Счетчик оборотов механический с полым валом

Счетчик оборотов механический с полым валом

Аналоговое устройство, которое предназначено для контроля количества оборотов вала. С его помощью можно отслеживать как число оборотов, так и положение механизма, который приводится в движение.

Устройство нужно крепить непосредственно на вал. Для этого конец оси заводят в отверстие подвижной части датчика, и
фиксируют зажимным винтом. Вал вращается и приводит в движение счетчик.

При этом само устройство нужно зафиксировать на оборудовании. На задней стенке счетчика для этого есть
стопор, который не дает проворачиваться устройству вместе с валом.

По прибору можно определять количество целых проворотов, а также десятые и даже сотые доли в рамках одного оборота. Для этого есть шкала разметки.

Механические счетчики оборотов

Аналоговые приборы для визуального контроля числа оборотов вала.

Есть разные варианты соотношений оборотов вала и поворотом на единицу шкалы. Как четкое: один проворот вала к одному повороту шкалы, так и несколько поворотов оси к одному повороту цифрового барабана

Принцип работы тахометра достаточно простой

Есть несколько разновидностей конструкции:

Электрическая схема импульсная

На вал, частота которого измеряется, устанавливается метка, излучающая любое поле. Чаще всего это маленький магнит.

Рядом с валом размещается считывающее устройство – датчик. На нем формируются импульсы, соответствующие скорости вращения вала.

Электронная схема принимает сигналы, и выводит их на устройство отображения. Вместо пары магнит-датчик иногда применяется фото и светодиод.

Тогда на вал устанавливается диск с отверстием, и считывание происходит по вспышкам света.

Преимущество схемы – идеальная точность. Фактически, это цифровое устройство, работающее без погрешностей. Кроме того, такая схема не отбирает мощность у двигателя.

Недостаток – требуется электропитание. Это исключает применение прибора в чисто механических агрегатах.

Электрическая схема генераторного типа

Вал механизма соединен с компактным генератором. В зависимости от скорости вращения, меняется величина вырабатываемого напряжения.

Показания снимаются прибором, работающим по принципу вольтметра. Иное название – тахометр постоянного тока. Главное преимущество – нет необходимости в источнике питания.

Индукционный тахометр

Это также генераторная схема, только в данной конструкции применяется машина асинхронного типа. На катушки статора подается питание, и при вращении ротора происходит возбуждение и линейное увеличение напряжения.

У таких приборов высокая погрешность, и они не являются энергонезависимыми. Зато снятие показаний (в отличие от тахометра постоянного тока) происходит уже на малых оборотах.

Механический тахометр

Система автономная, для работы не требуется ни питания, ни управляющих схем.

На валу (5) жестко закреплен постоянный магнит (4). При вращении магнита возникает вихревое поле, которое увлекает за собой чашу (3) из магнитного материала.

Вращению чаши препятствует спиральная пружина (2). Чем выше скорость вращения, тем сильнее отклоняется вал со стрелкой.

Главное достоинство прибора – простота конструкции и отсутствие необходимости в электропитании. Недостатков два: высокая погрешность и сдвинутый нижний предел измерений. При малых оборотах стрелка не отклоняется.

Мы рассмотрим самое востребованное применение тахометров – автомобиль.

Любой механизм вращения (в нашем случае – коленчатый вал автомобиля) имеет предел нагрузки. То есть, силовая структура и подшипники могут выдержать определенную скорость.

Кроме того, остальные механизмы мотора также рассчитаны на предельно допустимую частоту оборотов.

Поэтому установка прибора контроля обязательна для любого современного ДВС. Исключение составляют лишь маломощные моторы для мотоциклов и мопедов.

Для контроля за оборотами коленвала нужен тахометр. В большинстве автомобилей (особенно с механическими КПП), показания прибора дают водителю возможность правильно выбирать момент перехода на следующую ступень.

Изготовление тахометра своими руками на базе Arduino, подробное видео.

В машинах с автоматической трансмиссией, схема подключения тахометра подает сигнал в модуль управления. Электроника не даст мотору выйти за разрешенные пределы.

Если ваш прибор перестал подавать признаки жизни, необходима диагностика. Как проверить тахометр в домашних условиях?

В автомобилях, оснащенных интерфейсом OBD II, проверка осуществляется с помощью сканера. Также электронный тахометр можно проверить с помощью любого генератора импульсов. В качестве эталона используем осциллограф, частотомер, или заведомо исправный прибор.

Механический тахометр проверяется с помощью дрели или шуруповерта. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Хвостовик тросика крепится в патроне, корпус прибора жестко закрепляется.

Ремонт тахометра не такая сложная задача, если это не модуль электросхемы. После локализации неисправности, меняется неисправный компонент.

Проводка, контакты датчика, сам датчик, оторванный магнитик на коленвале. Как правило, причина поломки именно в этих деталях.

С механикой еще проще. Надо просто заменить изношенный узел на новый, либо приобретенный на авторынке.

Автомобили с механическими тахометрами, как правило, относятся к сильно подержанным, так что найти б/у запчасть не сложно. Подключение тахометра после ремонта калибровки не требует.

Применение тахометров [ править | править код ]

Тахометры широко применяются для измерения частоты вращения вала двигателей практически всех типов транспортных средств (автомобилей, тракторов, тепловозов, судов, самолётов, вертолётов). Также применяются для контроля частоты вращения рабочих органов технологических машин, станков, агрегатов (например, валков прокатных станов, турбин).

Кроме того, тахометр может быть использован в других целях, например, при подсчёте расхода сырья на конвейере, материалов, расхода жидких и газообразных сред в трубопроводах ротационными расходомерами, времени наработки оборудования, машин и механизмов при испытаниях и обкатке. Результат измерения может быть масштабирован в реальные единицы измерения (часы, минуты, метры, скорость, штуки, количество упаковок, кг/с и т. д.). Например, спидометр автомобиля построен по принципу тахометра — измеряет скорость вращения неведущего колеса, вторичный прибор спидометра проградуирован в единицах скорости перемещения, например, км/ч.

Приборы часто снабжаются дополнительными сервисными функциями, например, аварийной или предупредительной сигнализацией ухода значения параметра за допустимые пределы, накопления результатов измерений, сброса и обнуления накопленных значений, защита доступа к данным или настройкам паролем, интерфейсами передачи результатов измерения удалённым устройствам, например, через интерфейсы CAN, RS-485, Ethernet, через протокол, например, Modbus и др. при работе в сети или связи с компьютерами [ источник не указан 4324 дня ] .

Схема тахометра на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.

Схема содержит плату Arduino Pro Mini, модуль инфракрасного датчика и ЖК дисплей. Плата Arduino управляет всем процессом функционирования устройства: считывание импульса с выхода модуля инфракрасного датчика, вычисление частоты вращения (в оборотах в минуту) и передача значения этой частоты на ЖК дисплей. Инфракрасный датчик используется для обнаружения объекта. Мы можем регулировать чувствительность данного датчика с помощью встроенного в него потенциометра. Модуль инфракрасного датчика состоит из инфракрасного передатчика и фотодиода, который обнаруживает инфракрасные лучи. Инфракрасный передатчик излучает инфракрасные лучи, когда эти лучи падают на поверхность, они отражаются от нее и улавливаются фотодиодом (более подробно об этих процессах можно прочитать в статье про робота, движущегося вдоль линии). Выход фотодиода подключен к компаратору, который сравнивает значение с выхода фотодиода с опорным напряжением и результат сравнения выдает на плату Arduino.

Выход модуля инфракрасного датчика напрямую подключен ко контакту 18 (A4) Arduino. Vcc и GND подсоединены к контактам Vcc и GND arduino. ЖК дсиплей подключен к плате Arduino в 4-битном режиме. Его управляющие контакты RS, RW и En напрямую подсоединены к контактам 2, GND и 3 Arduino. Контакты данных D4-D7 подключены к контактам 4, 5, 6 и 7 Arduino. В схеме также присутствует кнопка, которую необходимо нажать для подсчета числа оборотов. Наш тахометр на основе платы Arduino подсчитывает число оборотов в течение 5 секунд а потом по вышеприведенной формуле осуществляет пересчет этого значения в число оборотов в минуту. Кнопка подключена к контакту 10 Arduino.

Подготовка к установке

Специалисты, которые знают, как установить счётчики на воду в квартире, рекомендуют прежде всего проверить комплектацию приобретенного прибора и приготовить необходимые материалы и инструменты. Прежде всего, мастера советуют приобрести прокладки (резиновые – для холодного трубопровода, паронитовые – для горячего). Потребоваться может также сантехническая пакля и специальные пасты-уплотнители. В качестве альтернативы могут использоваться синтетические нити, уже имеющие силиконовую смазку.

Набор необходимых инструментов во многом зависит от типа имеющихся труб. Учтите, что придется вырезать определенный участок, поэтому потребуется ножовка по металлу или соответствующий инструмент для пластика.

• Если трубы металлические, для установки собранного блока (счетчик с дополнительными приспособлениями), необходимо нарезать резьбу (запаситесь необходимым инструментом).
• Если коммуникации выполнены из пластика (полипропилена) – приобретите соединительные фитинги, ножницы для резки пластиковых труб и специальный паяльник.

Для затягивания соединений можно использовать разводные или накидные ключи соответствующего диаметра, важно лишь не усердствовать чрезмерно и не «перетягивать» резьбовые соединения.

Проверяя комплектность счетчика, можно разложить все элементы на ровной поверхности по направлению хода воды:

Запорный кран (шаровые модели позволяют просто перекрывать поток или открывать подачу воды, они быстро выходят из строя в промежуточным между «открыто» и «закрыто» положением, для регулирования подачи требуется вентиль). Кран обычно не входит в комплект. Можно использовать имеющийся входной вентиль или кран, если они находятся в хорошем состоянии. Если же срок службы имеющейся запорной арматуры очень велик, лучше поменять ее во время установки счетчика. , задерживающий нерастворимые примеси, способен продлить срок службы прибора. Если фильтра нет в комплекте, его необходимо купить.

Важно: Раскладывая элементы будущего блока счетчика, обращайте внимание на стрелки, указывающие направление воды. Все они должны быть направлены в одну сторону.

Перед началом монтажа потребуется перекрыть водоснабжение. В многоэтажном доме придется отключать весь стояк, что сделать можно только силами работников коммунальной службы.

Корректируем обороты

Работа с разнообразным электрическим инструментом и оборудованием в быту или на производстве непременно ставит вопрос о том, как регулировать обороты электродвигателя. Например, становится необходимым изменить скорость передвижения деталей в станке или по конвейеру, скорректировать производительность насосов, уменьшить или увеличить расход воздуха в вентиляционных системах.

Осуществлять указанные процедуры за счет понижения напряжения практически бессмысленно, обороты будут резко падать, существенно снизится мощность устройства. Поэтому используются специальные устройства, позволяющие корректировать обороты двигателя. Рассмотрим их более подробно.

Частотные преобразователи выступают в качестве надежных устройств, способных кардинальным образом менять частоту тока и форму сигнала. Их основу составляют полупроводниковые триоды (транзисторы) высокой мощности и модулятор импульсов.

Микроконтроллер управляет всем процессом работы преобразователя. Благодаря такому подходу появляется возможность добиться плавного повышения оборотов двигателя, что крайне важно в механизмах с большой нагрузкой. Медленный разгон снижает нагрузки, положительно сказываясь на сроке службы производственного и бытового оборудования.

Все преобразователи оснащаются защитой, имеющей несколько степеней. Часть моделей работает за счет однофазного напряжения в 220 В. Возникает вопрос, можно ли сделать так, чтобы трехфазный мотор вращался благодаря одной фазе? Ответ окажется положительным при соблюдении одного условия.

При подаче однофазного напряжения на обмотку требуется осуществить «толчок» ротора, поскольку сам он не сдвинется с места. Для этого нужен пусковой конденсатор. После начала вращения двигателя оставшиеся обмотки будут давать недостающее напряжение.

Существенным минусом такой схемы считается сильный перекос фаз. Однако он легко компенсируется включением в схему автотрансформатора. В целом, это довольно сложная схема. Преимущество же частотного преобразователя заключается в возможности подключения моторов асинхронного типа без применения сложных схем.

Соединение с трубопроводом

После предварительной сборки надо установить счетчик воды, учитывая при этом материал системы коммуникаций. Сложнее всего дается монтаж счетчика воды своими руками в коммуникации, которые выполнены из металла. В таких случаях, кроме ножовки, потребуется лерка. Этим инструментом нарезают резьбу. Лучшим местом, куда можно установить счетчики, являются уже имеющиеся вентили. Если они старые, то их желательно поменять на шаровые краны.

Если в квартире система водоснабжения выполнения из полипропилена, то главной проблемой является соединение труб со специальными переходниками. Для этой цели потребуется устройство для пайки полипропилена, так как этот вид соединения обеспечивает самую высокую надежность.

Рисунок 4. Процесс соединения счетчика с остальными элементами системы.

Как установить счетчик:

1. Замеряется собранный блок счетчика.
2. Вырезается необходимый отрезок трубы.
3. Ставим переходники (в случае полипропилена), или нарезаем резьбу.
4. Разбирается блок.
5. Закрепляется кран с одной стороны, фильтр — с другой. В качестве уплотнителя используется льняная пакля.
6. Американками соединяется счетчик с элементами, прикрученными к трубе (Рис. 4).

Чтобы проверить качество монтажа, нужно подать в систему воду. При первом запуске напор лучше увеличивать постепенно, чтобы резко возросшее давление не вывело из строя измерительный прибор. Если зрительно протечка не наблюдается, можно бумажной салфеткой обернуть места соединений. Если салфетка останется сухая, то установка водяного счетчика выполнена правильно.

Для ввода измерительных приборов в эксплуатацию необходимо пригласить сотрудника водоканала, чтобы он опломбировал расходомер и поставил знак в паспорте прибора. Также он должен составить акт о вводе в эксплуатацию каждого счетчика в двух экземплярах, один из которых он забирает себе. С момента получения соответствующих документов можно учитывать расход воды согласно показаниям приборов учета. Не реже одного раза в 4 года необходима поверка счетчика горячей воды, счетчика холодной — раз в 6 лет. Для проверки счетчиков как горячей, так и холодной воды приглашается мастер.

Решение задачи по самостоятельной установке счетчика воды не вызывает особых трудностей, если подход к вопросу грамотный и соблюдается схема установки.