中国首例现场维修大量程无轴承扭矩传感器

——湘潭电机 美国希蒙斯坦公司86009V扭矩传感器现场维修


1.背景

美国希蒙斯坦公司MCRT 86000V系列扭矩传感器是数字式、无轴承、动态法兰扭矩传感器。扭矩测试值可以数字量,模拟量和频率三类信号同步输出。高机械过载能力,和无限次疲劳度设计理念,确保了传感器的安全使用和零点、精度的长期稳定。

基于数字式的特点,MCRT 86000V系列扭矩传感器的量程出厂标定数据和零点信息存储于传感器底座内部的内存中,即使传感器的法兰和底座混淆或替换的情况下,只需将数据导入底座内,传感器也无需再标定,依旧可以正常使用。

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为了便于对传感器进行日常的检查,美国希蒙斯坦公司在传感器的内部放大器中设计了高精度的旁路标定电阻,并进行了实际加载比对(此数据可查询NVLAP出厂标定证书)。

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因为美国希蒙斯坦公司可提供最大452,000Nm的实际加载标定,并出具国际认可证书NVLAP,可溯源美国NIST;且其机械设计皮实坚固,满足无限制疲劳度实验的要求,湘潭电机集团有限公司(下文中简称湘潭电机)于2015在某次大量程扭矩测试实验中选择了美国希蒙斯坦公司86009V(25-5)-N-O扭矩传感器,此传感器量程高达282,500Nm,已远超出国内的50kNm的国家基准标定能力。

2017年8月由于恶劣的实验条件要求,湘潭电机所采购的此台传感器在实验中法兰与底座不幸发生了撞击,造成了传感器传输天线严重损毁,湘潭电机被迫中断实验。

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由于其量程极大,国内无法标定且缺乏维修经验,经美国工厂评估损坏程度后,给出了返厂维修的意见。然而湘潭电机的实验非常紧急,无法接受三个月维修周期。

在与现场工作人员沟通了解情况后,我司技术人员发现传感器主要损坏的是其信号发射天线与天线托架现在市面上的传感器大多数都是以模拟信号直接输出的,更换天线后会对传感器本身的精度产生较大的影响,因此必须送回原厂重新标定

86000V系列为数字式传感器,新老天线的更换差异对其扭矩精度可能造成的影响微乎其微;且传感器转子内的放大器带有经实际加载比对的旁路标定电阻,可以在维修完成后用于评估维修效果。基于以上的理论分析,经美国工厂授权,我司决定对传感器进行现场维修——更换传感器天线。


2.维修


2.1 前期准备

8月17日(周三)

收到湘潭电机通知,大致了解了现场情况。

8月18日(周四)    

与美国工厂沟通,确定现场维修方案。

8月19日(周五)

 美国工厂发出维修所需配件与工具。

8月21日(周一)   

配件与工具到达上海,下午发往湘潭。

8月22日(周二)     

我方工程师赶到现场。

2.2 维修过程

1.打开传感器的盖板检查内部电路情况,观察信号线、应变片表面是否完好。

 

2.拆卸已损坏的的天线与天线托架 

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3.将新的托架重新安装与法兰上,绕上信号线圈和供电线圈

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4.信号与供电线圈进入传感器内部,与电路板进行焊接 

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5.多次胶水加固

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6.维修完成,等待最后胶水凝固8月25日(周四)中午交付使用方

 

2.3 维修评估

接上电源测试传感器传感器底座数据读取正常:传感器零点为10Nm;稍微施加扭矩后,信号成线性变化。为了确定传感器的信号无偏差,工程师触发旁路标定功能,所得数据与出厂证书所示一致。

 

3.总结

基于国内的现状,对于大量程法兰式扭矩传感器的现场维修是一大难题。即使国内能够维修,也无法对量程如此之大的传感器进行再标定, 同时很难对维修结果进行评估。传感器出现故障后一般需要被发回原厂进行检修、重新标定。极长的耗时导致厂家的生产或试验工作无法正常进行,且维修费用高昂。但由于希蒙斯坦的数字式传感器在信号传输前已将模拟量转换为数字信号,更换天线对其测试能力和精准度影响是微乎其微的我们可以通过触发传感器自带的旁路标定功能,比对出厂标定数据,即可对维修结果进行评估。

我公司作为美国希蒙斯坦公司在中国的授权总代,不仅销售传感器,也负责国内客户的售前和售后服务。我公司此次对大量程法兰式扭矩传感器的现场维修,是在传感器维修模式上的一次尝试与突破。大大缩短维修耗时,减少了维修成本,使客户的利益得到了最大的保障,切实提高了客户的使用体验,同时也为今后国内传感器的现场维修汲取了经验。