Датчики скорости для гидравлических насосов и гидромоторов

10.06.2021 / Это интересно 218
Датчики скорости для гидравлических насосов и гидромоторов.

Цифровизация гидравлической техники требует применения датчиков, оценивающих положение и скорость исполнительных устройств (гидроцилиндров, гидромоторов (ГМ), гидронасосов (ГН)). Для гидромоторов и гидронасосов это цифровые датчики скорости. В настоящее время для формирования сигнала о скорости и направлении вращения валов ГМ и ГН активно используются датчики, работающие на эффекте Холла.
Эффект Холла — это возникновение в электрическом проводнике разности напряжений (напряжения Холла) на краях образца (металлическая или полупроводниковая пластина) помещённом в поперечное магнитное поле, при протекании тока, перпендикулярному полю.

На рис.1 представлена схема, объясняющая эффект Холла.


Рис.1. Эффект Холла.

Схема, построенного на этом эффекте датчика скорости, представлена на рис.2

Рис.2. Схема одно обмоточного датчика скорости на эффекте Холла.

Для того чтобы датчик производства OMFB обеспечивал возможность не только измерения величины скорости вращения, в схеме предусмотрены две измерительные обмотки, сигнал с которых сдвинут по фазе в диапазоне частот от 0 до 12 кГц.

 
На рис.3 представлена схема, объясняющая принцип измерения направления вращения.

Рис.3. Диаграмма импульсов при изменении направления вращения.

Обычно, при монтаже датчиков подобного типа, зазор между чувствительной поверхностью датчика и контролируемой поверхностью лежит в пределах 0,2-3,0мм. Контролируемой поверхностью в ГМ и ГН могут быть: головки зубчатого венца или головка вала или поверхность поршня. Зазор между поверхностями датчика и контролируемыми поверхностями зависит от типа и конструкции датчика. Современные датчики, например, датчик DSM1-10 обеспечивает не только измерение скорости вращения и направление вращения, но и обладает следующими дополнительными функциями: обнаружение простоя, реакцию на критический воздушный зазор, сообщение о критическом монтажном положении.

С точки зрения принципиального применения, кроме использования в ГМ и ГН, датчики скорости такого типа могут использоваться в ступичном подшипнике для определения скорости вращения колеса, в трансмиссиях или ступенях редуктора, приводах вентиляторов в автобусах, грузовиках и строительной технике (от 7 до 20 кВт), в виброприводах дорожных катков и асфальта-укладчиков. Нужно отметить, что для применения этих датчиков, в конструкции ГМ и ГН должны быть предусмотрены соответствующие изменения.
На рис.4 представлен гидромотор серии HPM со встроенным датчиком скорости фирмы OMFB.

Рис.4. Гидромотор НРМ с датчиком скорости.

Гидромоторы с датчиками скорости вращения применяются в гидросистемах привода машин горнодобывающего профиля, строительно-дорожных машинах, приводах технологических линий пищевой промышленности. Основное их преимущество – это возможность постоянного контроля за скоростью вращения выходного вала и при необходимости автоматической коррекции этой скорости.

Одним из направлений кардинального повышения технического уровня многоосных полноприводных транспортных средств, эксплуатация которых предполагается в сложных дорожных условиях, является разработка так называемых «гибких интеллектуальных трансмиссий», приспособленных к оптимальному автоматическому управлению их функциями и позволяющих осуществлять в процессе движения автомобиля бесступенчатое регулирование крутящих моментов на каждом из колес в соответствии с текущими характеристиками взаимодействия «колесо-грунт». Структурный состав таких трансмиссий представляет собой совокупность системы датчиков, определяющих характеристику взаимодействия системы «колесо-грунт» под каждым из колес, автоматической системы управления распределением крутящих моментов по колесам и бесступенчатого силового привода. Безусловным является применение датчиков скорости вращения исполнительных гидромоторов в таких трансмиссиях. В качестве примера приведём полно поточную гидрообъёмную трансмиссию автомобиля ЗИЛ-49061 рис.5.

Рис.5. Специальный автомобиль «ГИДРОХОД».

Принципиальная схема гидрообъёмной трансмиссии автомобиля ЗИЛ-49061 «ГИДРОХОД» представлена на рис.6

Рис.6. Устройство гидрообъемной трансмиссии и автоматической системы управления.

1. Колесный редуктор.
2 . Бортовой редуктор.
3 . Согласующий редуктор гидромотора.
4 . Гидромотор.
5 . Насос.
6 . Редуктор насосной станции.
7 . ДВС.
8 . Микропроцессор управления двигателя.
9 . Микропроцессоры управления гидронасосами и гидромоторами.

В принципе, датчики такого типа могут выполниться со следующими функциями:

1. Датчик скорости и направления вращения.
2. Датчик скорости вращения.
3. Датчик направления вращения.

Компания OMFB предлагает 6 модификаций датчиков скорости, работающие на эффекте Холла, предназначенные для установки на аксиально-поршневые гидромоторы серии HMP и аксиально поршневые насосы.

- Одноканальный датчик с частотным выходом с кодом 31800100185 для определения скорости вращения зубчатых колёс с небольшим модулем и высоким разрешением, а также выдаче предупреждающего сигнала об уменьшении магнитного поля ниже критического (воздушный зазор слишком велик).
- Двух канальный датчик с кодом 31800100186 для определения скорости вращения зубчатых колёс с небольшим модулем и высоким разрешением, направления вращения, изменения зазора, ошибки монтажа. Этот датчик имеет широтно-импульсный выходной сигнал.
- Двух канальные датчики с кодом 31800201183 и 31800201325 для определения скорости вращения зубчатых колёс с модулем 2, направления вращения. Эти датчики имеют два частотных выходных сигнала. Датчик 31800201325 отличается увеличенной до 32 длинной цилиндрической части для установки в гидромашины с фланцами по ISO D=160mm.
- Двух канальные датчики с кодом 31800201182 и 31800201324 для определения скорости вращения зубчатых колёс с модулем 2, направления вращения.  Эти датчики имеют один частотный и один цифровой выходных сигнала. Датчик 31800201324 отличается увеличенной до 32 длинной цилиндрической части для установки в гидромашины с фланцами по ISO D=160mm. На рисунке 7 показан внешний вид этих датчиков.

Рис.7 Внешний вид датчиков скорости производства фирмы OMFB.

Размер в зависимости от кода датчика 18,4 mm или 32mm




Автор: ведущий инженер Воронов Ю.Ю.
Соавтор: к.т.н. Артюшин Ю.В.


Смотрите также в нашем интернет-магазине:


Назад в категорию
Отправить ссылку
Ссылка скопирована