ТАХОМЕТРЫ

Тахометр магнитоиндукционный ТЭ-4В

Техническое описание и инструкция по эксплуатации

 

1 введение

1.1 Настоящая инструкция содержит описание устройства тахометра, принци­па действия, а также технические характеристики и сведения, необходимые для правильной эксплуатации тахометра и поддержания его в постоянной готовности к работе.

 

2 НАЗНАЧЕНИЕ

2.1 Тахометр магнитоиндукционный ТЭ-4В предназначен для непрерывного дистанционного измерения частоты вращения вала двигателя в системах транспортных средств и машинах специального назначения.

Тахометр представляет собой комплект, состоящий из датчика и магнитоиндукционного измерителя.

2.2 Датчики и измерители соответственно взаимозаменяемы.

                    

                   3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

3.1 Погрешности показаний измерителя тахометра при температурах окружаю­щего воздуха (20 ±5) °С, (50 ±5) °С и минус (50 ± 5) °С не превышают значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1

 

3.2 Коэффициент тахометра 1:2 или 2:1 (отношение значения входной частоты враще­ния к значению частоты вращения, показываемой измерителем).

3.3 Измеритель устойчив к воздействию вибрации с ускорением 15 м/с² и частотой от 5 до 80 Гц, при этом колебание  и смещение (увод) стрелки в диапазоне измерений от 1000 до 4000 об/мин  не превышает ± 25 об/мин для тахометра с коэффициентом 1:2 и в диапазоне измерений от 250 до 1000 об/мин не более ± 6 об/мин для тахометра с коэффициентом 2:1.

3.4 Датчик выдерживает вибрационную нагрузку с ускорением 100 м/с² и частотой от 10 до 200 Гц.

3.5 Напряжение между каждыми двумя фазами датчика Д-4, нагруженного одним измерителем и датчика Д-5, нагруженного двумя измерителями, при 3000 об/мин по шкале измерителя 1:2 или 750 об/мин по шкале измерителя с коэффициентом 2:1 после работы в течение одной минуты, находится в пределах от 10,5 до 12,5 В.

3.6 Сопротивление изоляции электрических цепей тахометра относительно корпуса и между собой при температуре окружающего воздуха (20±5) °С и относительной влажности до 80 % не менее 20 МОм.

3.7 Электрическая изоляция тахометра при температуре окружающего возду­ха (20 ± 5) °С и относительной влажности до 80 % выдерживает в течение 1 мин напряжение 500 В переменного тока частотой 50 Гц.

3.8 Масса датчика не более 0,98 кг, измерителя не более 0,70 кг.

                    

                   4 КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

4.1 Комплект поставки соответствует таблице 2.

Таблица 2

 

4.2 Допускается раздельная поставка измерителей и датчиков.

4.3 Комплект поставки измерителя ТЭ-4В соответствует указанному в таблице 2а.

Таблица 2а

 

4.4 Комплект поставки датчика Д-4 должен соответствовать указанному в таблице 2б.

Таблица 2б

 

4.5 Комплект поставки датчика Д-5 должен соответствовать указанному в таблице 2в.

Таблица 2в

                                            

                                           5 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТАХОМЕТРА

5.1 Конструкция датчиков Д-4 и Д-5

Датчики (рисунок 1) представляют собой трехфазный генератор переменного тока с постоянным магнитом-ротором 5.

Датчик Д-4 предназначен для работы с одним измерителем, а датчик Д-5 для работы с двумя измерителями.

 Передача вращения от приводного вала двигателя на ротор датчика осуществляется при помощи хвостовика 1, вставленного во втулку 4 ротора и скрепленного с ней. Такой вал обладает достаточной гибкостью, хорошо противостоит скручивающим колебаниям, компенсирует небольшие перекосы, которые могут быть при монтаже датчика.

 Между втулкой ротора и хвостовиком вставлен сальник 6, предотвращающий попадание смазки в полость датчика.

Ротор вращается в шарикоподшипниках 17 и 19, установленных в передней крышке 2 и обойме 16. Обойма армируется в заднюю крышку 7 при отливке. Шарикоподшипники смазываются смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-60.

Крышки посредством винтов 18 скрепляют статор 3 и ротор.

Подсоединение монтажных проводов, идущих от измерителя к датчику, осуществляется посредством наконечников 12 и колодки 14, вставленной в гнездо задней крышки и привернутой к ней двумя винтами.

5.2 Конструкция измерителя ТЭ-4В

Измеритель (рисунок 2) тахометра состоит из синхронного мотора и изме­рительного механизма, смонтированных в корпусе.

Синхронный мотор состоит из статора 11, представляющего собой трех­фазную обмотку 12, помещенную в пластинчатый пакет, ротора 18, выпол­ненного в виде трех постоянных крестовидных магнитов 19 и элемента за­пуска, состоящего из трех дисков гистерезиса 17, напрессованных на втулку 16.

Постоянные магниты посажены на вал 13 свободно и передают крутящий момент на него при помощи передаточной пружины 20. Опорой для вала служат шарикоподшипники 14, вмонтированные в экраны 15 и 21. Шарико­подшипники смазываются маслом смазочным 132-08 ГОСТ 18375-73.

Рисунок 1 – конструкция датчиков Д-4 и Д-5

 

 

Рисунок 2 – Конструкция измерителя ТЭ-4В

 

Один конец вала проходит через отверстие экрана 21 и на нем крепит­ся магнитный узел 22, состоящий из двух плат с запрессованными в них постоянными цилиндрическими магнитами 23. Платы расположены таким обра­зом, что противоположные полюсы магнитов находятся друг против друга и концентрируют магнитный поток по периферии чувствительного элемента 24, закрепленного на оси 4 измерительного механизма. Чувствительный эле­мент расположен в воздушном зазоре магнитного узла между торцами цилин­дрических магнитов.

Стрелка 3, насаженная на конец оси, показывает по шкале 5 частоту вращения вала двигателя.

Температурная компенсация осуществляется следующим образом: на цилиндрические магниты 23 надевается шунт 9, изготовленный из сплава, магнитная проницаемость которого с повышением температуры уменьшается, а с понижением температуры увеличивается. При неизменной температуре окружающей среды, шунт «отсасывает» на себя часть рабочего магнитного потока магнитов. При повышении температуры электросопротивление чувстви­тельного элемента увеличивается, что вызывает уменьшение вращающего мо­мента чувствительного элемента и уменьшение показаний по шкале. При этом вследствие уменьшения магнитной проницаемости шунта уменьшается «отсасы­вание» шунтом магнитного потока. Это вызывает увеличение индукции в за­зоре и повышает момент вращения чувствительного элемента, что приводит к увеличению показаний по шкале.

Таким образом, изменение электросопротивления чувствительного эле­мента и изменение индукции в зазоре практически сохраняют почти неизмен­ной величину вращающего момента чувствительного элемента, создаваемого магнитным узлом.

При понижении температуры, наоборот, уменьшается электросопротивле­ние чувствительного элемента и уменьшается индукция в зазоре вследствие увеличения «отсасывания» шунтом магнитного потока. Это также обеспечи­вает почти неизменную величину вращающего момента чувствительного элемента.

Измерительный механизм укреплен на трех стойках 8, на которых имеют­ся регулировочные гайки 10, предназначенные для выравнивания положения всего узла и регулирования зазора между чувствительным элементом и цилиндрическими магнитами.

Противодействующая пружина 7 прикреплена внутренним концом к втулке, напрессованной на ось, а наружным к поводку 25. К верхнему мостику 2 прикреплен демпфер 1. Демпфер представляет собой узел, аналогичный маг­нитному узлу. Между торцами магнитов расположен диск 6, укрепленный на оси измерительного механизма.

5.3 Принцип работы тахометра

Дистанционное измерение частоты вращения магнитоиндукционным тахо­метром основано на принципе электрической дистанционной передачи враще­ния вала двигателя валу измерителя и на принципе преобразования враще­ния вала в угловые перемещения стрелки магнитоиндукционного узла.

Принципиальная электрическая схема тахометра приведена на рисунке 3.         В обмотке статора 1 датчика при вращении ротора 12 возбуждается трех­фазный ток с частотой, пропорциональной частоте вращения вала двигателя. Ток по трем проводам подводится к обмотке статора 2 синхронного мотора измерителя.

Частота вращения магнитного поля статора измерителя пропорциональна частоте тока в фазовых обмотках статора датчика и, следовательно, часто­те вращения вала двигателя.

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема тахометра

 

Ротор мотора измерителя вращается с частотой, синхронной вращению магнитного поля статора. При вращении магнитного узла 9 в чувствитель­ном элементе 3 индуктируются вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным полем магнитного узла создается вращающий момент чувствительного элемента, пропорциональный частоте вращения маг­нитного узла.

Вращающему моменту чувствительного элемента противодействует момент спиральной пружины 4. Так как момент спиральной пружины пропорционален углу ее закручивания, то угол поворота чувствительного элемента пропор­ционален частоте вращения магнитного узла, и соответственно, частоте вращения вала двигателя. На конце оси чувствительного элемента укреплена стрелка 7, показывающая по равномерной шкале 6 измерителя частоту враще­ния вала двигателя.

Для повышения устойчивости стрелки и улучшения отсчета показаний применено демпфирование подвижной системы измерителя. При движении под­вижной системы магнитный поток магнитов 8 наводит в алюминиевом диске 5 вихревые токи. Вихревые токи взаимодействуют с магнитным полем магнитов, и в подвижной системе возникает тормозящий момент.

Ротор мотора измерителя состоит из постоянных магнитов 10 и гистерезисных дисков 11, соединенных вместе. Взаимодействие такого ротора с магнитным полем статора определяется взаимодействием магнитных полей постоянных магнитов и гистерезисных дисков.

С увеличением индукции вращающегося магнитного поля увеличивается индукция и вращающий момент гистерезиса и ротор входит в синхронный режим с вращающимся магнитным полем.

В синхронном режиме работы мотора измерителя при одинаковых оборо­тах ротора и поля статора магнитное поле обмотки статора взаимодействует с сильным потоком постоянных магнитов и потоком гистерезисных дисков, намагничиваемых полем статора.

С увеличением числа оборотов двигателя увеличивается напряжение питания обмотки статора мотора и индукция вращающегося магнитного поля статора, что повышает намагничивание гистерезисных дисков и увеличивает вращающий момент ротора.

При резких увеличениях частоты вращения магнитного поля статора воз­можен случай асинхронного режима работы мотора, когда полюсы постоянных магнитов вращаются с некоторым отставанием от полюсов поля статора. При этом гистерезисные диски помогают ротору следовать за магнитным полем статора и вводить постоянные магниты ротора в синхронную работу с полем статора.

Полюсы постоянных магнитов и дисков гистерезиса вступают без относительного смещения в магнитное сцепление с полюсами статора» и вращающий момент ротора способен преодолевать значительные тормозные нагрузки, не выходя из режима синхронной работы.

Для облегчения взаимодействия постоянных магнитов с вращающимся маг­нитным полем, они насажены на вал так, что могут свободно поворачиваться вслед за вращающимся полем, не принимая нагрузки вала до тех пор, пока поводок ротора не воспримет на себя нагрузку от передаточной пружины, после чего магниты воспринимают тормозные нагрузки вала ротора.

Магниты успевают вступить во взаимодействие с вращающимся магнитным полем, следовать за ним, войти в синхронный режим до принятия нагрузки вала и преодолеть ее уже в режиме синхронной работы, когда они обладают значительным взаимодействием с магнитным полем токов обмотки статора.

                    

                   6  РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ

6.1 Вставить хвостовик датчика в гнездо вала объекта, а кольцевой выступ на передней крышке датчика - в кольцевую впадину на объекте и закрепить датчик винтами, которые затем законтрить.

Габаритные размеры датчиков приведены на рисунке 4.

6.2 Вставить измеритель 2 (рисунок 8) в отверстие приборной доски 3 с обрат­ной стороны и ввернуть винты 4 в гайку 1. Допускается наклон измерителя к горизонтальной плоскости ± 15°.

Габаритные размеры измерителя приведены на рисунке5.

Соединить измеритель с датчиком электрическими проводами с сечением жилы не более 1 мм. Монтажные схемы тахометра (схемы соединения) при­ведены на рисунках 6 и 7. Присоединение проводов к измерителю производить посредством розетки соединителя (рисунок 9).

Для крепления проводов к гильзам 4 розетки необходимо:

1) отвернуть гайку 3, гайку 6 и ослабить два винта 9;

          2) пропустить монтажные провода через уплотнительную втулку 7,
гайку 6 и патрубок 5. Концы проводов зачистить на длине 6-7 мм, облу-
дить, вставить в гильзы розетки до упора и припаять.

 

Рис. 4. Габаритные размеры датчиков Д-4 и Д-5

 

Рисунок 5 – Габаритные размеры измерителя ТЭ-4В

 

                                       Рисунок 9 – Конструкция розетки штепсельного разъема

 

 

                                       Рисунок 10 – Схема присоединения проводов

 

Рис. 11. Монтаж наконечников:

1-     прокладка; 2 – хлорвиниловые трубки; 3 – наконечники

 

Рис. 12. Схема проверки тахометра

 

   Крепление проводов производить в следующем порядке:

                  1) если датчик подсоединяется к приводному валу, вращающемуся против часовой стрелки (если смотреть в торец вала), концы каждого провода при­ крепить к соответствующим номерам гильз розетки соединителя и клеммам колодки датчика, т.е. если один конец провода прикрепить к гильзе розетки, обозначенной цифрой «1», то другой конец этого же провода прикрепить к клемме «1» колодки датчика и.т.д. (рисунок 10а);

                  2) если датчик подсоединяется к приводному валу, вращающемуся по
часовой стрелке, один провод прикрепить к клемме «1» и гильзе «1», второй провод - к клемме «2» и гильзе «3» и третий провод - к клемме «3» и к гильзе «2» (рисунок 10б).

Четвертая гильза (с цифрой «4») остается свободной.

При монтаже трехжильным проводом в экранирующей оплетке жила прово­да должна иметь отличительный цвет. В противном случае, во избежание ошибки при присоединении провода необходимо «прозванивать». Для обеспе­чения правильности вращения стрелки измерителя допускается поменять мес­тами два любых провода в розетке соединителя или колодке датчика.

Сборку розетки производить в последовательности обратной разборке. При присоединении патрубка 5 к корпусу 2 необходимо, чтобы два выступа патрубка вошли в пазы корпуса и только после этого завернуть гайку 3.

В зависимости от компоновки объекта направление патрубка может быть установлено вертикально вверх или вниз относительно направляющего паза 10 розетки соединителя.

Для того чтобы провода были плотно закреплены, зажать их прижимами 8 с помощью винтов 9, а затем завернуть до конца накидную гайку 1. Для предотвращения самоотвинчивания накидной гайки законтрить ее проволокой диаметром 0,5 мм через отверстия, имеющиеся в ней ив гайке 3.

Для монтажа проводов к датчику (см. рисунок 1) необходимо отвернуть четыре винта 15, снять крышку 11 и прокладку 10. Пропустить монтажные провода через отверстия прокладки и надеть на них хлорвиниловые трубки 2 (рисунок 11).  Концы монтажных проводов зачистить и облудить на длине 8 - 10 мм. Вста­вить провода в наконечники, обжать и припаять наконечники припоем ДОС 40 ГОСТ 21931-76 согласно рисунок 10. Натянуть на места пайки хлорвиниловые трубки. Винтами 13 (см. рисунок 1) привернуть наконечники 12 к колодке 14. Закрыть гнездо задней крышки резиновой прокладкой 10, крышкой 11 и при­вернуть ее винтами 15.

Обвернуть монтажные провода прокладкой 8 и зажать ее хомутиком 9         с помощью винтов.

В случае неисправной работы тахометра его необходимо демонтировать.

                                                 

7 ПОВЕРКА ТАХОМЕТРА

Поверка тахометра производится в соответствии с ГОСТ 8.285-78. Межповерочный интервал – 2 года.

 

8 ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Таблица 3

 

                   9 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Техническое обслуживание тахометра заключается:

1) в определении погрешности при нормальной температуре;

2) в проверке междуфазового напряжения датчика;

3) в проверке крепления датчика на объекте, его работоспособности и во внешнем осмотре.

Определение погрешности и проверку междуфазового напряжения произ­водить перед установкой тахометра на объект, по истечении гарантийной наработки и после произведенного ремонта. Результаты поверки внести в паспорт.

                    

                   10 ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

Тахометры хранить на стеллажах в упаковке изготовителя в закрытом помещении при температуре от плюс 40 до минус 50 °С, относительной влажности до 80 % при 20 °С и при отсутствии коррозионной среды, тряски и вибрации.

Транспортирование тахометров производить в закрытом транспорте.

Тахометры в упаковке для перевозки выдерживают воздействие темпера­тур от минус 50 до плюс 50 °С и периодические удары с ускорением до 30 м/с² при частоте ударов от 80 до 120 в мин.