كيفية تثبيت المفصل الانتقالي لمستشعر الدوران لقياس السرعة للقاطع الكهربائي الفاصل تحت الفراغ بداخل الغرفة بجهد 10 كيلوفولت
1 خلفية الابتكار
تعتبر الاختبارات الدورية للخصائص الميكانيكية (وتشمل وقت الفتح والإغلاق، السرعة، المسافة بين الفتح والإغلاق، الإزاحة الزائدة، عدم التزامن ثلاثي الأطوار، وقت الرجوع، الخ) ضرورية لفصل الدائرة الفاكيومي الداخلي بـ 10 كيلوفولت، مما يضمن تزويد الكهرباء بشكل موثوق واستقرار الشبكة. عادة ما يستخدم المصنّعون طريقة الاستشعار الخطي للاتصال المتحرك في الاختبار، حيث تعكس الأداء بدقة عبر منحنيات الحركة الثابتة بين قضيب النقل الخطي والاتصالات المتحركة.
لتسهيل الاختبار، يضيف المصنّعون فتحات مسمار للاتصال بالمستشعر وأرفف اختبار. ومع ذلك، فإن القاعدة الدافعة المثبتة في المعدات الكهربائية تمنع الوصول إلى قاع القضيب، مما يتطلب تركيب المستشعر على الرف - وهو غالباً غير متاح أو غير عملي في الموقع بدون معدات خاصة، مما يجعل التعامل مع المستشعر الخطي مرهقاً. بينما يمكن استخدام المستشعرات الدوارة (والتي تتطلب إدخال معلمات السفر) كبديل، إلا أن العديد من المقاطع لا تحتوي على فتحات مناسبة في نهاية العمود المرفقي. لذا تم تطوير مفصل انتقال جديد يمكّن من ربط المستشعر الدوار بشكل موثوق مع العمود المرفقي، مما يسهل التركيب.
2 تقنية الابتكار للمفصل الانتقالي
2.1 المتطلبات التقنية
لضمان الاتصال الموثوق بين المستشعر الدوار ونهاية العمود الرئيسي، يجب حل المشكلات الرئيسية الثلاثة التالية:
بعد تركيب المفصل الانتقالي، يجب ضمان تطابق خط الوسط لذراع العمود الرئيسي لفصل الدائرة مع خط الوسط المحوري للوصلة المستشعر، أي الحفاظ على المركز coaxial.
بعد تثبيت المفصل الانتقالي، يجب أن يكون زاوية الدوران متطابقة مع زاوية دوران ذراع العمود الرئيسي لفصل الدائرة أثناء الحركة، وأن لا يكون هناك دوران إضافي خارجي للعمود الرئيسي، أي التغلب على الدوران الخارجي للعمود الرئيسي.
بعد تثبيت المفصل الانتقالي، يجب ألا يكون هناك حركة محورية. هذا هو أيضاً صعوبة في حل مشكلة الاتصال، أي القضاء على الحركة المحورية.
2.2 الحلول
(1) يتم السيطرة على تحمل دقة المعالجة للدائرة الخارجية لذراع العمود الرئيسي لفصل الدائرة ضمن 0.01 مم. لذلك، يمكن استخدام الدائرة الخارجية للعمود الرئيسي لتوضيح خط الوسط للمفصل الانتقالي، مما يحافظ بشكل فعال على المركز coaxial.
(2) نظراً لضرورة تجميع الذراع، يتم معالجة العمود الرئيسي لذراع فصل الدائرة بفتحات مفتاح بعرض 8 مم أو 10 مم (مع بعض الاختلافات)، ويتم السيطرة على الخطأ ضمن 0.01 مم، مما يمكنه من مطابقة القطر الخارجي لمسمارين عاليي القوة من درجة 8.8 M8 و M10 بدقة، مما يساعد بشكل فعال على التغلب على الدوران الخارجي للعمود الرئيسي.
(3) بعد تثبيت المفصل الانتقالي، لا يوجد مكونات ذات حركة محورية كبيرة أو قوة محورية كبيرة. يمكن تثبيت المفصل الانتقالي على العمود المرفقي لفصل الدائرة باستخدام مغناطيس دائري قوي رقيق، مما يمكنه من مواجهة الإزاحة المحورية للمستشعر الناجمة عن الاهتزازات التشغيلية لفصل الدائرة أثناء القياس، مما يساعد بشكل فعال على القضاء على الحركة المحورية.
عن طريق الاستفادة الكاملة من الخصائص الهيكلية لفصل الدائرة، تم تطوير مفصل انتقالي ثابت مغناطيسي محوري لمستشعر الدوران لقياس السرعة لفصل الدائرة الفاكيومي، والذي يستخدم الدائرة الخارجية لذراع العمود الرئيسي لتوضيح خط الوسط.
وفقًا للتصميم، تم اختيار قضيب حديدي Q235A بطول 60 مم وبقطر 40 مم كنموذج، والذي تم معالجته إلى هيكل دائري مغلق تمامًا على آلة الدوران. تم معالجة القطر الداخلي للطرف الأمامي إلى 32 مم مع تحمل خطأ محدود بـ 0.01 مم لضمان التوافق الدقيق مع نهاية العمود الرئيسي؛ تم معالجة الطرف الخلفي إلى قضيب دائري بقطر 12 مم لاتصال المستشعر. تم حفر فتحتين دائريتين بقطر داخلي 8 مم على الجانبين المتقابلين من الجسم وتثبيت مسامير عالية القوة M8 و M10.
تم شراء لوحة مغناطيسية قوية بقطر 16 مم وسماكة 2 مم. تم حفر فتحة على قضيب الدائرة الخلفي للجسم لمعالجة قضيب انتقالي لتوصيله بربط العمود. يظهر الهيكل النهائي في الشكل 1:
3 تأثير التطبيق
تم إكمال التجميع الكلي للمستشعر الدوار باستخدام المفصل الانتقالي، ويظهر تأثير الاختبار الميداني في الشكل 3. بعد إكمال تصميم وتصنيع المفصل الانتقالي للمستشعر الدوار، تم اختيار فصل دائره فاكيومي داخلي VS1-12 مع فتحة مسمار للمفصل الانتقالي للمستشعر الدوار في نهاية العمود. باستخدام نفس جهاز اختبار الخصائص الميكانيكية لفصل الدائرة، تم إجراء مقارنات الاختبار باستخدام المفصل الانتقالي الأصلي والمفصل الانتقالي لتركيب المستشعر الدوار مع البرغي الرصاصي.
عند مقارنته بالمفصل الانتقالي الأصلي، كان الفرق في مجموعة البيانات الثلاثة للقياس الذاتي ضمن نقطتين عشريتين (تُحتفظ النتائج الفعلية للقياس بنقطة عشرية واحدة)، مما يشير إلى أن استقرار هذا المفصل الانتقالي جيد. عند مقارنته بالمفصل الانتقالي لتركيب البرغي الرصاصي، كان الفرق في مجموعة البيانات الثلاثة للقياس أيضًا ضمن نقطتين عشريتين (تُحتفظ النتائج الفعلية للقياس بنقطة عشرية واحدة)، مما يشير إلى أن دقة القياس لتصميمه تفي بالمتطلبات.
في الاستخدام الفعلي، تكون التآكل في نهايات مسامير M8 أو M10 عالية القوة التي تتناسب مع فتحة المفتاح واضحة نسبيًا. لذلك، عادة ما يتم توفير 2-3 مسامير احتياطية لكل منها. إذا كان هناك حتى أقل قدر من التخريب الدوراني، يتم استبدالها فوراً. عادةً ما تحتاج المسامير الجديدة إلى الاستبدال بعد اختبار حوالي 30 وحدة.
