Messung von Drehmoment, Drehzahl und Temperatur an den Getrieben eines Mähdreschers
Kurz zusammengefasst
Die Riemenscheiben, Zahnräder und Getriebewellen des Mähdreschers sind mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehen, sodass die eigenen Bauteile der Maschine zu den Aufnehmern werden. Ein Schleifring am Wellenende mit 4 bis 10 Kanälen, ein tubenförmiger Schleifring oder ein Klemm-Telemetrie-Sender führt das Brückensignal vom rotierenden Bauteil ab. Drehzahl und Temperatur werden zusammen mit dem Drehmoment aufgezeichnet; Drehmoment mal Drehzahl ergibt die von jedem System aufgenommene Leistung, womit sich die Verluste lokalisieren lassen.
- 4 bis 10
- Kanäle an einem Schleifring der Baureihe S am Wellenende
- 12 000 min⁻¹
- maximale Drehzahl der Baureihe S
- 1,1 bis 444 kN
- TR3D-Kraftaufnehmer, dreiachsig, je Achse
Messpunkte
Die Leistungsverteilung der Maschine wird System für System gemessen, an Diesel- und Elektro-Mähdreschern, im normalen Feldbetrieb und unter festgelegten Versuchsbedingungen. Das Drehmoment wird an den Riemenscheiben, Zahnrädern und Getriebewellen erfasst; Drehzahl und Temperatur an denselben Punkten. Kräfte an bewegten Bauteilen, Rotorblättern und Einzugsstangen werden mit Kraftaufnehmern oder Dehnungsmessstreifen (DMS) am Bauteil erfasst.
Kein Katalogaufnehmer passt an die Stelle einer Riemenscheibe oder in ein Getriebe. Das Bauteil selbst wird mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehen, und die Instrumentierung ist so ausgelegt, dass die Festigkeit und die anderen Eigenschaften des Bauteils möglichst wenig verändert werden.
Instrumentierung
| Mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehene Riemenscheibe, Zahnrad oder Welle | Dehnungsmessstreifen-Brücke am eigenen Bauteil des Kunden, Zahnflanken eingeschlossen, in Drehmoment kalibriert |
|---|---|
| Schleifring der Baureihe S | am Wellenende, zwei Schrauben, 4, 6, 8 oder 10 Kanäle, 12 000 min⁻¹, 500 mA je Kanal; Dehnungsmessstreifen (DMS) und Thermoelemente auf demselben Rotor |
| Schleifring der Baureihe B | tubenförmig, wird über die Welle geschoben, 4 bis 8 Kanäle, Innenbohrungen von 30 bis 81,3 mm, wetterfeste Versionen |
| Telemetrie CIT | mit Klemmring, induktiv gespeist, ein oder zwei Brücken, Wellen ab 25 mm, IP67 |
| Kraftaufnehmer TR3D | drei senkrechte Kräfte in einem Gehäuse, 1,1 bis 444 kN pro Achse, mit Telemetrie-Sender, wenn sich das Bauteil bewegt |
| Temperatur | Thermoelemente am Getriebe, über dieselben Schleifring-Kanäle |
Signalpfad
Ein Schleifring der Baureihe S am Wellenende überträgt die Brücken- und Thermoelementsignale über Bahnen aus Edelmetall, mit einer Spitzenwiderstandsänderung von 0,1 Ω; die Lager sind lebensdauergeschmiert und die Baugruppe gegen Staub abgedichtet. Wenn das Wellenende nicht frei ist, wird ein Schleifring der Baureihe B über die Welle geschoben, oder ein CIT-Sender, gespeist von einer feststehenden Induktionsspule, speist die Brücke und überträgt das Signal über eine 2,4-GHz-Verbindung. Auf einem Rotorblatt oder einem Förderleistenstreifen sendet ein batteriebetriebener Sender das Signal des Kraftaufnehmers oder Dehnungsmessstreifens (DMS) kabellos zum Empfänger.
Vorgehen
- 01
Bauteil mit Dehnungsmessstreifen (DMS) ausrüsten
Dehnungsmessstreifen (DMS) auf Riemenscheibe, Zahnrad oder Getriebewelle, am Kundenteil, anschließend Kalibrierung in Drehmoment.
Services für Dehnungsmessstreifen (DMS) - 02
Schleifring montieren
Rotor der Baureihe S am Wellenende mit zwei Schrauben, Thermoelemente am selben Rotor; Baureihe B über die Welle, wenn das Ende nicht frei ist.
Schleifringe der S-Baureihe für den Wellenstirnaufbau - 03
Oder einen Sender mit Klemmring befestigen
Ein am Wellenbaum befestigter CIT mit seiner Primärspule, die fest darum angebracht ist.
Drahtlose Telemetriesysteme - 04
Drehmoment, Drehzahl und Temperatur aufzeichnen
Die drei Kanäle werden zusammen während der Feldarbeit und unter festgelegten Versuchsbedingungen aufgezeichnet; Drehmoment mal Drehzahl ergibt die Leistung durch das Bauteil.
Versuch an der Entladeschnecke
Die Entladeschnecke befördert das Erntegut vom Tank in einen Lkw oder einen Anhänger. Die Schnecke schwenkt über den Übergabepunkt in Position, dann treiben Zahnräder die Schnecke an, die das Erntegut durch das Schneckenrohr befördert; ein Winkelgetriebe überträgt diesen Antrieb. Ihre Drehzahl, ihr Drehmoment und ihre Temperatur wurden zusammen im Betrieb gemessen, und die Daten dienten zur Verbesserung ihrer Betriebsfestigkeit und Effizienz.
Kräfte an den beweglichen Teilen werden auf dieselbe Weise wie das Drehmoment, am Bauteil selbst, gemessen. Ein dreiaxialer Kraftaufnehmer TR3D wird im Kraftpfad eines Rotorblatts verschraubt, und ein Förderleistenstreifen wird mit Dehnungsmessstreifen (DMS) ausgestattet, mit einem Telemetrie-Sender und seiner Batterie am Bauteil, um die Signale zum Empfänger zu senden.
Ergebnis
Drehmoment, Drehzahl und Temperatur an den Riemenscheiben, Zahnrädern und Getrieben des Mähdreschers, gemessen an seinen eigenen Bauteilen im Feld. Die von jedem System aufgenommene Leistung und wo sie verloren geht.
Häufige Fragen
Wie wird das Drehmoment an einer Riemenscheibe oder einem Zahnrad eines Mähdreschers gemessen?
Die Riemenscheibe oder das Zahnrad selbst ist mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehen, Zahnräder eingeschlossen, und kalibriert. Ein Schleifring am Wellenende überträgt das Brückensignal an das Datenerfassungssystem.
Wie werden Leistungsverluste bei landwirtschaftlichen Maschinen ermittelt?
Durch die Aufzeichnung von Drehzahl, Drehmoment und Temperatur an jedem System der Maschine. Drehmoment mal Drehzahl ergibt die Leistung jedes Bauteils, und der Vergleich zwischen den Bauteilen lokalisiert die Verluste.
Wie verlässt das Signal ein Zahnrad, das sich im Inneren eines Getriebes dreht?
Über einen Schleifring der Baureihe S am Wellenende, 4 bis 10 Kanäle, über einen Schleifring der Baureihe B, der über die Welle geschoben wird, oder über einen CIT-Ansender mit Spannkragen an Wellen ab 25 mm.
Gelten diese Messungen auch für elektrische Landmaschinen?
Ja. Die Leistungsverteilung wird bei Diesel- und elektrischen Mähdreschern gleichermaßen gemessen; bei einer elektrischen Maschine bestimmt der Wirkungsgrad jedes Systems die Nutzung der Batteriekapazität.
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