Rotationsdrehmoment 101

Vereinfacht ausgedrückt ist Drehmoment die Rotationskraft, die ein Objekt in Drehung versetzt. Es ist die Drehkraft, die hinter allem steckt, vom Automotor bis zum einfachen Türknauf.

Das Verständnis des Drehmoments ist in der Welt rotierender Maschinen von größter Bedeutung. Von Motoren und Turbinen bis hin zu Roboterarmen und medizinischen Geräten ist eine genaue Drehmomentmessung entscheidend für Leistung, Sicherheit und Effizienz. Ingenieure messen das Drehmoment mithilfe von Drehmomentsensoren, die einen mechanischen Torsionseingang in ein elektrisches Ausgangssignal, typischerweise eine Spannung oder einen Strom, umwandeln.

Drehmomentsensoren gibt es in zwei Haupttypen: Rotationssensoren (dynamisch) und Reaktionssensoren (statisch). Der wesentliche Unterschied liegt in der Art und Weise, wie das Signal von der rotierenden Welle übertragen wird. Reaktionssensoren verwenden eine Kabelverbindung, häufig unter Verwendung von Schleifringen, während Rotationssensoren das Signal drahtlos übertragen. Dies macht Rotationssensoren ideal für dynamische Anwendungen, bei denen eine kontinuierliche Rotation erforderlich ist, wodurch eine komplexe Verkabelung entfällt und potenzielle Fehlerquellen reduziert werden.

Grundlegendes zu rotierenden Drehmomentwandlern

Rotierende Drehmomentaufnehmer wie die von Interface sind vielseitige Werkzeuge, die die Elektronik direkt auf der rotierenden Welle integrieren. Diese fortschrittlichen Geräte verfügen über integrierte Dehnungsmessverstärker und Signalwandler. Dieses Design vereinfacht die Installation und ermöglicht eine größere Flexibilität bei verschiedenen Anwendungen.

Ingenieure müssen das Drehmoment präzise messen, um sicherzustellen, dass rotierende Systeme innerhalb sicherer Grenzen arbeiten, die Leistung optimieren und potenzielle Ausfälle identifizieren. Drehmomentsensoren können beispielsweise die Leistung der Kurbelwelle in einem Motor überwachen und Fehlzündungen erkennen. In einer Windkraftanlage können sie das von den rotierenden Rotorblättern erzeugte Drehmoment messen, um die Energieabgabe zu optimieren.

Erweiterte Funktionen des Drehmomentwandlers

Ein komplexerer Ansatz zur Messung des Rotationsdrehmoments beinhaltet die Digitalisierung des Drehmomentsignals am Rotor. Dies fügt der rotierenden Welle einen A/D-Wandler, eine digitale Signalübertragung über eine induktive Kopplung und einen D/A-Wandler im Stator hinzu. Dieser Ansatz bietet mehrere Vorteile, darunter verbesserte Genauigkeit, Störfestigkeit und einfachere Datenverarbeitung. Es ermöglicht auch Funktionen wie das Schalten eines Shunt-Widerstands direkt an der DMS-Brücke.

Wichtige Überlegungen

Bei der Auswahl eines rotierenden Drehmomentwandlers ist es wichtig, einen zu wählen, dessen Drehzahlbegrenzung über der Höchstgeschwindigkeit Ihres rotierenden Systems liegt. Dies gewährleistet genaue Messungen und verhindert Schäden am Sensor. Konsultieren Sie immer die Spezifikationen und berücksichtigen Sie die Grenzen anderer Systemkomponenten wie Kupplungen und Lager.

Rotierende Drehmomentaufnehmer können entweder lagergestützt oder lagerlos sein. Lagergestützte Konstruktionen sorgen für die Ausrichtung zwischen den rotierenden und stationären Teilen des Sensors. Lagerlose Sensoren hingegen erfordern eine präzise Ausrichtung des stationären Teils relativ zum rotierenden Teil. Während einige lagerlose Sensoren Ausrichtungsprobleme eher verzeihen, bieten sie im Allgemeinen Vorteile wie geringere Reibung, längere Lebensdauer und möglicherweise höhere Genauigkeit.

Auch Umweltfaktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit und elektrisches Rauschen müssen berücksichtigt werden. Hohe Temperaturen können die Genauigkeit von Dehnungsmessstreifen beeinträchtigen, während Feuchtigkeit zu Korrosion führen kann. Elektrisches Rauschen von Geräten in der Nähe kann das Signal des Sensors beeinträchtigen.

TIPP: Verwenden Sie die Drehmoment-Auswahlhilfe

Erkundung rotierender Drehmomentwandler

Rotierende Drehmomentaufnehmer von Interface bieten eine überzeugende Kombination aus Funktionen und Vorteilen für alle, die eine präzise und zuverlässige Drehmomentmessung benötigen. Diese kontaktlosen Geräte nutzen digitale Elektronik, um eine beeindruckende Genauigkeit zu erreichen, die bis zu 0,10 % des Messwerts erreicht. Mit einem breiten Leistungsspektrum von 0,005 bis 20.000 Nm decken sie vielfältige Anwendungen ab.

Für erweiterte Funktionalität stehen optionale Geschwindigkeitsausgänge mit bis zu 30.000 U/min zur Verfügung. Die Haltbarkeit wird durch eine 2-fache sichere Überlastfestigkeit gewährleistet, die den Wandler in anspruchsvollen Umgebungen schützt. Die Wandler bieten sowohl eine analoge Auflösung als auch einen +/-5-V-Ausgang und bieten so Flexibilität bei der Signalverarbeitung.

Darüber hinaus können rotierende Drehmomentaufnehmer mit Keilwellenenden für eine sichere Montage und präzise Ausrichtung individuell angepasst werden. Sie bieten 60 Puls-/Umdrehungsgeschwindigkeitsmessungen. Sie bewältigen Kapazitäten von bis zu 4 Millionen lb-in (450.000 Nm) und Drehzahlen von bis zu 15.000 U/min und stellen damit ihre Vielseitigkeit und Robustheit für verschiedene Hochleistungsanwendungen unter Beweis.

DREHMOMENTWENDER DER T-SERIE

• AxialTQ™ Drahtloser rotierender Drehmomentwandler
• T1-Drehmomentwandler mit Drehmomentkupplung
• T2 Ultra-Präzisions-Wellen-Drehmomentwandler
• T3 Ultra-Präzisions-Drehmomentwandler mit Sockelmontage und Schaftausführung
• T4 Standard-Präzisions-Drehmomentwandler mit Wellenausführung
• T5 Standard-Präzisions-Drehmomentwandler mit Schaftmontage und Sockelmontage
• T6-Drehmomentwandler mit Doppelbereich und Wellenausführung
• T7 Dual-Range-Drehmomentwandler mit Sockelmontage und Schaftausführung
• T8-Allzweck-Drehmomentwandler mit Wellenausführung
• Lagerloser T11-Drehmomentwandler mit geringer Kapazität und Wellenausführung
• T12-Drehmomentwandler mit Vierkantantrieb
• T14-Drehmomentwandler mit Schleifringwelle
• T15-Drehmomentwandler mit Sechskantantrieb
• T18 Rotationsdrehmomentwandler
• T22-Riemenscheiben-Drehmomentwandler
• T23 LC Rotationsdrehmomentwandler
• T25 Hochgeschwindigkeits-Drehmomentwandler mit Wellenausführung
• T27 Lagerloser Hohlflansch-Drehmomentwandler
• T28-Drehmomentwandler mit Schleifring-Vierkantantrieb
• T31-, T32-, T33- und T34-Spindeldrehmomentwandler

Grundlegendes zum lagerlosen Rotationsdrehmomentwandler AxialTQ von Interface

Der AxialTQ von Interface ist ein revolutionärer lagerloser Sensor, der den Stator und Rotor nicht berührt. Das AxialTQ™ Wireless Rotary Torque Transducer-Messsystem definiert die Kategorie in Bezug auf Funktion, Genauigkeit und anpassbare Kompatibilität neu. Mit seiner flexiblen Stator- und Ausgangsmodul-Montagemöglichkeit bietet das AxialTQ-System unbegrenzte Konfigurationsmöglichkeiten.

AxialTQ-Standardfunktionen und -vorteile

• Kapazitätsbereich 885 lbf-in bis 88,5K lbf-in (100 Nm bis 10 kN)
• Crashsicheres Design für maximale Zuverlässigkeit
• Vielseitiges Design für Anwendungsflexibilität
• Flexible Konfiguration
• Gleichzeitige analoge und digitale Ausgänge ermöglichen Echtzeitsteuerung und Datenerfassung
• Austauschbare Statoren und Ausgangsmodule zur Minimierung des Teilebestands
• Große Auswahl an Standardkomponenten für jede Anwendung

AxialTQ-Optionen

• Ausgewuchteter Rotor nach G2,5
• Geschwindigkeitserkennung 60 PPR
• Hochauflösender Encoder
• Integrierte Kupplungen

Merkmale und Vorteile des AxialTQ Inline-Magnetencoder-Kits

• Hohe Auflösung: <0,125°
• Wiederholgenauigkeit in ±1 Schritten
• Quadratur-Differenzsignalausgang (A, A/, B, B/)
• Mit Indexsignal (I, I/)
• Leitungstreiber (RS422)

Rotierende Drehmomentaufnehmer sind unverzichtbare Werkzeuge zur Drehmomentmessung in dynamischen Anwendungen. Durch das Verständnis der verschiedenen Sensortypen, ihrer Merkmale und der Faktoren, die ihre Leistung beeinflussen, können Ingenieure den richtigen Wandler für ihre spezifischen Anforderungen auswählen und genaue und zuverlässige Drehmomentmessungen gewährleisten.