想要獲得高精度稱重結(jié)果的首要條件是正確的加載。加載方向,安裝工具、支撐結(jié)構(gòu),都可能會(huì)其造成影響。
傳感器只準(zhǔn)用于指定的負(fù)荷方向,對(duì)于一些HBM稱重傳感器 (例如. Z6, Z7 和 HLC), 以箭頭標(biāo)示負(fù)荷方向。要盡量避免側(cè)向力和彎矩,如下是稱重傳感器正確的負(fù)荷導(dǎo)入和錯(cuò)誤例子
傳感器的支撐結(jié)構(gòu)
需將壓式傳感器底部安置于平坦的能承重的基座上,在負(fù)荷下該基座不會(huì)變形。為使一均勻負(fù)荷從傳感器底部可靠地傳遞到基座,需將傳感器固定于堅(jiān)固的基座上,特別是對(duì)于平面支承的傳感器。傳感器基座需能承受與負(fù)荷相應(yīng)的支承力。
盡管整體穩(wěn)定,有時(shí)在負(fù)荷作用下基座有可能變形。支承面的沉降輝受該變形影響,因此所有基座的沉降大小需保持一致,以避免傾斜,及由此產(chǎn)生的側(cè)向力。總的來說,剛性結(jié)構(gòu)的基座優(yōu)于柔性結(jié)構(gòu),軟結(jié)構(gòu)的各處很難達(dá)到均勻下沉,且會(huì)造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的附加應(yīng)力。
監(jiān)控填充狀態(tài)或稱量容器時(shí), 須考慮溫度變化會(huì)導(dǎo)致支架和容器的水平運(yùn)動(dòng)。這一運(yùn)動(dòng)會(huì)被剛性安裝附件所阻止,最終產(chǎn)生水平側(cè)向力,導(dǎo)致測(cè)量偏差產(chǎn)生。該作用力會(huì)使傳感器損壞甚至完全斷裂。該情況極易出現(xiàn)在負(fù)荷加載點(diǎn)處,偏心或斜向負(fù)荷可能產(chǎn)生側(cè)向力和扭力,因此需選擇能避免溫度變形或其他因素引起的水平力的結(jié)構(gòu)。
使用安裝附件裝配傳感器的準(zhǔn)則,是排除多方面的干擾。因而要求視應(yīng)用而定選擇具體的安裝附件。因此對(duì)不同的傳感器結(jié)構(gòu),不光有廣泛的負(fù)荷導(dǎo)入方式,也有多種安裝附件的選擇。
彈性支撐
典型的彈性支承體是許多重迭安置的鋼板和膠層,通過硫化過程互相連結(jié)的。很小的力也會(huì)使上面和下面的負(fù)荷引導(dǎo)面平行移動(dòng)。所以最上支承板能避免側(cè)向力,而不給傳感器下支承板附加力。傳感器和容器之間的最多可達(dá)15mm水平平移。同時(shí),在平移中產(chǎn)生回復(fù)力,使容器又回到起始點(diǎn),此力與負(fù)荷無關(guān),而正比于平移 距離,根據(jù)彈性支承體型號(hào)的不同可達(dá)800牛頓,這一支承能平衡傾斜達(dá)1.7°的容器。
特別對(duì)他由外部引發(fā)和沖擊式的負(fù)荷振動(dòng),彈性支承體的阻尼作用是有利的。此外,彈性支承體被設(shè)計(jì)成良好絕熱,其層式結(jié)構(gòu)使容器與傳感器之間的熱傳導(dǎo)為極小。為限制側(cè)向偏移,只要設(shè)置端點(diǎn)偏移保護(hù),而無須操作部件。
注意:由于待稱容器連接管道使彈性體支承在額定負(fù)荷時(shí)變形大約一個(gè)毫米,這已明顯地比傳感器的實(shí)際變形量大,若不予考慮會(huì)有較大的偏差。
即使不用通常的導(dǎo)桿束縛,重心不穩(wěn)時(shí)須確保容器被結(jié)實(shí)固定。在容器稱量領(lǐng)域內(nèi),彈性支承體是能滿足低中精度要求的成本低廉和簡單的構(gòu)件。
擺式稱重傳感器
自歸中擺式傳感器
這是對(duì)在重量加載偏心時(shí),能自主地回到起始點(diǎn)而設(shè)計(jì)的傳感器,這里利用了穩(wěn)定平衡的物理特性。作為擺動(dòng)體的傳感器占有負(fù)荷引導(dǎo)面,其曲率半徑大于傳感器高度。對(duì)初始位的搖擺導(dǎo)致加載點(diǎn)升高,從而使傳感器自歸中。
在技術(shù)參數(shù)表中允許的最大搖擺度,如對(duì)C16/40T型,最大為13毫米/5°,不允許超過此值,過大搖擺會(huì)損壞傳感器和負(fù)荷導(dǎo)入點(diǎn),可通過調(diào)節(jié)裝配結(jié)構(gòu)的阻擋器到適合的位置來解決。對(duì)易于安裝,低廉成本而言,上下各一個(gè)HBM壓頭就足夠了,防旋轉(zhuǎn)保險(xiǎn)裝置可阻止軸向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
額定負(fù)荷為20噸到200噸的HBM雙搖柱擺式C16傳感器就適于中高精度要求。
擺支承和擺支承座
標(biāo)準(zhǔn)梁式傳感器和C系列傳感器帶有擺支承和擺支承座,因此具備自歸中的性能,這就使制造高精度容器秤成為可能。擺支承的結(jié)構(gòu)形式,能達(dá)到3°的偏移,支承點(diǎn)的水平位移會(huì)被限定在一定范圍內(nèi)。多數(shù)ZPL型擺支承由一件柱式支承和二個(gè)支承座構(gòu)成,對(duì)ZPS型擺支承只需EPO3壓頭和柱式支承各一個(gè)就能滿足要求。
擺支承在位移中加載點(diǎn)相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)被略加提高。因此產(chǎn)生回復(fù)力,這個(gè)回復(fù)力使系統(tǒng)回到初始狀態(tài),因此擺支承和擺支承座可看成是自歸中的。 同時(shí)它們被證明是極易安裝的,不需要固緊容器或平臺(tái)的側(cè)面的導(dǎo)桿。值得推薦的是通過端頭偏移保護(hù)來限制側(cè)向偏移。如同應(yīng)用彈性支承體一樣,為了安全的需要,應(yīng)保證容器有墜落保護(hù)和抬升保護(hù)。
錐尖和錐座
傳統(tǒng)的衡器制造以機(jī)械秤的結(jié)構(gòu)為最高的精度。對(duì)電子衡器,“錐座”和“錐尖”,相當(dāng)于機(jī)械秤的“刀口”。
這一安裝附件能夠滿足于高精度要求的稱重領(lǐng)域。但該應(yīng)用對(duì)振動(dòng)或動(dòng)態(tài)負(fù)荷是非常敏感的。
回扭機(jī)構(gòu)
回扭機(jī)構(gòu)應(yīng)用于雙彎曲梁傳感器中,并使具備壓力或拉力負(fù)荷在作用在一條直線上。 該應(yīng)用限于平臺(tái)內(nèi)僅帶一個(gè)傳感器或與兩邊吊鉤一起懸掛的重物。
萬向節(jié)聯(lián)結(jié)
萬向節(jié)聯(lián)結(jié)適用于準(zhǔn)靜態(tài)的拉式負(fù)荷(負(fù)荷頻率小于10赫茲),其他的連接通常利用叉形件,頻率更高的動(dòng)態(tài)負(fù)荷應(yīng)該用柔性的易伸縮的柱狀體.
固定和傾斜型支座
若容器的支承腳上沒有全部裝有傳感器,需安裝固定或傾斜支座,在應(yīng)用固定支座時(shí),可利用現(xiàn)成的構(gòu)件,圖4-9顯示了由HBM提供的固定支座,以斜撐支著的雙T支架構(gòu)成、通過斜撐創(chuàng)造良好的柔性區(qū)域,水平方向固容器也會(huì)被固定支座固定,該方法也可以不用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。要注意的是,傳感器的偏移會(huì)導(dǎo)致固定支座微小的彎曲,導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)有偏差,可通過校準(zhǔn)傳感器的方法將偏差減小。
對(duì)傾斜式支座而言上面描述的測(cè)量偏差,并不會(huì)出現(xiàn),因?yàn)闆]有彎曲應(yīng)力可言,只發(fā)生細(xì)微的滾動(dòng)摩擦,但是傾斜支座的水平偏移,遠(yuǎn)小于固定支座的,因此根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同可能需要搖臂軸承.
容器固定
保護(hù)器
建造容器秤時(shí),其允許的位移基于傳感器及其安裝附件,這些安裝附件或者是自歸中的,部分是自復(fù)位的;機(jī)械保護(hù)器保護(hù)的是最大允許的側(cè)向偏移。例如角度阻擋器,或橡膠緩沖。
反向抬升保護(hù)
若容器重心位于承載點(diǎn)之上,且同時(shí)不能排除風(fēng)及其他外力影響,則容器也應(yīng)針對(duì)傾倒或抬升加以保護(hù)。
這可設(shè)計(jì)兩級(jí)保護(hù)或設(shè)計(jì)特別的反向抬升保護(hù),例如,抬升保護(hù)可以在承載點(diǎn)附近垂直加入螺旋桿加以實(shí)現(xiàn)。在容器方面螺栓桿懸空地通過加載稱體的鉆孔伸入。其保護(hù)間隙是通過位于螺桿上的螺母調(diào)節(jié)的,通過在加載稱體中鉆孔的大小,通常也可限制最大側(cè)向位移。
導(dǎo)桿
在使用非回位作用的多球支座或類似的元件時(shí)值得推薦的是以導(dǎo)桿固定容器。導(dǎo)桿的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成能傳遞測(cè)量力。并使在測(cè)量方向上阻止容器運(yùn)動(dòng)的力盡可能的小,導(dǎo)桿有下列形式:
張弦:
它們不傳遞垂直力,并以此很好地避免外力的影響。
螺栓導(dǎo)桿:
它們?cè)谳S向方向產(chǎn)生與平衡水平力相應(yīng)的反作用力,因此一個(gè)導(dǎo)桿必須兩端同時(shí)使用螺栓。
扁棍導(dǎo)桿:
扁棍導(dǎo)桿對(duì)水平的位移產(chǎn)生軸向力而對(duì)垂直的偏移引起了彎曲,它容易產(chǎn)生附加力。但是即使在大截面和雙面張緊使用時(shí)由于扁棍彎曲而產(chǎn)生的附加力的影響也是小的,但校準(zhǔn)時(shí)必須注意附加力的作用。
銷子導(dǎo)桿:
銷子導(dǎo)桿在垂直方向產(chǎn)生極小的附加力,然而導(dǎo)桿小小的的傾斜即能引起夾緊,以此產(chǎn)生摩擦力,并形成垂直方向的附加力影響。
因而裝配中要求細(xì)心的定向工作,此外,在系緊容器,應(yīng)確保不出現(xiàn)任何導(dǎo)致銷子導(dǎo)桿傾斜的位移。
帶萬向節(jié)的螺栓導(dǎo)桿:
帶鉸鏈頭的螺栓導(dǎo)桿與銷子導(dǎo)桿具有同樣的作用。然而由于萬向節(jié)軸承可以向各個(gè)方向自由旋轉(zhuǎn),能避免傾斜。所以裝配時(shí)只要水平校準(zhǔn)導(dǎo)桿,這類帶萬向節(jié)的螺栓導(dǎo)桿對(duì)于容器結(jié)構(gòu)的制造和裝配誤差要求較松。但導(dǎo)桿必須對(duì)萬向節(jié)軸承進(jìn)行保護(hù),防止鎖死,尤其當(dāng)它暴露在戶外。
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