Medición del par, la velocidad y la temperatura en las cajas de cambios de una cosechadora
En resumen
Las poleas, los engranajes y los árboles de la caja de cambios de la cosechadora se equipan con galgas extensométricas, de modo que las propias piezas de la máquina se convierten en los transductores. Un anillo colector en extremo de árbol de 4 a 10 canales, un anillo colector tubular o un transmisor de telemetría de abrazadera traslada la señal del puente desde la pieza giratoria. La velocidad y la temperatura se registran junto con el par; el par multiplicado por la velocidad da la potencia absorbida por cada sistema, lo que permite localizar las pérdidas.
- 4 a 10
- canales en un anillo colector de la serie S en extremo de árbol
- 12 000 rpm
- velocidad máxima de la serie S
- 1,1 a 444 kN
- células de carga TR3D triaxiales, por eje
Puntos de medición
La distribución de potencia de la máquina se mide sistema por sistema, en cosechadoras diésel y eléctricas, en funcionamiento normal en el campo y en condiciones de ensayo definidas. El par se mide en las poleas, los engranajes y los árboles de la caja de cambios; la velocidad y la temperatura en los mismos puntos. Las fuerzas en las piezas móviles, las cuchillas del rotor y los listones del alimentador, se miden con células de carga o galgas sobre la pieza.
Ningún transductor de catálogo se monta en lugar de una polea ni dentro de una caja de cambios. La propia pieza se equipa con galgas, y la instrumentación se diseña para alterar lo menos posible la resistencia y las demás características de la pieza.
Instrumentación
| Polea, engranaje o árbol equipado con galgas | puente de galgas extensométricas sobre la propia pieza del cliente, dientes de engranaje incluidos, calibrado en par |
|---|---|
| Anillo colector serie S | en extremo de árbol, dos tornillos, 4, 6, 8 o 10 canales, 12 000 rpm, 500 mA por canal; galgas extensométricas y termopares en el mismo rotor |
| Anillo colector serie B | tubular, se monta deslizándolo sobre el árbol, 4 a 8 canales, diámetros interiores de 30 a 81,3 mm, versiones estancas |
| Telemetría CIT | con abrazadera, alimentado por inducción, uno o dos puentes, ejes de 25 mm y más, IP67 |
| Célula de carga TR3D | tres fuerzas perpendiculares en un mismo cuerpo, 1,1 a 444 kN por eje, con un transmisor de telemetría cuando la pieza está en movimiento |
| Temperatura | termopares en la caja de cambios, por los mismos canales del anillo colector |
Cadena de medida
Un anillo colector de la serie S en el extremo del eje transmite las señales del puente y de los termopares por pistas de metales preciosos, con una variación de resistencia pico de 0,1 Ω; los rodamientos están lubricados de por vida y el conjunto está protegido contra el polvo. Cuando el extremo del eje no está libre, un anillo colector de la serie B se monta deslizándose sobre el eje, o un transmisor CIT, alimentado por una bobina de inducción fija, excita el puente y transmite la señal por un enlace de 2,4 GHz. Sobre una pala del rotor o un listón del tablero de alimentación, un transmisor a batería envía sin cable la señal de la célula de carga o de la galga al receptor.
Procedimiento
- 01
Equipar la pieza con galgas
Galgas extensométricas en la polea, el engranaje o el eje de la caja de cambios, sobre la pieza del cliente, y luego calibración en par.
Servicios de galgas extensométricas - 02
Montar el anillo colector
Rotor de la serie S en el extremo del eje con dos tornillos, termopares en el mismo rotor; serie B sobre el eje cuando el extremo no está libre.
Anillos colectores en extremo de eje serie S - 03
O fijar un transmisor con abrazadera
Un CIT sujeto al eje, con su bobina primaria fijada alrededor.
Sistemas de telemetría inalámbrica - 04
Registrar par, velocidad y temperatura
Los tres canales se registran juntos durante el trabajo en el campo y en condiciones de ensayo definidas; el par multiplicado por la velocidad da la potencia que atraviesa la pieza.
Ensayo en el sinfín de descarga
El sinfín de descarga traslada la cosecha de la tolva a un camión o un remolque. El sinfín se coloca en posición sobre el punto de transferencia, y después los engranajes accionan el tornillo helicoidal que transporta la cosecha por el tubo del sinfín; un reductor de ángulo transmite ese accionamiento. Su velocidad, su par y su temperatura se midieron juntos en funcionamiento, y los datos sirvieron para mejorar su durabilidad y su rendimiento.
Las fuerzas sobre las piezas en movimiento se miden de la misma manera que el par, sobre la pieza. Una célula de carga triaxial TR3D se atornilla en el camino de carga de una pala del rotor, y un listón del tablero de alimentación se equipa con galgas, con un transmisor de telemetría y su batería en la pieza para enviar las señales al receptor.
Resultado
Par, velocidad y temperatura en las poleas, engranajes y cajas de cambios de la cosechadora, medidos sobre sus propias piezas en el campo. La potencia absorbida por cada sistema, y dónde se pierde.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se mide el par en una polea o un engranaje de cosechadora?
La polea o el propio engranaje está equipado con galgas extensométricas, dientes del engranaje incluidos, y calibrado. Un anillo colector en extremo de árbol transmite la señal del puente al sistema de adquisición de datos.
¿Cómo se determinan las pérdidas de potencia en una máquina agrícola?
Registrando la velocidad, el par y la temperatura en cada sistema de la máquina. El par multiplicado por la velocidad da la potencia que atraviesa cada órgano, y la comparación entre órganos localiza las pérdidas.
¿Cómo sale la señal de un engranaje que gira dentro de una caja de cambios?
Mediante un anillo colector de la serie S en el extremo del árbol, de 4 a 10 canales, mediante un anillo colector de la serie B que se encaja sobre el árbol, o mediante un transmisor de abrazadera CIT en árboles de 25 mm o más.
¿Se aplican estas mediciones a las máquinas agrícolas eléctricas?
Sí. La distribución de potencia se mide de la misma manera en cosechadoras diésel y eléctricas; en una máquina eléctrica, el rendimiento de cada sistema determina el uso de la capacidad de la batería.
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