遥测解决方案,可以同时监控旋转耦合组件的扭矩和温度,这对于使Ariel和RBTS完全理解问题并找到解决方案至关重要。   农业 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 巴西的甘蔗加工厂使用TorqueTrak Revolution仪器持续监控输送机传动轴上的真正机械扭矩。驱动轴扭矩与皮带上的材料负载成正比。使用TorqueTrak Revolution仪器的“皮带负载”信号作为驱动和进给系统的反馈。低扭矩表示低负载并且需要增加到皮带的材料进给量。高扭矩表示高负荷并要求减少进料。非常高的扭矩可能表示材料堵塞或设备存在其他一些问题。设置高扭矩报警功能,以便在发生任何损坏之前停止输送设备。 一家巴西变速箱制造商在巴西甘蔗加工厂的巨型驱动系统中解决了一个谜。变速箱上的联轴器是一种特殊的“过载联轴器”,在常规的糖厂过程中会反复破裂。特殊联轴器有一个机械扭矩限制器,以防止过载,但限制器从未激活。变速箱本身没有损坏。 为了找到断路器的原因,我们的巴西代理商TorkflexTransmissõesIndustriaisLtda调用了变速箱制造商,他们安装了TorqueTrak 10K遥测仪和Op-Torq FIELD TEST 2数据采集系统来测量和分析真正的机械负载。糖研磨过程。仔细观察这些照片,你会看到扭矩模式应变计加上TorqueTrak 10K变送器和9V电池安装在巨大的旋转轴上。 他们希望在铣削过程中发现高扭矩峰值,足以打破联轴器。但令他们惊讶的是,他们没有发现扭矩峰值。事实上,根本没有过载。事实证明,过程负荷完全符合设计限制。这一有趣的发现促使变速箱制造商联系了特殊“过载联轴器”的制造商,然后他们进行了一些测试并发现问题是耦合材料本身。最后,每个人都对他们已经正确诊断出问题并采取纠正措施以防止再次发生这种情况感到满意。 甘蔗轧辊用高铬焊接熔敷层的磨损量和损失评估 抽象 甘蔗卷上的磨损对于甘蔗工业来说是昂贵的维护问题。磨损会导致蔗糖提取的损失和甘蔗渣上卷的抓地力丧失。本文介绍了应用于ASTM A-36钢和灰口铸铁的亚共晶和过共晶高铬焊接熔敷层的磨损和损耗评估。使用改进的ASTM G-65标准测试。磨损是由湿甘蔗渣的磨蚀作用产生的,含有三种矿物质外来物质。尺寸在0.212-0.300mm(AFS 50/70)范围内的二氧化硅颗粒用作矿物外来物质。通过测量移动试样的动力传动轴上的扭矩来评估夹具。通过使用扫描电子显微镜表征磨损表面。发现磨损与矿物外来物质含量成比例地增加。与磨损相关的焊接沉积物的几何变化导致夹具损失。对于低矿物外来物质水平,碳钢的耐磨性大于灰铸铁; 而高矿物质外来物质水平则相反。 介绍 甘蔗工艺最重要的阶段之一是粉碎,其中通过在沟槽辊之间压缩来从切碎的甘蔗中提取汁液。辊上磨损是制糖工业中的常见问题,其直接影响榨汁的效率。这种磨损的主要原因与矿物外来物质(MEM)的存在有关,例如来自田地的土壤或从该过程的前几阶段产生的金属颗粒,例如粉碎。磨损会导致辊齿原始几何形状的损失,从而产生压实损失并减少提取。此外,磨损会在辊表面上产生粗糙度[1]并降低辊对甘蔗的抓地力,从而导致对轧机的不良进料。表面硬化焊接沉积物应用于牙齿以保护表面并减少磨损,因为这些表面硬化层由高耐磨性合金制成。然而,使用这些合金会增加维护成本。而且,一些焊接的颗粒最终从辊上脱离并污染甘蔗,影响该过程的后期阶段。 通常,辊子由灰铸铁制成,因为它不像钢那么昂贵并且具有更好的可加工性。然而,灰铸铁具有差的可焊性,这可能在焊接沉积物和基础材料上产生裂缝,并且表面硬化的侧面松动。 已经发现,由于甘蔗渣中的MEM增加,甘蔗渣的作用导致低碳钢的磨损增加,并且由于甘蔗渣 – 钢界面处的接触力增加[1]。蔗渣和MEM在高铬(Fe-Cr-C)亚共晶和过共晶焊接沉积物上产生的磨损在实验室测试中进行了评估[2],其中发现甘蔗渣和样品之间的施加力对磨损有显着影响,但没有发现亚共晶和过共晶合金之间的重要差异。由于在磨损试验之前将试样研磨以产生规则表面,因此未对该研究评估沉积物的几何形状的影响。还评估了甘蔗汁和MEM含量对碳钢磨损的影响[3​​]; 发现果汁通过磨损 – 协同作用增加了磨损。后来,对奥氏体不锈钢焊接缓冲的碳钢[4]也评估了果汁和MEM的效果,其中不锈钢对碳钢没有显着改善。用焊缝沉积硬化的轧辊磨损的一个重要因素是沉积物的几何形状[5]。几何形状和粗糙度会影响轧机的性能,因为高粗糙度会对甘蔗渣产生良好的抓地力[5]。然而,当辊表面由于磨损而被抛光时,夹具损失并且甘蔗渣进入磨机的进料减少; 因此,轧机的性能也降低了。以前的研究[6]评估了焊接沉积物之间距离对磨损响应的影响,发现磨损随着距离的减小而减小。然而,由于在样品表面上产生较小的粗糙度,小距离的沉积物也可能产生较小的夹持力; 因此,低距离的沉积物可能不是最佳配置。 Fe-Cr-C焊接熔敷层的微观结构和力学性能以前已经研究过[7] – [9]。关于微观结构以外的不同项目的其他工作已经评估了这些合金的耐磨性[2],[10] – [12]。然而,就我们所知,磨损对手柄的影响尚未得到评估。 本文展示了一项研究项目的结果,该项目旨在评估两种基础材料磨损产生的磨损和抓地力损失:ASTM A-36钢和灰铸铁50级,这两种材料均采用亚共晶或过共晶高铬白口铸铁。通过样品的重量损失来量化磨损,并且量化夹具损失,测量样品夹持器的轴上的扭矩。这项研究的主要贡献是磨损和抓地力损失之间的相关性。 1.材料和方法 使用机器进行测试,其中样品在压缩的甘蔗渣上滑动。50毫米直径和38毫米间距的挤出螺杆从料斗中取出甘蔗渣并将其压缩在管内。样品是V形的,类似于辊的齿,并且通过在八个相等的圆形段中切割282mm外径环而获得。以这种方式,可以使用具有0.01g分辨率的标度对段进行加权。在切割之后,通过焊接对试样进行硬面加工,并将其组装回盘周围以使整个环再次贴合。然后使组装的单元旋转并抵靠来自管的挤出的甘蔗渣滑动。图1A显示了用于测试的原型的方案。图1B对应于测试期间可以观察到与甘蔗渣滑动的样品的机器。用于压缩甘蔗渣(图1A中的P)的负载通过施加在由皮带轮和齿轮齿条系统形成的机构上的重量来控制。该机构放大负载并沿轴向将其施加到螺杆上。所有实验均使用600N的负载。原型的更多细节,尺寸和工作条件在别处提出[1]。 图1.(a)磨损机的示意图。(b)测试过程中机器的照片 w 1是样品的角速度(20 rpm),w 2是螺杆的角速度(28 rpm),P是甘蔗渣和样品之间的力(600 N)。资料来源:Casanova和Aguilar [1]。 对每组样品控制MEM含量。用于ASTM G-65标准测试的研磨材料,即尺寸在213和300μm直径之间的圆形二氧化硅颗粒用作MEM。选择这种磨料是因为它以前曾用于类似的研究[1],[2]。此外,使用这种标准研磨材料可以与其他研究进行一些比较,并使未来研究中的实验条件的再现变得容易。通过使用定义为[13]的比率DFR(污垢与纤维比)来量化污染水平: 其中Ws是二氧化硅的重量,Wf是纤维的重量。评估DFR的三个值:0,0.15和0.5。为了适当地模拟破碎过程中的磨损,将水和果汁添加到甘蔗渣二氧化硅混合物中。水和汁液的量(以升为单位)由方程[14]确定: 其中甘蔗渣(Wbagasse)的重量必须以千克为单位。最初用钢制成的试样用一层E309LT1不锈钢进行缓冲,使用Flux Cored Arc Welding(FCAW)工艺。在该不锈钢层上,使用两个电极施加白色铸铁表面硬化:WS-380或O-8660分别对应于亚共晶和过共晶合金。对于由灰口铸铁制成的试样,将白口铸铁的沉积物直接焊接在试样上(不含不锈钢缓冲剂)。表1显示了焊接参数,表2显示了电极的化学组成。 表1.焊接参数 来源:作者自己的介绍 表2.电极的化学成分 来源:作者自己的演示 每个测试用三个样品进行,在测试之前,用丙酮洗涤,干燥并称重。试验包括将试样组与压缩的甘蔗渣滑动,总距离为45,000米。试验后,用丙酮洗涤试样,干燥,并再次称重。初始重量和最终重量之间的差异表示为样品中的磨损量度。 通过使用扫描电子显微镜(SEM)表征位于牙齿顶部和侧面的焊接沉积物的表面。通过使用旋转样品架所需的扭矩来量化夹具。使用Torquetrak 9000系统测量扭矩(Binsfeld Engineering Inc,Maple City,MI),基于位于环形从动轴和发动机之间的管状联轴器上的应变仪。这种联轴器的刚度小于安装试样夹具的实心轴的刚度。以这种方式,增加了扭矩测量的灵敏度。Torquetrak的电压信号在USB-1280LS(Measuring Computing,Norton,MA)数据采集系统中注册,分辨率为12位,采样率为1 kHz。系统的总分辨率为5 Nm,这是通过在机器旋转而不接触样品和甘蔗渣的情况下获取一组数据来估算的。 在磨损试验开始时,使样品与压缩的甘蔗渣接触,测量扭矩。在磨损试验之后(在45,000m的距离之后),再次测量扭矩并且将夹紧损失计算为磨损试验之前和之后的扭矩值之间的差。 2.结果 2.1。磨损和磨损测量 图2显示了在磨损过程之前和之后穿着DFR = 0.5的过共晶焊接硬化的钢和灰铸铁样品。可以观察到由于磨损导致的沉积物的几何形状的抛光和变化。标本的顶部比侧面更严​​重。图3显示了三种污染水平(DFR)的磨损结果和评估的四种材料组合。对于钢样品,随着甘蔗渣中含有的MEM增加,磨损增加。然而,对于灰铸铁样品,当MEM增加时,观察到磨损的少量增加。对于前两个污染等级(DFR 0和0.15),钢样品比灰铸铁样品具有更高的耐磨性; 但最大污染水平(DFR = 0.5)则相反。 图2.分别在初始和最终条件下使用高MEM含量(DFR = 0.5),(a)和(b)钢的磨损过程前后的过共晶白口铸铁表面硬质和灰铸铁样品,(c) (d)磨损前后的灰铸铁 来源:作者自己的介绍 图3.三种污染等级 GCI:灰铸铁的样品重量损失测量的磨损。资料来源:作者自己的演讲 在磨损试验之前和之后,用过共晶材料硬表面作为时间函数的试样的扭矩如图4所示。扭矩信号中的周期性图案是由三个试样在360°的均匀分布产生的。持有人以及标本旋转的事实; 因此,每个样品以大致相等的时间步长通过甘蔗渣前面。取峰值的平均值来比较原始扭矩和磨损状态。发现磨损后扭矩减小。 图4.磨损前后在支架驱动轴上测量的扭矩 注意。每个峰对应于焊接样品和压缩甘蔗渣之间的接触流逝。获得用过共晶材料硬化的样品并使用0 DFR磨损的曲线来源:作者自己的介绍 磨损产生的夹具损失(扭矩损失)如图5所示。除了使用0.5 DFR评估的样品外,没有观察到关于评估条件的夹具损失的明显趋势,其中夹具损失相对于其他污染物明显更大找到了水平。与扭矩的高度可变性相关的数据的高度分散可能是由于焊接沉积物的不规则几何形状。 图5.作为扭矩减小测量的夹具损失 GCI:灰铸铁。资料来源:作者自己的演讲 2.2。扫描电子显微镜 通过扫描电子显微镜分析位于样品顶部和侧面的焊接沉积物的磨损表面。图6显示了使用0 DFR测试的样品顶部的磨损表面,其中可以观察到由于甘蔗渣的作用而由塑性变形或切割产生的凹槽。图7和8分别显示了DFR = 0.15和DFR = 0.5的测试表面。在这两种污染水平下产生的凹槽没有发现明显的差异,但两者明显比DFR = 0时产生的凹槽更深(图6)。在亚共晶合金的表面上,观察到由塑性变形产生的切割和凹槽。除了切削和塑性变形外,在过共晶合金上也观察到碳化物脱离, 图6. DFR = 0测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 图7. DFR = 0.15测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 图8.用DFR = 0.5测试的表面:(a)钢+亚共晶,(b)灰铸铁+亚共晶,(c)钢+过共晶,(d)灰铸铁+过共晶 来源:作者自己的介绍 3.讨论 在这项研究中,我们评估了高铬白口铸铁焊接沉积物在受到矿物质外来物污染的甘蔗渣作用下的磨损和夹持损失,其条件与甘蔗厂相似。与先前的研究[1],[3],[4]一致,钢样品具有更高的磨损和更高的MEM含量。然而,MEM对灰铸铁试样的影响不太明显。这种行为可能是由于灰口铸铁相对于不锈钢具有更高的耐磨性。对于高MEM含量,在钢样本的情况下,更多的磨料颗粒可能与基础材料或缓冲剂接触,并且以这种方式,全局磨损可能受到基础材料的行为的强烈影响。一般来说,亚共晶沉积物的磨损大于过共晶沉积物的磨损,这可以用过共晶合金的较高硬度来解释。然而,在先前的研究[2]中,没有检测到两种合金之间的显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。检测到两种合金之间没有显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。检测到两种合金之间没有显着差异。上述研究结果与本研究结果之间差异的原因可归因于测试表面的差异。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。虽然在本研究中,实验是在粗糙的,不规则的焊接表面上进行的,但在之前的研究[2]中,表面在测试前被研磨过。通过研磨,焊接的顶层被分离,其通常是最硬的,并且在过共晶合金的情况下包含更多数量的初级碳化物。因此,焊接表面可能具有更高的耐磨性。 磨料颗粒的尺寸范围明显高于本研究中使用的MEM,存在于工业磨机中。关于磨料尺寸,据报道,随着磨料尺寸增加到临界值,均质材料的磨损增加。超过该临界值,磨损率保持不变[15]。最近有报道称高铬白口铸铁[16]也有类似的发现,其中磨料尺寸的增加从未减少磨损。因此,虽然磨损量可能会因研磨量大于本研究中使用的磨料而增加,但预计不会改变本研究结果的趋势,并且预计测试条件之间的比较仍然有效。重要的是要注意几种微观结构的评估,磨料的尺寸可能以不同的方式影响每个微观结构。这方面应在未来的研究中进行评估。没有观察到关于测试条件的夹具损失的明显趋势,除了由具有高MEM含量的测试的钢制成的样品,其中夹具损失显着更大。该结果与磨损结果一致,因为具有更严重磨损的试样也具有更大的夹持损失。这种行为在制糖工业中是众所周知的,其中磨损的一个症状是磨机缺乏进料或甘蔗进入磨机的困难,这是由于磨损产生的辊的平滑表面。据我们所知,这是第一项定量评估磨损和抓地力损失的研究。因此,没有先前的研究来比较我们的结果。 该研究的主要局限之一是样品的形貌和粗糙度的差异,这在手工焊接过程中难以控制。这些几何差异可能会影响磨损和扭矩结果。在需要对地形进行更多控制而生成不同几何形状的情况下,需要进行未来的研究,并收集补充数据。这是为了实现最终目标,即在地形特征和预期的磨损/抓地响应之间建立全面的映射。 虽然本研究中分析的沉积物的微观结构与我们组[4]先前的研究中评估的微观结构不同,但没有发现明显不同的磨损机制。尽管白口铸铁沉积物硬度很高,但很少观察到碳化物剥离,主要的磨损特征是切割和犁沟产生的沟槽,这与其他具有较低硬度和较高延展性的微观结构相似,如维多利亚等人评估的不锈钢。[4] 结论 使用重量损失评估的磨损显示出作为施加在由钢制成的样品上的高铬白口铸铁焊接沉积物的污染水平的函数的显着增加。然而,对于施加在由灰口铸铁制成的试样上的沉积物,随着污染水平的增加,磨损率降低。关于基础材料,对于两个第一级污染钢样品表现出更高的耐磨性。但是对于最大程度的污染,灰铸铁具有更高的耐磨性。因此,仅建议在加工相对干净的甘蔗的糖厂中使用钢材。 研究发现,磨损产生的沉积物几何形状的变化与抓地力的减少直接相关。根据该结果,沉积物应具有几何形状,使得即使它们被磨损,也应保持相对粗糙的表面。 土木工程 全球客户如何使用Binsfeld工程公司的TorqueTrak系统对其机械,控制流程进行故障排除和优化,提高效率,防止损坏并解决具有挑战性的问题 – 简而言之,通过制定基于数据的智能决策来节省时间和金钱。 作为水净化过程的一部分,大型城市水处理设施使用称为“飞行”的大功率驱动的链式刮刀来从每个水箱中提取杂质(即泥浆和淤泥)。驱动系统,特别是齿轮组,会反复失效。可疑原因是扭矩过大。 工程师使用Binsfeld工程公司的多个 TorqueTrak 10K 遥测仪器在系统的各个部分测量真实的操作扭矩。确定操作扭矩是正常的,但齿轮组相对于实际工作量而言尺寸过小。安装了更强的齿轮组,故障已经停止。精确的扭矩测量数据使工程师能够正确解决昂贵的齿轮箱故障问题。 芝加哥的一家土木工程公司受雇于该城市的水处理厂确定柱泵的启动扭矩。纽约市希望通过采用降压启动器来升级泵驱动系统,以最大限度地减少浪涌电流。 系统中一些最老的泵在启动期间需要额外的功率,几乎是操作马力的两倍,这取决于排放阀的打开或关闭状态。这个问题可以通过过大的电动机(一种昂贵的选择)或通过相对于扭矩负载优化排放阀开度的正时来解决。两个选项都指出了一个问题:启动泵需要多少扭矩? 工程师使用 Binsfeld遥测技术 从 叶轮传动轴上的Micro-Measurements应变计传输实时扭矩信号, 同时在试运行期间使用转速计监测RPM。扭矩和RPM数据提供了信息工程师所需的信息,以便就如何最佳地优化泵性能做出明智的决策。在几个小时内,真正的叶轮扭矩测量指向了一个结论性的解决方案,否则只能根据耗时和复杂的建模来猜测。 歇根州霍顿Houghton Lift Bridge – 密歇根州Houghton的双层,垂直升降桥的机械返工和喷漆可能改变了可移动跨度的重量。主要承包商隆达建筑公司需要密歇根DOT检查跨度和配重之间的平衡,以确保正常和安全的操作。在桥的每个角上,一根大电缆通过电机驱动的滑轮将跨距连接到配重上。Lunda怎么能检查这个配重电缆系统的整体平衡? Binsfeld工程公司承包了在四个驱动轴上同时测量扭矩,以确定四个角中是否存在不平衡状态。通过Micro-Measurements扭矩敏感应变计和连接到每个驱动轴的遥测发射器,在跨度升高和降低时同时记录扭矩数据。通过将提升扭矩与降低扭矩进行比较并校正摩擦,证实可移动跨度比组合配重略微重(所需条件)并且所有四个角都在可接受的平衡范围内。 位于加利福尼亚州阿拉米达县的公园街大桥是一条四车道双叶开启(拉)大桥,横跨奥兰达潮汐运河372英尺,位于阿拉米达城市和奥克兰之间。 当返工结构修改了原始电梯的重量时,阿拉米达县工程师需要确定适当的配重,以防止电梯驱动电机过载。通过测量用于提升桥梁的主小齿轮轴上的扭矩,可以通过调整每个跨距上的配重来轻松确定和优化驱动负载。扭矩敏感的Micro-Measurements应变计与小齿轮传动轴连接,两个TorqueTrak遥测系统用于在轴旋转时同时传递来自两个小齿轮的应变计信号。 该县有许多可移动的桥梁,由于修理或其他机械变化,偶尔需要进行调整。使用Binsfeld遥测设备,可以快速准确地进行扭矩和平衡测量,消除猜测和潜在的驱动器过载问题。 Engineering Dynamics Incorporated(EDI)被要求帮助对立式水泵进行轴向载荷试验。自调试以来,泵经历了轴承和轴的加速磨损。有人担心问题可能是由于向上推力导致垂直轴弯曲。该泵由250 HP感应电机驱动,带有变频器(VFD)速度控制。推力轴承位于电机顶部。 Binsfeld Engineering的TorqueTrak 10K遥测仪和单轴应变计安装在轴上,如图1所示。使用液压缸和联轴器毂下方的升降板进行校准。比例因子是基于线性拟合的斜率通过实验确定的,如图2所示。 EDI的数据采集系统用于记录所有测试数据。泵启动并达到100%的速度。如图3所示,轴向力从1700磅(泵的悬挂重量)开始,然后增加到6600磅。正读数表示向下的轴向力。因此,在启动期间没有观察到向上推力的情况。 然后测试泵的运行速度为70%至100%。测得的力包括推力以及线轴和泵叶轮的悬挂重量。所有值均为正值,并保持在6000至7000磅的范围内,如下表所示: 最后的测试是在车站运行的其他泵进行的。排出阀部分关闭以增加排出压力并模拟额定扬程。在该操作条件下测量的最大轴向力为7600磅,并且与图中所示的预测的7500磅的下推力相比较。 使用Binsfeld TT10K,推力被认为是轴承和轴问题的可能原因。相反,损坏可能是由车站泵送的河水中的沉积物造成的。 联系 Toman=又一个满意的客户! 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2812, 2018

Dartcom X波段EOS系统支持JPSS-1(NOAA 20)卫星

作者 |十二月 28th, 2018|0 条评论

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912, 2018

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