淺談緩沖電子地磅設計
緩沖電子地磅設計
起重設備吊運貨物放置到電子秤上稱(chēng)量時(shí),往往會(huì )對電子秤附加一定的沖擊載荷,這個(gè)沖擊載荷將嚴重影響電子秤特別是稱(chēng)重傳感器的使用壽命。為了降低沖擊載荷對稱(chēng)重傳感器的破壞性,就需要在電子秤的承載結構中增加緩沖器以吸收沖擊載荷。本文詳細介紹了緩沖電子地磅的結構特點(diǎn)和對緩沖器的選擇等
起重設備吊運貨物放置到電子秤上稱(chēng)量時(shí)，往往會(huì )對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)沖擊載荷將嚴重影響電子秤特別是稱(chēng)重傳感器的使用壽命。為了降低沖擊載荷對稱(chēng)重傳感器的破壞性，就需要在電子秤的承載結構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(chēng)為緩沖秤。
緩沖電子地磅主要應用于鋼鐵、有色等冶煉行業(yè)，對高溫液態(tài)金屬進(jìn)行稱(chēng)量，或對其半成品及成品進(jìn)行稱(chēng)量，如對鋼水包、鋁水包、鋼錠、鋁錠、線(xiàn)材捆、鋼材卷等稱(chēng)量。另外，對各種大宗貨物的稱(chēng)量也經(jīng)常用到緩沖秤。
1 緩沖電子磅的結構特點(diǎn)
如圖1 所示，緩沖秤通常采用雙層秤臺結構，上下秤臺之間設置有緩沖器，緩沖器一般采用螺旋壓縮彈簧或聚氨酯，并被施加一定的預緊力。對緩沖秤加載或卸載時(shí)，緩沖器將壓縮或伸長(cháng)，上秤臺會(huì )有一定的垂直位移，所以要在上下秤臺之間設置導向裝置。另外，為防止側向力對秤臺整體造成水平位移，必須在底框上設置水平限位裝置。
2緩沖秤的工作機制
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，根據動(dòng)量定律：
貨物對秤體的沖擊力：F=mv/t
可見(jiàn)，要削弱貨物對秤體的沖擊力F，只需延長(cháng)作用時(shí)間t。我們在緩沖秤上加裝緩沖器的目的就是為了延長(cháng)貨物對秤體的作用時(shí)間。下面讓我們來(lái)看一下緩沖秤的工作機制。
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，上秤臺通過(guò)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和下秤臺之間的緩沖器，緩沖器發(fā)生彈性變形，將貨物的重力勢能轉化為自身的彈性勢能，大大延長(cháng)了貨物對秤體的沖擊作用時(shí)間，從而使下秤臺傳遞給稱(chēng)重傳感器的沖擊力有了實(shí)質(zhì)性的削減，保護稱(chēng)重傳感器免受沖擊力的破壞，隨后緩沖器將存儲的彈性勢能通過(guò)自由衰減振動(dòng)的形式釋放出來(lái)。
3 緩沖器的選擇
不同類(lèi)型的緩沖器有著(zhù)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(zhù)周邊緩沖裝置的結構形式，所以緩沖器的選擇是緩沖秤設計的核心。
3.1 螺旋壓縮彈簧緩沖器
螺旋壓縮彈簧剛度穩定，壓縮曲線(xiàn)成線(xiàn)性，結構簡(jiǎn)單，安裝維護方便，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構來(lái)吸收能量，起到緩沖作用，在受沖擊的過(guò)程中相當于一個(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)穩定性好、安裝維護方便、且在緩沖過(guò)程中無(wú)噪音、無(wú)火花。聚氨酯緩沖器的優(yōu)勢在于吸收率高、性能穩定，在高頻變載荷沖擊下，能保持穩定的緩沖性能。目前市場(chǎng)上的聚氨酯緩沖器已經(jīng)規格化、系列化，購買(mǎi)更換很方便。聚氨酯緩沖器劣勢在于不適于高溫場(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(xiàn)中線(xiàn)性較好的那一部分;長(cháng)時(shí)間負荷情況下，恢復性不好，并可能產(chǎn)生*形變。因此，聚氨酯緩沖器一般應用于常溫環(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，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(xiàn)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變化;可采用對合、疊合或復合的方式得到不同厚度、不同片數的彈簧組合，從而使碟形彈簧具有不同的特性曲線(xiàn)。碟形彈簧雖然具有行程短、負荷能力強、外形尺寸小、安全性高、使用壽命長(cháng)、安裝維護方便等優(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用于大噸位且對秤體高度要求嚴格的緩沖秤或結構緊湊的緩沖秤。
4 導向和連接裝置
由于緩沖電子地磅是雙層秤臺結構，上下秤臺之間設置有緩沖器，所以在加載和卸載過(guò)程中，上秤臺會(huì )有一定的垂直位移，位移的大小與緩沖器的剛度和預緊力有關(guān)，所以必須在上下秤臺之間設計導向和連接裝置，導向裝置限制上下秤臺的水平錯位，連接裝置使上下秤臺連成一體，且可對緩沖器施加預緊力。導向和連接裝置與緩沖器集中設計在一起，這樣能使秤體結構更緊湊，整體更美觀(guān)。
