Измерение крутящего момента без поглощения мощности.

При испытании двигателя часто в качестве пускового устройства применяют так называемый балансирный электродвигатель, который одновременно с раскруткой запускаемого двигателя дает возможность определять величину поглощаемой им мощности при запуске. Такой электродвигатель может быть использован при измерении крутящего момента компрессора, когда требуется подвести мощность извне.

Необходимо отметить, что балансирные измерители крутящего момента (электродвигатели, гидротормоза) являются инерционными приборами и не позволяют производить измерения при быстроизменяющихся нагрузках. В этих случаях применяют малоинерционные электрические измерители крутящего момента – торзиометры, в которых мерой момента служит деформация упругих элементов, преобразованная в параметры электрического тока.

Из торзиометров с контактными токосъемниками наиболее широко применяются торзиометры с проволочными преобразователями. На вал, передающий измеряемый момент, наклеиваются два торзиометра, расположенные перпендикулярно друг другу и под углом 45˚ к оси вала (по направлению главных напряжений). Оба преобразователя включаются в два соседних плеча измерительного электрического моста.

Фотоэлектрический тензометр не нуждается в скользящем токосъемном устройстве. В двух местах вала, на базовом расстоянии L, жестко укрепляются диски с радиальными прорезями. Между дисками расположен источник света. С другой стороны каждого диска за диафрагмой с узкой щелью располагаются фотоэлементы. Положение дисков относительно друг друга регулируется так, чтобы при вращении с нулевой нагрузкой в момент прохождения прорезями диафрагм свет одновременно попадал на оба фотоэлемента. Во время измерения, когда крутящий момент не равен нулю, за счет упругих деформаций вала диски окажутся сдвинутыми относительно друг друга и фотоэлементы будут освещаться не одновременно. Импульсы от фотоэлемента поступают в специальное устройство, в котором измеряется промежуток времени от одного до другого импульса.

Недостатком электрических измерителей крутящего момента является то, что их точность, как правило, ниже точности балансирных электродвигателей и гидротормозов.

7.13. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

В практике испытаний двигателей и их агрегатов нашли применение индуктивные и частотные тахометры, а также суммарные счетчики оборотов.

Электрические тахометры с индуктивным преобразователем, в котором используются зависимость напряжения тока от скорости вращения генератора, применяются для регистрации низкочастотных колебаний частот вращения роторов двигателя на переменных режимах. Электрические тахометры с частотными преобразователями, в которых используется частота генерируемого тока, значительно точнее, так как частота переменного тока не зависит от омического сопротивления проводов, и применяются для регистрации частоты вращения роторов двигателя на установившихся режимах. Суммарные счетчики оборотов регистрируют общее число импульсов тока, вызванное контактным устройством, фотоэлементом или другим преобразователем, связанным с вращающимся валом объекта измерения.

7.14. ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИЙ

Переменные силы, появляющиеся в процессе работы двигателя, - неуравновешенность вращающихся деталей, нарушение балансировки и др. – являются источниками возбуждения колебаний, приводящих к целому ряду дефектов двигателя (к разрушениям опор, уплотнений и т.п.). Поэтому необходимы постоянный контроль вибраций и специальные испытания двигателя с вибрографированием, целью которых является определение уровня вибраций и режима, где этот уровень наибольший.

Первичные преобразователи для измерения вибраций обычно устанавливают в плоскости опор ротора, на агрегатах, в воздухозаборнике, на форсажной камере и других элементах, где ожидается повышенный уровень вибрации. Если в рабочем диапазоне частоты вращения вибрации не превышают допустимых пределов, то считается, что двигатель успешно прошел испытания вибрографированием.

Для этих целей используют измерители вибраций, основанные на различных физических принципах (индуктивные, пьезоэлектрические, сейсмические и др.).

В схеме преобразователя сейсмического типа сейсмическая масса (магнит) остается во время вибрации практически неподвижной, а корпус, скрепленный с объектом измерения, совершает колебания вместе с ним. Вокруг корпуса выполнена обмотка из проводника электрического тока. В результате пересечения обмоткой магнитных линий магнита в обмотке индуцируется электрический ток пропорциональный уровню вибрации.