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电子衡器中缓冲装置的设计

编辑:金沙官网        发布日期:2018-05-27        点击量:810

缓冲装置通常由缓冲器和过载保护装置两部分组成,通过对弹簧缓冲器和橡胶缓冲器的比较,橡胶缓冲器凭其自身的优点一般应用于杭冲击电子衡器中。

电子衡器中缓冲装置的设计

一、概述

随着衡器市场的不断扩大,抗冲击电子衡器越来越受到青睐并且得到了一般应用,如钢材秤、废钢秤、钢包秤等这类通过吊装作业称量的电子衡器。物料在吊放到秤台上的过程中,对秤台往往造成很大的冲击。因此在秤体的结构设计中设置缓冲装置已经成为一个重要环节。

传统的缓冲方式方法是直接在秤台上安装橡胶块、枕木等,这在一定程度上可以有效的吸取冲击能量,确保衡器的计量精度,但当冲击力超过一定值时,传感器同样会被破坏从而使衡器无法继续计量。

一套完整的缓冲装置应包括缓冲器和过载保护装置两部分。缓冲器的作用在于利用本身较大的弹性变形吸取冲击能量,缓解冲击力对秤台造成的影响,确保电子衡器称量的准确性。过载保护装置的作用在于保护传感器的同时保护缓冲器本身,确保缓冲装置的可靠性。

 

二、分析

(一)缓冲器

缓冲器主要有两种形式:弹簧缓冲器和橡胶缓冲器。转速仪器检测:机械式转速表、数字式转速表、转速检定装置。由这些实验室发布的校准证书应有包括测量不确定度和/或符合确定的计量规范声明的测量结果。

实践证明采用弹簧缓冲器存在以下问题:加工要求高、价格贵;在频繁的载荷冲击下弹簧会因螺旋内侧的应力集中、加载速度、反复载荷的疲劳等方面的影响而被破坏,造成缓冲装置的缓冲作用失效;称量过程中秤台会因支撑弹簧变形不一致而发生倾斜,严重影响电子衡器的计量精度;为使相当长度的四个弹簧始终处于垂直状态,需加些辅助装置,从而使电子衡器的整体结构变的复杂化,同时也增加了生产成本。

采用橡胶缓冲器主要有以下优点:

1.橡胶是一种非常好的非金属弹性元件,弹性模量低,弹性变形大,(普通橡胶的弹性模量为7.8MPa,钢材的弹性模量为20Mpa),单位体积储存的变形能比金属弹性元件大10多倍,内摩擦大,阻尼性能好,可消耗30~50%的冲击动能,使衡器受到的冲击力降至最小。

2.在缓冲过程中的振动衰减周期少,使冲击对电子衡器的计量精度造成的影响较小。

3.结构简单,制作容易,安装方便,重量轻,成本低。

4.耐腐化侵蚀性好,尤其适用于化工行业用衡器。

从上述可以看出,橡胶缓冲器无论在结构上、生产成本上,还是在对电子衡器计量精度的影响、缓冲效果方面都优于弹簧缓冲器。所以目前抗冲击的电子衡器中的缓冲装置大多采用橡胶缓冲器。但在设计橡胶缓冲器结构时还应考虑它的一些特殊性质:

1.橡胶强度低,当在受脉动压缩载荷时,许用应力只有2.5~5.0N/mm2弹性变形不允许超过弹性比例范围。

2.允许的工作环境温度范围较小。一般天然橡胶的最高使用温度为120℃,正常工作温度上限为70一80℃,脆性温度为一50℃一70℃;

3.橡胶的泊松比较大与钢板接触的摩擦系数较大,所以,当它受到冲击载荷在上下钢板夹持下变形时,受上下端摩擦力的影响,会呈现明显的腰桶形,说明橡胶垫的形变在纵向坐标上的分布是不均匀的。根据这一现象,为使橡胶在单位体积内吸取更多的能量,在设计橡胶缓冲器时,应当把它合理地分成几块,中间夹一层光滑的钢板。由于橡胶的泊松比较大,所以每层橡胶垫四周,必须留有足够大的间隙,以允许其自由变形。

另外在进行抗冲击衡器的结构设计时应根据衡器工作时的具体条件和缓冲器的自身特性来选择缓冲器和设计缓冲器结构。仪器检测用的砝码、质量测量仪器:标准砝码、专用砝码。例如在常温下工作的钢材秤等抗冲击衡器采用橡胶缓冲器具有明显的优势,而钢包秤等需在高温下工作的衡器则应采用弹簧缓冲器。

(二)过载保护装置

过载保护装置的形式多是柱体形式,过载保护装置的限位距离根据缓冲器的工作负荷确定。物料下落时对秤体产生的冲击力的值是随机的,当力值大于许用值时,大部分力值就会被过载保护装置旁路,从而保证传感器免受损害并延长缓冲器使用的时长。

三、结束语

设置缓冲装置对于抗冲击电子衡器来讲是必不可少的,合理的缓冲装置的设计不仅可以有效保护电子衡器的安全和计量精度的保证,还可以使整个衡器结构更加紧凑、合理,从而满足了市场对抗冲击衡器日益提高的生产要求,保证了产品的竞争力。

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