5

Pomiar momentu obrotowego na statkach

Biorąc pod uwagę szeroki zakres możliwości pomiaru momentu obrotowego, metoda uwzględniająca przetwornik momentu obrotowego skalibrowany w miejscu wykonania z określoną dokładnością, która odnosi się do udokumentowanego, nieprzerwanego łańcucha porównań dotyczących zależności tego przetwornika momentu względem pierwotnego standardu, zapewnia możliwość śledzenia momentu.
Precyzyjne pomiary są istotne do określenia sprawności, a co za tym idzie pozwalają spełnić rygorystyczne przepisy środowiskowe dla siników okrętowych. Optymalizacja silników okrętowych bazująca na wysoce dokładnym i niezawodnym pomiarze momentu oprócz umożliwienia znaczących oszczędności energii jest w zgodzie ze wzrastającymi wymaganiami międzynarodowych przepisów, szczególnie dla silników okrętowych o wysokim momencie znamionowym.
Moc napędu jest wyliczana wprost na podstawie tego dokładnego pomiaru momentu obrotowego M pomiędzy generatorem, a stroną napędzaną mechanizmu obrotowego i prędkości kątowej Ω, za pomocą zależności:

P=2π*Ω*M

Dokładna informacja o momencie umożliwia precyzyjne sterowanie mechanicznym układem napędowym. To pozwala na monitorowanie silników spalinowych (np. silników wielopaliwowych lub gazowych) w celu zapewnienia działania w ich optymalnym oknie pracy, co pomaga uniknąć występowania spalania stukowego, gubienia zapłonu, przeciążenia i redukuje również zużycie paliwa.

Moment może być mierzony bezpośrednio lub pośrednio:
Bezpośredni pomiar momentu
Bezpośredni pomiar momentu używa wbudowanego przetwornika momentu jako integralnej części wału napędowego (zdjęcie poniżej). Przetwornik momentu jest już skalibrowany po stronie producenta za pomocą odpowiednich maszyn kalibracyjnych. Przetwornik może być łatwo instalowany, zdemontowany, wymieniony i ponownie wykalibrowany.

Pośredni pomiar momentu
Pośredni pomiar momentu na cylindrycznym wale polega na pomiarze parametrów zależnych od momentu, a następnie kalkulacji.
a) Pomiar odkształcenia na powierzchni wału wejściowego. Tensometry są wtedy przyklejane bezpośrednio na wale i następnie podłączane do mostka pomiarowego. Przeniesienie napięcia wzbudzenia mostka jak również sygnału pomiarowego w obydwu przypadkach odbywa się bezstykowo.
b) Inną metodą określenia momentu na wale cylindrycznym jest pomiar kąta skręcenia.

Obydwie metody oferują pewne zalety, jak na przykład możliwość wykorzystania istniejących układów. W zależności od jakości instalacji i użytych komponentów, obliczana wartość momentu może posiadać relatywnie wysoką niedokładność z powodu tolerancji , co finalnie prowadzi do względnie znaczącej niedokładności pomiaru.

Kalibracja i odwzorowalność
Aby zapewnić precyzję określenia mocy lub sprawności, które są istotne by spełnić surowe przepisy środowiskowe w przemyśle silników okrętowych, poza pomiarem wysokiego momentu, coraz bardziej interesujące staję się kalibracja i odwzorowalność wielkości fizycznych.
Podstawowe techniki używane przy kalibracji momentu dzielą się na układy dźwigniowo/masowe i przetwornika referencyjnego.
  • Układy dźwigniowo/masowe: Precyzyjnie zdefiniowany moment jest generowany gdy ciężar masy kalibracyjnej działa na testowaną próbkę za pomocą dźwigni o znanej długości.
  • Druga technika kalibracji momentu używa referencyjnego przetwornika siły wraz z dźwignią.
  • Trzecia zasada bazuje na referencyjnym przetworniku momentu obrotowego, która dostarcza wartość odniesienia. Układy z referencyjnymi przetwornikami momentu obrotowego mogą używać dowolnych mechanizmów do generowania momentu, który jest następnie mierzony za pomocą referencyjnego przetwornika momentu.

By sprostać tym wymaganiom, nowa maszyna kalibracyjna używa referencyjnego przetwornika momentu, który dostarcza moment referencyjny.
Jako przetworniki referencyjne posłużyły zmodyfikowane przetworniki momentu T10FH/150kN·m i T10FH/400kN·m. Dzięki dwóm precyzyjnym przetwornikom referencyjnym, można było uzyskać niedokładność pomiaru 0.1%.

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI