Mesure du couple, de la vitesse et de la température sur les boîtes de vitesses d’une moissonneuse-batteuse
En bref
Les poulies, engrenages et arbres de boîte de vitesses de la moissonneuse-batteuse sont équipés de jauges de déformation, de sorte que les propres pièces de la machine deviennent les capteurs. Un collecteur tournant en bout d’arbre de 4 à 10 voies, un collecteur tournant tubulaire ou un émetteur de télémesure à collier transfère le signal du pont depuis la pièce tournante. La vitesse et la température sont enregistrées avec le couple ; le couple multiplié par la vitesse donne la puissance absorbée par chaque système, ce qui permet de localiser les pertes.
- 4 à 10
- voies sur un collecteur tournant de la série S en bout d’arbre
- 12 000 tr/min
- vitesse maximale de la série S
- 1,1 à 444 kN
- capteurs de force TR3D triaxiaux, par axe
Points de mesure
La répartition de puissance de la machine est mesurée système par système, sur des moissonneuses-batteuses diesel et électriques, en fonctionnement normal au champ et en conditions d’essai définies. Le couple est mesuré sur les poulies, les engrenages et les arbres de boîte de vitesses ; la vitesse et la température aux mêmes points. Les efforts sur les pièces en mouvement, lames de rotor et barreaux du tablier d’alimentation, sont mesurés avec des capteurs de force ou des jauges sur la pièce.
Aucun capteur de catalogue ne se monte à la place d’une poulie ni à l’intérieur d’une boîte de vitesses. La pièce elle-même est équipée de jauges, et l’instrumentation est conçue pour modifier le moins possible la résistance et les autres caractéristiques de la pièce.
Instrumentation
| Poulie, engrenage ou arbre équipé de jauges | pont de jauges de déformation sur la pièce même du client, dents d’engrenage comprises, étalonné en couple |
|---|---|
| Collecteur tournant série S | en bout d’arbre, deux vis, 4, 6, 8 ou 10 voies, 12 000 tr/min, 500 mA par voie ; jauges de déformation et thermocouples sur le même rotor |
| Collecteur tournant série B | tubulaire, se monte par glissement sur l’arbre, 4 à 8 voies, alésages de 30 à 81,3 mm, versions étanches |
| Télémesure CIT | à collier, alimenté par induction, un ou deux ponts, arbres de 25 mm et plus, IP67 |
| Capteur de force TR3D | trois forces perpendiculaires dans un même corps, 1,1 à 444 kN par axe, avec un émetteur de télémesure lorsque la pièce est en mouvement |
| Température | thermocouples sur la boîte de vitesses, par les mêmes voies du collecteur tournant |
Chaîne de mesure
Un collecteur tournant de la série S en bout d’arbre transmet les signaux du pont et des thermocouples par des pistes en métaux précieux, avec une variation de résistance crête de 0,1 Ω ; les roulements sont lubrifiés à vie et l’ensemble est protégé contre la poussière. Lorsque le bout de l’arbre n’est pas libre, un collecteur tournant de la série B se monte par glissement sur l’arbre, ou un émetteur CIT, alimenté par une bobine d’induction fixe, alimente le pont et transmet le signal sur une liaison 2,4 GHz. Sur une lame de rotor ou un barreau du tablier d’alimentation, un émetteur à batterie envoie sans fil le signal du capteur de force ou de la jauge au récepteur.
Procédure
- 01
Équiper la pièce de jauges
Jauges de déformation sur la poulie, l’engrenage ou l’arbre de boîte de vitesses, sur la pièce du client, puis étalonnage en couple.
Services de jaugeage - 02
Monter le collecteur tournant
Rotor de la série S en bout d’arbre avec deux vis, thermocouples sur le même rotor ; série B sur l’arbre lorsque le bout n’est pas libre.
Collecteurs tournants en bout d’arbre série S - 03
Ou fixer un émetteur par collier
Un CIT attaché à l’arbre, avec sa bobine primaire fixée autour.
Systèmes de télémesure sans fil - 04
Enregistrer couple, vitesse et température
Les trois voies sont enregistrées ensemble pendant le travail au champ et en conditions d’essai définies ; le couple multiplié par la vitesse donne la puissance traversant la pièce.
Essai sur la vis d’évacuation
La vis d’évacuation transfère la récolte de la trémie vers un camion ou une remorque. La vis se met en position au-dessus du point de transfert, puis des engrenages entraînent la vis hélicoïdale qui achemine la récolte dans le tube d’évacuation ; un renvoi d’angle transmet cet entraînement. Sa vitesse, son couple et sa température ont été mesurés ensemble en fonctionnement, et les données ont servi à améliorer son endurance et son rendement.
Les efforts sur les pièces en mouvement sont mesurés de la même manière que le couple, sur la pièce. Un capteur de force triaxial TR3D est boulonné dans le chemin de charge d’une lame de rotor, et un barreau du tablier d’alimentation est équipé de jauges, avec un émetteur de télémesure et sa batterie sur la pièce pour envoyer les signaux au récepteur.
Résultat
Couple, vitesse et température sur les poulies, engrenages et boîtes de vitesses de la moissonneuse-batteuse, mesurés sur ses propres pièces au champ. La puissance absorbée par chaque système, et l’endroit où elle se perd.
Questions fréquentes
Comment mesurer le couple sur une poulie ou un engrenage de moissonneuse-batteuse ?
La poulie ou l’engrenage lui-même est équipé de jauges de déformation, dents d’engrenage comprises, puis étalonné. Un collecteur tournant en bout d’arbre transmet le signal du pont au système d’acquisition de données.
Comment déterminer les pertes de puissance dans un matériel agricole ?
En enregistrant la vitesse, le couple et la température sur chaque système de la machine. Le couple multiplié par la vitesse donne la puissance traversant chaque organe, et la comparaison entre organes localise les pertes.
Comment le signal sort-il d’un engrenage qui tourne à l’intérieur d’une boîte de vitesses ?
Par un collecteur tournant de la série S en bout d’arbre, 4 à 10 voies, par un collecteur tournant de la série B qui s’enfile sur l’arbre, ou par un émetteur à collier CIT sur des arbres de 25 mm et plus.
Ces mesures s’appliquent-elles aux machines agricoles électriques ?
Oui. La distribution de puissance se mesure de la même manière sur des moissonneuses-batteuses diesel et électriques ; sur une machine électrique, le rendement de chaque système détermine l’utilisation de la capacité de la batterie.
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