Установка абсолютного энкодера , Тип соединения вала энкодера с контролируемым валом

Ситуация следующая. Есть вал очень большой длинны в технологическом оборудовании. диаметром 300мм и длиной 50м. необходимо контролировать угол поворота этого вала. Пришла мысль соеденить вал с энкодером через жесткий тросик типа КСАН (канат авиационный нераскручивающийся). Т.е. троссиком будет передаваться вращающий момент. Нагрузка которая будет создавать момент сопротивления на тросике это только вал энкодера. Поидее тросик скручиваться не должен и точность передачи угла будет достаточной, т.к. возможно допустить угол погрешности 4градуса и динамики вращения никакокй нет-частота вращения около 0,016Гц.
Есть сомнения в работоспособности, т.к. не нашел нигде информации о таком способе. Неужели этот вопрос не поднимался. Наверное есть какие-то тонкостси.
Если кто сталкивался, буду очень рад комментариям и советам...

Я с таким в лоб не сталкивался т.к. похожие вопросы скидывал механикам. А так у Шнейдер Электрик есть гибкие и жесткие муфты для соединения вала энкодера с валом механизма с очень малым диапазоном (6-16мм)

Попробуйте соединительные муфты сильфонного типа.

>> не сразу продолжаю беседу... вопрос так и остается открытым. при использовании муфт сильфонного типа вынужден буду энкодер располагать в непосредственной близости к торцу контролируемого вала. А это в моем случае опять же не очень удобное решение. В этом месте(торец контролируемого вала ) располагаются шпонки по которым иногда стучат кувалдами. В таком случае встает вопрос как обезопасить энкодер от случайных ударов или вибраций...
Если это тросик длинной около 1м, то эго можно отсоеденить, убрать в сторону и стучать сколько угодно... без всяческих худых последствий... И потом... есть еще одно но... "контролируемый вал" имеет свойство перемещаться в следствии расширения вдоль своей оси вращения. Получается что и кронштейн для энкодера надо какой-то мудреный делать.

задумка не плохая, но мешают вот такие нюансы...


>> обзвонил ребят из Шнайдер, АВВ. У Шнайдеровцев такие решения были, но ввиду малого спроса закончились. так мне и ответили.

Очень выручило бы гибкое соединение передающее вращение вала дистанционно и которое могло бы отсоединяться при необходимости.

нужно контролировать угол скручивания на 2-х валах диффузии(оборудование по производству сахара). контролировать углы поворота на обоих концах каждого вала.
Вообще решения 2. Первое с абсолютными энкодерами и тросиковой передачей. Второе с применением оптических датчиков, которые будут стоять напротив диска с рисками диаметром около 600мм. Второй вариант еще менее красивый чем первый. В грязных условиях диск с рисками нужно будет частенько протирать для безъошибочной работы АСУ, Да и делать навес над диском с диаметром 600мм не представляется возможным.

Других вариантов в голову пока не приходит.
Иногда приходится идти заказчикам и изготовителям на уступки, и находится не совсем красивое решение, но доступное для двух сторон. Уже приближаюсь к такой раскладке

Надежда на появление хорошего решения еще теплится. Мешают условия:
1.валы диффузии удлинняются на 40мм в процессе нагревания;
2. необходимо выполнять защиту от падающих сверху грязных капеть (мазут, вода);
3.торец вала должен легко освобождаться для проведения работ по обслуживанию.

А может выгорит упрощенный вариант. Типа приварить стержень на ось вала (или пусть механики слепят зажимное съемное устройство на конец вала). На концце стержня зубчатое колесо шириной 50мм. Ему на зубья смотрит индуктивный датчик который подключен к счетчику (типа Autonics, Lumel)?

>> да, мысль такая посещала. И грязи индуктивные не так боятся... программисты отговорили использовать, потому как говорят у них еще есть так называемое время срабатывания, которое изменяется с изменением частоты срабатывания датчика. АСУ эти временные промежутки никак увидеть не может. время поплывет какая бы чатота не была. надо проводить работы по синхронизации с выездом в командировки а это никому не надо.

У Екатеринбуржского "Сенсора" (и у Шнайдеров наверняка) есть индуктивные датчики с аналоговым выходом в разделе Специальные датчики. И картинка там есть (в каталоге на сайте) - эксцентрик на валу для контроля угла поворота. Может этот номер прой дет или точность маловата.

Сообщение отредактировал Andrey59 - 24.7.2009, 18:51

Почему все эти манипуляции с энкодером в конце вала, а не в начале?
По-моему, на входе-выходе редуктора было бы проще.

>> суть в том чтобы постоянно контролировать скручиваемотсть длинного вала (120м) диффузии. угол поворота на одном конце и на другом конце вычитаются, и эта разница не должна превышать определенного значения (8 градусов от оборота). Эсли на редукторе, то еще будут люфты прибавляться(цепное соединения между редуктором и ведомым валом диффузиии ) а когда уже в конце сезона, то еще и ерзание на шпоночном соединении звездочки на этом валу.
если устанавливать на валу диффузии, то мы заодно будем контролировать еще и состояние 2-х шпонных соединений на звездочках от редуктора до ведомого вала.

Еще дополню информацию: в диффузии два длинных вала по 120м. валы с разных концов приводятся в движение через общие редукторы (с встроенным дифференциалом) с помощью частотника. Итого: два частотника и от них по редуктору, каждый из которых вращает сразу два вала через дифференциал по часовой и против часовой стрелке. получается что-то вроде винтоворо шнека в мясорубке. Валы вращаются и двигают своими спиралями горячую стружку сахарной свеклы с водой из одного конца диффузии в другой. скручивание валов однозначено будет наблюдаться и его нужно отслеживать.

Следить за скручиванием через нагружаемость частотников по нагрузочному току не получилось. зависимость тока на асинхронных движках от частоты вращения не линейна.
Следующим этапом был поставлен индуктивный датчик на зубья звездочки, и в итоге был два раза оторван из-за движения валов в результате нагрева вдоль своей оси.
сейчас обдумываются более подходящие варианты.


>> слышал о таких... чего-то вышли из вида. может и не плохой вариант. Пока смущает то, где расположить эксцентрик и как его делать если это самодельный вариаднт на каком расстояынии он действует... так так.. ща рассмотрим...

Сообщение отредактировал Aliiik - 27.7.2009, 13:20

Проще созвониться с Сенсором и опять таки со Шнайдером. Только не с "ребятами", а на сайте Шнейдеров и в России и в Украине есть телефоны тех. поддержки (Москва, Киев) по моему бесплатные работают по будням. Там надо поспрашивать об эксцентриках и об муфтах на энкодеры

Еще некоторые размышления для информации. У Autonics есть энкодеры с двумя прорезиновыми колесиками на одном валу с минимальной дискретностью 1мм-1импульс ENC называется. Перевести линейные в угловые да и все. Сложнее с механикой-кожушок и счто то типа подружиненной полосы для крепления датчика и прижима его к валу. Там же есть датчики цветных меток BF4R и возвращаясь к индуктивным датчикам нельзя ли их недостатки устранить промежуточным прибором-измерителем типа МР5 (Autonics) а его RS485 связав с компъютером, я затрудняюсь ответить

1) Насколько я понял 0,016 Гц - это 1 оборот за минуту. Медленно...
2) Вам нужно фиксировать угол кручения гибкого вала (смещение углов на концах вала относительно друг друга), а не измерять скорость вращения вала.
3) Учитывать инерционность индуктивника нет смысла, так как скорость мала. Скорее всего здесь будет проблемой обнуление счета и грубость индуктивника. На базе индуктивника можно сделать только инкрементальный энкодер с плохой разрешающей способностью... Так как Вам нужно измерить угол, то нужен абсолютный энкодер с большой разрешающей способностью. По крайней мере, необходима разрешающая способность 45 импульсов на оборот. Это самый минимум.
4) Можно сделать ременные передачи i=1 специально для энкодеров...

Какая необходимость работы кувалдами по шпонкам?
К сожалению, кроме словесного описания другой информации нет, поэтому в основном занимаемся гаданием.
Для компенсации перемещения вала и соединения энкодера, предлагаю на конец вала посадить карданный вал или устройство типа ШРУС на полуоси.

>> со шпонками к сожалению вопрос решенный. Для оборудования изготовленного 35 лет назад это нормальный процесс по техническому обслуживанию- два раза за сезон проверять люфты. Переделать эту часть оборудования это проблематично по словам хозяев производства. А вообще речь идет о Диффузии DC12. как бы не польского производства.
С карданом работать будет но опять появляются но... прямо перед торцом вала диффузии нет никакого железа на которое можно бы было закрепить енкодер. снизу крышка редуктора, а сверху только в метрах 1,5-2 прооходит железная балка. На нее-то и можно закрепить кронштейн энкодера. Но эта конструкция будет не маленьких размеров и подвержена вибрациям, а также будет мешать обслуживанию звездочек на валу. вариант с тросом мне приглянулся потому что тросик можно отсоединить от вала и отвести в сторону, а сам энкодер весит себе в 2-х метрах над торцом и ничто никому не мешает.
>> торец вала точно нужно освобождать периодически от "ударобоящихся" приборов, и сам энкодер передвигать на обслуживание с проводами тоже не дело... ребята не те...


>> да, с дискретностью все так...
Ребята, обслуживающие диффузию говорят что будут регулярно лЁпать салидолом и др. смазкой на зубья. Но я сам видел, что смазка присутствует не только на зубьях, но и на всей поверхности звездочек, а так же на валу... наверное чтоб не ржавело.
Шкивы ставить перед торцом проблематично. Ставить между звеждочкой и подшипником, размером не меньше 400мм в диаметре, черевато тем что и он тоже будет отлично смазан салидолом а потом проскальзывать. Да и соединение через ремень когда один из валов передвигается вдоль своей оси во время запуска не будет нормально работать.

>> было высказано предложение об использовании эксцентрика и индуктивного аналогового преобразователя. пока никаких конкретных минусов не неходится. Между звездочкой и опорой с подшипником закрепляефтся диск диамметром 500мм с навареной по торцу полосой толщиной 50мм. Диск делать из двух частей, что бы можно было на вал одеть не снимая звездочку. Можно наварить полосу, можно найти трубу нужного диаметра, отрезать от нее обруч и приварить к имеющемуся диску по торцу. диск должен быть само собой с реплением на вал, сдвинутым на рабочее расстояние датчика. Дубовая конструкция эксцентра и реальная в изготовлении крутится вместе с валом и приближается/удаляется от индуктивного датчика перемещения установленного по торцу. АЦП за 150 баксов передает абсолютные коотдинаты. Маленький кожушок на датчик установить можно, и смело по всему установленному ходить ногами и легонько постукивать молотком
при обороте от 0 до 180гр. сигнал растет до 20мА, а после 180гр. уменьшается до 4мА. Получается после пол.оборота программисты знак угла должны менять.... Точности датчика хватает если работать на линейной зоне рабочего зазора. В итоге все вроде бы работает.
Что пока не ясно:
Величина темпиратурного дрейфа рабочего зазора -+5% при иименении темпиратуры окружающей среды от -15 до +70 градусов. В моем случае темпиратура может изменяться от от +15 до +35. как он будет врать при таком изменении темпиратуры. Пока предполагаю использовать ТЕКО индуктивный преобразователь перемещения ISAN IC131P-32P-30-PS4 (Линейная озона рабочего зазора 6...25мм, и соответственно 4,5...17,4мА)

Сообщение отредактировал Aliiik - 30.7.2009, 15:16

Хотелось бы услышать Ваше мнение и об колесных энкодерах Autonics

>> в данном случае испольлзование инкрементальныех энкодеров сколесами затруднительно будет. какой-то прижимной механизм нужно будет делать. Защитный кожух, т. к. IP слобовата будет. и еще, по условиям эксплуатации... литол, салитол вродебы смазки органические, но фик их знает чем им вздумается смазать еще, и резинки на колесах могут раствориться. да и как бы они не скольльзили еще маслу. Кроме зубьев там еще и вся поверхность звездочки в смазке.
Абсолютный всетаки лучше... координаты известны даже после перебоев с питанием.

Как насчёт сельсина?

Надо установить в начеле и в конце вала разрезной зубчатый диск и используйте оптопару длу определение положения диска. Толщену диска выберите исходя из механической прочности диаметр около 150мм Продольное перемещение вала может быть 10-20 мм Необходимо предусматреть кожух для защита от попадания постороних предметов.

Сообщение отредактировал AlexPetrov - 20.8.2009, 14:43