淺談電子地磅中緩沖裝置的設計
緩沖裝置通常由緩沖器和過載保護裝置兩部分組成,通過對彈簧緩沖器和橡膠緩沖器的比較,橡膠緩沖器憑其自身的優點廣泛應用于抗沖擊電子地磅中。
一、概述
隨著電子地磅市場的不斷擴大.抗 沖擊電子地磅越來越受到青睞并且得到了廣泛應用.如鋼材秤、廢鋼秤、鋼包秤等這類通過吊裝作業稱量的電子地磅。
物料在吊放到秤臺上的過程中.對秤臺往往造成很大的沖擊。因此在秤體的結構設計中設置緩沖裝置已經成為一個重要環節。
傳統的緩沖方式是直接在秤臺上安裝橡膠塊、枕木等,這在一定程度上能夠有效的吸收沖擊能量.確保電子地磅的計量精度.但當沖擊力超過一定值時.傳感器同樣會被破壞從而使電子地磅無法繼續計量。
一 套完整的緩沖裝置應包括緩沖器和過載保護裝置兩部分(如圖 1)。緩沖器的作用在于利用本身較大的彈性變形吸收沖擊能量.緩解 沖擊力對秤臺造成的影響.確保電子地磅稱量的準確性 過載保
護裝置的作用在于保護傳感器的同時保護緩沖器本身.確保緩沖裝置的可靠性。
二、分析(一)緩沖器
緩沖器主要有兩種形式:彈簧緩沖器和橡膠緩沖器。
實踐證明采用彈簧緩沖器存在以下問題:加工要求高、價格貴;在頻繁的載荷沖擊下彈簧會因螺旋內側的應力集中、加載速度、反復載荷的疲勞等方面的影響而被破壞.造成緩沖裝置的緩沖作用失效;稱量過程中秤臺會因支撐彈簧變形不一致而發生傾斜,嚴重影響電子地磅的計量精度;為使相當長度的四個彈簧始終處于垂直狀態.需加些輔助裝置,從而使電子地磅的整體結構變的復雜化,同時也增加了生產成本采用橡膠緩沖器主要有以下優點:
1.橡膠是一種非常好的非金屬彈性元件 .彈性模量低,彈性變形大,(普通橡膠的彈性模量為7.8Mpa,鋼材的彈性模量為 20Mpa).單位體積儲存的變形能比金屬彈性元件大 l0多倍.內摩擦大.阻尼性能好,可消耗 30~50%的沖擊動能.使電子地磅受到的沖擊力降至最小。
2.在緩沖過程中的振動衰減周期少 .使沖擊對電子地磅的計量精度造成的影響較小
3.結構簡單,制作容易,安裝方便,重量輕,成本低:
4.耐腐蝕性好,尤其適用于化工行業用衡器。
從上述可以看出,橡膠緩沖器無論在結構上、生產成本上,還是在對電子地磅計量精度的影響、緩沖 效果方面都優于彈簧緩沖器。所以目前抗沖擊的電子地磅中的緩沖裝置大多采用橡膠緩沖器。
但在設計橡膠緩沖器結構時還應考慮它的一些 特殊性質:
1.橡膠強度低,當在受脈動壓縮載荷時,許用應力只有2.5~5.0mnm2彈性變形不允許超過彈性 比例范圍。
允許的工作環境溫度范圍較小。一般天然橡 膠的最高使用溫度為120T:,正常工作溫度上限為 70?80℃,脆性溫度為-50℃—70℃;
3.橡膠的泊松比較大化=0.47),與鋼板接觸的 摩擦系數較大,所以,當它受到沖擊載荷在上下鋼 板夾持下變形時,受上下端摩擦力的影響,會呈現 明顯的腰桶形,說明橡膠墊的形變在縱向坐標上的 分布是不均勻的。根據這一現象,為使橡膠在單位 體積內吸收更多的能量,在設計橡膠緩沖器時,應 當把它合理地分成幾塊,中間夾一層光滑的鋼板。 由于橡膠的泊松比較大,所以每層橡膠墊四周,必 須留有足夠大的間隙,以允許其自由變形。(如圖2)
另外在進行抗沖擊電子地磅的結構設計時應根據電子地磅工作時的具體條件和緩沖器的自身特性來選擇 緩沖器和設計緩沖器結構。例如在常溫下工作的鋼 材秤等抗沖擊電子地磅采用橡膠緩沖器具有明顯的優 勢,而鋼包秤等需在高溫下工作的電子地磅則應采用彈簧緩沖器。
(二)過載保護裝置
過載保護裝置的形式多是柱體形式,過載保護 裝置的限位距離根據緩沖器的工作負荷確定。物料 下落時對秤體產生的沖擊力的值是隨機的,當力值 大于許用值時,大部分力值就會被過載保護裝置旁 路,從而保證傳感器免受損害并延長緩沖器使用壽 命。
三、結束語
設置緩沖裝置對于抗沖擊電子地磅來講是必不 可少的,合理的緩沖裝置的設計不僅可以有效保護電子地磅的安全和計量精度的保證,還可以使整個電子地磅結構更加緊湊、合理,從而滿足了市場對抗沖擊 電子地磅日益提高的生產要求,保證了產品的競爭力。