淺談緩沖電子地磅設(shè)計(jì)
緩沖電子地磅設(shè)計(jì)
起重設(shè)備吊運(yùn)貨物放置到電子秤上稱量時(shí),往往會(huì)對(duì)電子秤附加一定的沖擊載荷,這個(gè)沖擊載荷將嚴(yán)重影響電子秤特別是稱重傳感器的使用壽命。為了降低沖擊載荷對(duì)稱重傳感器的破壞性,就需要在電子秤的承載結(jié)構(gòu)中增加緩沖器以吸收沖擊載荷。本文詳細(xì)介紹了緩沖電子地磅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對(duì)緩沖器的選擇等
起重設(shè)備吊運(yùn)貨物放置到電子秤上稱量時(shí)，往往會(huì)對(duì)電子秤附加一定的沖擊載荷，特別是貨物質(zhì)量較大時(shí)，附加的沖擊載荷就更大，這個(gè)沖擊載荷將嚴(yán)重影響電子秤特別是稱重傳感器的使用壽命。為了降低沖擊載荷對(duì)稱重傳感器的破壞性，就需要在電子秤的承載結(jié)構(gòu)中增加緩沖器以吸收沖擊載荷，我們把具有緩沖器的電子秤稱為緩沖秤。
緩沖電子地磅主要應(yīng)用于鋼鐵、有色等冶煉行業(yè)，對(duì)高溫液態(tài)金屬進(jìn)行稱量，或?qū)ζ浒氤善芳俺善愤M(jìn)行稱量，如對(duì)鋼水包、鋁水包、鋼錠、鋁錠、線材捆、鋼材卷等稱量。另外，對(duì)各種大宗貨物的稱量也經(jīng)常用到緩沖秤。
1 緩沖電子磅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
如圖1 所示，緩沖秤通常采用雙層秤臺(tái)結(jié)構(gòu)，上下秤臺(tái)之間設(shè)置有緩沖器，緩沖器一般采用螺旋壓縮彈簧或聚氨酯，并被施加一定的預(yù)緊力。對(duì)緩沖秤加載或卸載時(shí)，緩沖器將壓縮或伸長(zhǎng)，上秤臺(tái)會(huì)有一定的垂直位移，所以要在上下秤臺(tái)之間設(shè)置導(dǎo)向裝置。另外，為防止側(cè)向力對(duì)秤臺(tái)整體造成水平位移，必須在底框上設(shè)置水平限位裝置?！?strong>
2緩沖秤的工作機(jī)制
質(zhì)量為m的貨物以速度 v 落在秤體上，沖擊作用時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)量定律：
貨物對(duì)秤體的沖擊力：F=mv/t
可見，要削弱貨物對(duì)秤體的沖擊力F，只需延長(zhǎng)作用時(shí)間t。我們?cè)诰彌_秤上加裝緩沖器的目的就是為了延長(zhǎng)貨物對(duì)秤體的作用時(shí)間。下面讓我們來看一下緩沖秤的工作機(jī)制。
貨物帶有一定的速度落在緩沖秤上，下落的沖擊力直接作用在上秤臺(tái)，上秤臺(tái)通過自身的彈性變形吸收一部分沖擊力，同時(shí)，將沖擊力傳遞給上秤臺(tái)和下秤臺(tái)之間的緩沖器，緩沖器發(fā)生彈性變形，將貨物的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為自身的彈性勢(shì)能，大大延長(zhǎng)了貨物對(duì)秤體的沖擊作用時(shí)間，從而使下秤臺(tái)傳遞給稱重傳感器的沖擊力有了實(shí)質(zhì)性的削減，保護(hù)稱重傳感器免受沖擊力的破壞，隨后緩沖器將存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能通過自由衰減振動(dòng)的形式釋放出來。
3 緩沖器的選擇
不同類型的緩沖器有著不同的性能特點(diǎn)和不同環(huán)境適用性，而且緩沖器的選擇決定著周邊緩沖裝置的結(jié)構(gòu)形式，所以緩沖器的選擇是緩沖秤設(shè)計(jì)的核心。
3.1 螺旋壓縮彈簧緩沖器
螺旋壓縮彈簧剛度穩(wěn)定，壓縮曲線成線性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，能在高溫環(huán)境下使用，是緩沖秤的緩沖器。但是，單只螺旋壓縮彈簧的緩沖力有限，一般須由幾只彈簧組成的彈簧組使用，同等緩沖力下，螺旋壓縮彈簧緩沖器的體積較大，需要占用較大的安裝空間。因此，螺旋壓縮彈簧緩沖器且一般應(yīng)用于小噸位或高溫環(huán)境下的緩沖秤。
3.2聚氨酯緩沖器
聚氨酯緩沖器是一種聚氨酯彈性體制品，它利用聚氨酯材料特殊的微孔氣泡結(jié)構(gòu)來吸收能量，起到緩沖作用，在受沖擊的過程中相當(dāng)于一個(gè)帶有多氣囊阻尼的彈簧。聚氨酯緩沖器質(zhì)量輕、耐沖擊、抗壓性能好、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好、安裝維護(hù)方便、且在緩沖過程中無噪音、無火花。聚氨酯緩沖器的優(yōu)勢(shì)在于吸收率高、性能穩(wěn)定，在高頻變載荷沖擊下，能保持穩(wěn)定的緩沖性能。目前市場(chǎng)上的聚氨酯緩沖器已經(jīng)規(guī)格化、系列化，購買更換很方便。聚氨酯緩沖器劣勢(shì)在于不適于高溫場(chǎng)合，只能在常溫場(chǎng)合使用;可使用的緩沖力范圍小，一般僅使用壓縮曲線中線性較好的那一部分;長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷情況下，恢復(fù)性不好，并可能產(chǎn)生*形變。因此，聚氨酯緩沖器一般應(yīng)用于常溫環(huán)境下，承受高頻變載荷沖擊的中小噸位緩沖秤。
3.3碟形彈簧緩沖器
碟形彈簧是用金屬板料或鍛壓坯料制成的截錐形截面的墊圈式彈簧。其特點(diǎn)是剛度大，緩沖吸振能力強(qiáng)，能以小變形承受大載荷;具有變剛性特性，具有很廣范圍的非線性特性;同樣的碟形彈簧采用不同的組合方式，能使彈簧特性在很大范圍內(nèi)變化;可采用對(duì)合、疊合或復(fù)合的方式得到不同厚度、不同片數(shù)的彈簧組合，從而使碟形彈簧具有不同的特性曲線。碟形彈簧雖然具有行程短、負(fù)荷能力強(qiáng)、外形尺寸小、安全性高、使用壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但其價(jià)位較高，同等緩沖力情況下，由碟形彈簧組成的緩沖器價(jià)位是由螺旋壓縮彈簧組成的緩沖器價(jià)位的三倍以上。因此，碟形彈簧緩沖器主要應(yīng)用于大噸位且對(duì)秤體高度要求嚴(yán)格的緩沖秤或結(jié)構(gòu)緊湊的緩沖秤。
4 導(dǎo)向和連接裝置
由于緩沖電子地磅是雙層秤臺(tái)結(jié)構(gòu)，上下秤臺(tái)之間設(shè)置有緩沖器，所以在加載和卸載過程中，上秤臺(tái)會(huì)有一定的垂直位移，位移的大小與緩沖器的剛度和預(yù)緊力有關(guān)，所以必須在上下秤臺(tái)之間設(shè)計(jì)導(dǎo)向和連接裝置，導(dǎo)向裝置限制上下秤臺(tái)的水平錯(cuò)位，連接裝置使上下秤臺(tái)連成一體，且可對(duì)緩沖器施加預(yù)緊力。導(dǎo)向和連接裝置與緩沖器集中設(shè)計(jì)在一起，這樣能使秤體結(jié)構(gòu)更緊湊，整體更美觀。
