چگونه می‌توانید مفصل انتقال را برای سنسور چرخشی سنجش سرعت در قطعکننده خلأ داخلی 10 کیلوولت نصب کنید

1 پیشینه نوآوری

آزمون‌های منظم خصوصیات مکانیکی (شامل زمان بستن/باز کردن، سرعت، فاصله باز، حرکت اضافی، ناهماهنگی سه‌فازی، زمان ضربه و غیره) برای شیربرق خلاء داخل ساختمان 10 kV حیاتی است تا تأمین قابل اعتماد برق و پایداری شبکه را تضمین کند. سازندگان معمولاً از روش سنسور خطی تماس متحرک برای آزمون استفاده می‌کنند، زیرا این روش از طریق منحنی‌های حرکتی یکسان بین میله انتقال خطی و تماس‌های متحرک عملکرد را به درستی نشان می‌دهد.

برای تسهیل آزمون، سازندگان سوراخ‌های اتصال سنسور و رکاب‌های آزمون اضافه می‌کنند. با این حال، داسپیچ قطعات نصب شده در قفسه مانع بخش پایین میله می‌شود و نیاز به نصب سنسور بر روی رکاب وجود دارد که اغلب بدون تجهیزات خاص در محل امکان‌پذیر یا عملی نیست و مدیریت سنسور خطی مشکل است. در حالی که سنسورهای چرخش (با نیاز به ورودی پارامتر حرکت) جایگزینی هستند، بسیاری از شیربرق‌ها سوراخ‌های مناسب در انتهای محور خود برای اتصال ندارند. بنابراین، یک مفصل انتقالی جدید امکان اتصال قابل اعتماد سنسور چرخش به محور را فراهم می‌کند و نصب را ساده‌تر می‌کند.

2 فناوری نوآورانه مفصل انتقالی
2.1 نیازهای فنی

برای تضمین اتصال قابل اعتماد بین سنسور چرخش و انتهای محور اصلی، باید سه مسئله اصلی زیر حل شوند:

• بعد از نصب مفصل انتقالی، باید خط مرکزی بازوی شیربرق با خط مرکزی محوری کوپل سنسور همخوانی داشته باشد، یعنی مرکزیت هم‌محوری حفظ شود.

• بعد از ثابت کردن مفصل انتقالی، زاویه چرخش باید با زاویه چرخش بازوی شیربرق در طول حرکت همخوانی داشته باشد و حرکت چرخشی اضافی غیر از چرخش محور اصلی نداشته باشد، یعنی باید چرخش خارجی محور اصلی را غلبه کند.

• بعد از ثابت کردن مفصل انتقالی، نباید حرکت محوری وجود داشته باشد. این همچنین دشواری در حل مسئله اتصال است، یعنی باید حرکت محوری را محدود کند.

2.2 راه‌حل‌ها

(1) خطای دقت ماشین‌کاری دایره خارجی محور اصلی بازوی شیربرق در 0.01 میلی‌متر کنترل می‌شود. بنابراین، می‌توان از دایره خارجی محور اصلی برای موقعیت‌یابی خط مرکزی مفصل انتقالی استفاده کرد و به این ترتیب هم‌مرکزی هم‌محوری را مؤثر حفظ کرد.

(2) به دلیل نیاز به مونتاژ بازو، محور اصلی بازوی شیربرق با شکاف‌های کلیدی با عرض 8 میلی‌متر یا 10 میلی‌متر (با برخی تغییرات) پردازش می‌شود و خطای آن در 0.01 میلی‌متر کنترل می‌شود که می‌تواند دقیقاً با قطر خارجی پیچ‌های مقاومت بالا M8 و M10 درجه 8.8 مطابقت داشته باشد و به این ترتیب چرخش خارجی محور اصلی را مؤثر غلبه کند.

(3) بعد از ثابت کردن مفصل انتقالی، قطعاتی با حرکت محوری در مقیاس بزرگ یا نیروی محوری قابل توجه وجود ندارد. با استفاده از یک مغناطیس قوی صفحه‌ای دایره‌ای برای ثابت کردن مفصل انتقالی بر روی محور اصلی بازوی شیربرق، می‌توان حرکت محوری سنسور ناشی از لرزش‌های عملیاتی شیربرق در حین اندازه‌گیری را محدود کرد و به این ترتیب حرکت محوری را مؤثر محدود کرد.

با استفاده از ویژگی‌های ساختاری شیربرق، موفق به توسعه یک مفصل انتقالی ثابت شونده با جاذبه مغناطیسی محوری برای سنسور چرخش سرعت‌سنج شیربرق خلاء شدیم که از دایره خارجی محور اصلی بازو برای موقعیت‌یابی خط محوری استفاده می‌کند.

بر اساس طرح طراحی، یک میله آهن Q235A با طول 60 میلی‌متر و قطر 40 میلی‌متر به عنوان قالب انتخاب شد که در یک دستگاه تراش به یک ساختار دایره‌ای کامل بسته تبدیل شد. قطر داخلی بخش جلو به 32 میلی‌متر با خطای ابعادی 0.01 میلی‌متر پردازش شد تا با انتهای محور اصلی برازش دقیق داشته باشد؛ بخش دم به یک میله دایره‌ای با قطر 12 میلی‌متر برای اتصال سنسور پردازش شد. دو سوراخ دایره‌ای با قطر داخلی 8 میلی‌متر در دو طرف بدنه حفر شد و برای نصب پیچ‌های مقاومت بالا M8 و M10 تراشیده شد.

یک صفحه مغناطیس قوی با قطر 16 میلی‌متر و ضخامت 2 میلی‌متر خریداری شد. یک سوراخ در میله دایره‌ای دم بدنه حفر شد تا یک میله اتصال انتقالی برای کوپلینگ با محور اصلی پردازش شود. ساختار نهایی در شکل 1 نشان داده شده است:

• جزء a: با کوپلینگ محور اصلی متصل می‌شود تا اتصال قابل اعتماد سنسور چرخش را فراهم کند؛

• جزء b: قطر خارجی پیچ‌های مقاومت بالا M8/M10 با شکاف کلیدی انتهای محور اصلی مطابقت دارد تا چرخش اضافی مفصل انتقالی را حذف کند؛

• جزء c: دایره خارجی مفصل انتقالی با دایره خارجی محور اصلی مطابقت دارد تا هم‌مرکزی بین مفصل انتقالی و محور اصلی تضمین شود؛

• جزء d: مغناطیس قوی صفحه‌ای دایره‌ای مفصل انتقالی را از طریق جاذبه مغناطیسی به محور اصلی بازوی شیربرق ثابت می‌کند و حرکت محوری سنسور ناشی از لرزش‌های حین اندازه‌گیری را غلبه کرده و به این ترتیب حرکت محوری را مؤثر محدود می‌کند.

3 اثر کاربرد

مجموعه سنسور چرخش با استفاده از مفصل انتقالی نصب شد و اثر آزمون میدانی در شکل 3 نشان داده شده است. پس از طراحی و ساخت مفصل انتقالی سنسور چرخش، یک شیربرق خلاء داخل ساختمان VS1-12 با سوراخ‌های پیچ برای مفصل انتقالی سنسور چرخش در انتهای محور انتخاب شد. با استفاده از همان دستگاه آزمون خصوصیات مکانیکی شیربرق، مقایسه‌های آزمون با مفصل انتقالی اصلی و مفصل انتقالی برای نصب سنسور چرخش با پیچ انجام شد.

در مقایسه با مفصل انتقالی اصلی، تفاوت در سه دسته داده اندازه‌گیری خودآزمایی در دو رقم اعشار (نتایج اندازه‌گیری واقعی یک رقم اعشار دارند) بود که نشان می‌دهد پایداری این مفصل انتقالی خوب است؛ در مقایسه با مفصل انتقالی برای نصب پیچ، تفاوت در سه دسته داده اندازه‌گیری نیز در دو رقم اعشار (نتایج اندازه‌گیری واقعی یک رقم اعشار دارند) بود که نشان می‌دهد دقت اندازه‌گیری طراحی آن مطابق با نیازها است.

در استفاده واقعی، سایش انتهای پیچ‌های مقاومت بالا M8 یا M10 که با شکاف کلیدی برازش می‌کنند نسبتاً برجسته است. بنابراین، معمولاً 2 تا 3 پیچ ذخیره برای هر کدام فراهم می‌شود. اگر حتی کمترین فضای چرخشی وجود داشته باشد، فوراً تعویض می‌شوند. معمولاً پیچ‌های جدید پس از آزمون حدود 30 واحد نیاز به تعویض دارند.