梅特勒托利多稱重模塊撞擊載荷
秤發(fā)生撞擊荷載可能是偶然狀況,或者是由其操作本身造成,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到這一狀況,特別是料斗秤、臺(tái)秤和皮帶秤。它是由秤上重量的突變所致,例如,當(dāng)物體掉到或者跌落到秤上時(shí)。典型的例子就是對(duì)鐵屑進(jìn)行稱重,通過(guò)電磁收集器為稱裝載;以及用來(lái)對(duì)鑄件稱重的地秤,它用高架起重機(jī)將鑄件裝至秤上。如果沖擊力過(guò)強(qiáng),您就需要安裝較大容量的稱重傳感器,或者采取其它措施限制外加負(fù)載。
為消除掉落物體產(chǎn)生的沖擊荷載,您必須清楚掉落物體的重量,掉落的垂直距離、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和彎曲度。梅特勒-托利多數(shù)據(jù)表中列出了后者。
為消除降落物體(特別是吊車荷載應(yīng)用)產(chǎn)生的撞擊荷載,您必須清楚降落物體的重量、降落速度、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和撓曲度。
梅特勒托利多稱重模塊“壓式稱重模塊”或第 7 章“拉式稱重模塊”中所述的標(biāo)準(zhǔn)方式確定稱重傳感器/稱重模塊的大小。然后檢查撞擊荷載能否對(duì)其造成損壞。找出載荷狀況差的稱重傳感器,并用以下等式之一估算掉落或降落載荷附加至該稱重傳感器的大載荷。
MMAX = 掉落或降落載荷在差的稱重傳感器上產(chǎn)生的大負(fù)載(單位:lb [kg])。M1 = 差的稱重傳感器所承載的掉落或降落載荷部分(單位:lb [kg])。
梅特勒托利多稱重模塊M2 = 差的稱重傳感器所承載的秤的固定負(fù)載部分(單位:lb [kg])。
H = 物體掉落的高度(單位:英寸 [毫米])
四 R.C. = 稱重傳感器的額定量程 (Emax)(單位:lb [kg])。需要的話,請(qǐng)將其它單位換算成 lb 或 kg。
? = 額定量程下,稱重傳感器的傾斜度(單位:英寸 [毫米])。如果應(yīng)用中使用了防震墊/減
振墊,請(qǐng)參見(jiàn)下面的“使用防震墊/減振墊”。
V = 物體降落的速度(單位:in/s [mm/s])
環(huán) 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 應(yīng)小于稱重傳感器或稱重模塊額定量程(單位:lb [kg])。這些等式計(jì)算得出的是秤結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重
傾斜時(shí)的保守結(jié)果,例如,當(dāng)負(fù)載掉落到相對(duì)合規(guī)的帶有 4 個(gè)稱重傳感器的地秤中心位置時(shí)。注意, 等式可用于僅帶有稱重傳感器的稱重模塊,并且一般情況下,稱重模塊的傾斜度被假定為相應(yīng)稱重傳感器的傾斜度。計(jì)量單位保持一致,請(qǐng)使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞擊荷載,*較大量程的稱重傳感器/稱重模塊是一種可行的解決方案, 或者您可以考慮一下方案之一:
?改變過(guò)程,從而降低物體置于秤上時(shí)產(chǎn)生的撞擊荷載。
?切割或壓式物料以減小料塊大小。
?在秤臺(tái)上添加一些雜物。
?使用減震物料,如防震墊/減振墊、螺旋彈簧、鐵路枕木或者致密砂巖來(lái)抑制沖擊力。
稱重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載:一種用來(lái)確定桿秤秤桿的初始張力負(fù)載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點(diǎn)(比如夾鉗)連接至桿秤秤桿,并確保固定牢固。張力負(fù)載指的是必須施加到秤桿自由端的重量,這樣才能提起桿秤秤桿,根據(jù)秤桿支點(diǎn)的位置,用倍增器進(jìn)行校準(zhǔn)(請(qǐng)參見(jiàn)圖 2-7)。例如,如果支點(diǎn)距離秤桿置于提升點(diǎn)下方的一端 2 英寸 [5 厘米],距離自由端 20 英寸,用必須添加至秤桿自由端的負(fù)載(單位:磅 [千克])乘以 10,以確定張力負(fù)載的大?。▎挝唬喊?[千克])。稱重模塊量程:秤的量程應(yīng)在其銘牌上標(biāo)出,必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數(shù):您可以將已知校驗(yàn)砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上,從而確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。倍數(shù)則為校驗(yàn)砝碼值除以刻度盤上顯示的重量變化值。例如,如果刻度盤上的重量變化值為 2,000 磅 [1000 千克],而桿秤秤桿上掛的是 5 磅 [2.5 千克] 的校驗(yàn)砝碼,那么倍數(shù)則為 400。稱重模塊
通過(guò)秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負(fù)載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤??梢孕薷默F(xiàn)有稱重平臺(tái)來(lái)支持壓式稱重模塊。這樣一來(lái)就會(huì)徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
稱重模塊幾乎可以將任意結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成秤。它們可以作為結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)的一部分,也可以添加到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中。本章介紹的是常見(jiàn)的稱重模塊應(yīng)用。模塊應(yīng) 料罐、料斗、料倉(cāng)和容器用料罐、料斗、料倉(cāng)和容器在很多行業(yè)中用于搬運(yùn)物料。通過(guò)將一系列稱重模塊安裝到其中一個(gè)容器上,您就可以準(zhǔn)確可靠地對(duì)物料進(jìn)行稱重。本手冊(cè)中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉(cāng)或容器,但是每一種又是特定類型的容器,用作下述用途:
料罐:料罐通常指密閉的容器,用于存儲(chǔ)或裝運(yùn)液體、氣體或者能夠自由流動(dòng)的固體。料罐的尺寸各有不同,小到裝丙烷或加熱燃料的小型家用料罐,大到裝數(shù)噸物料的大型工業(yè)料罐。圖 2-1 所示為壓式稱重模塊支撐的料罐;
它們既可以水平放置,也可以垂直放置,并且對(duì)稱或不對(duì)稱皆可。料斗:料斗指的是頂部打開的容器,并且通常用于裝運(yùn)粉末或顆粒狀的固態(tài)物料。一般用于分配物料或收集配料,以便稍后進(jìn)行裝運(yùn)。料斗往往比料罐小,并且常懸掛在上部構(gòu)造上。圖 2-2 所示為拉式稱重模塊支撐的料斗。料倉(cāng):料倉(cāng)指的是類似垂直料罐的密閉容器,但是用于存儲(chǔ)粉末狀或顆粒狀的固態(tài)物料。料倉(cāng)的尺寸各有不同,并且可以非常大型,大到裝數(shù)百噸物料。它們常置于戶外,用于向鄰近的加工廠供應(yīng)原料。
容器:容器指的是配備設(shè)備的精致料罐,可以加熱、冷卻、攪拌或者進(jìn)行其它處理過(guò)程。容器中通常會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此它必須能夠準(zhǔn)確地對(duì)添加的物料進(jìn)行稱重。
要對(duì)傳輸系統(tǒng)中運(yùn)輸?shù)奈矬w進(jìn)行稱重,請(qǐng)將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機(jī)上進(jìn)行稱重時(shí)通常會(huì)移動(dòng),因此這些應(yīng)用需要一個(gè)能夠承受高水平剪切力負(fù)載,同時(shí)仍可以稱出可復(fù)驗(yàn)的重量的稱重模塊。通過(guò)梅特勒-托利多自校正稱重模塊,傳輸裝置的稱重部分可以在承受水平剪切力負(fù)載時(shí)來(lái)回移動(dòng),從而減輕震動(dòng)。但是稱重傳感器的自恢復(fù)懸掛裝置往往會(huì)使傳輸裝置返回“原”位置,以確保進(jìn)行可重復(fù)性稱重。
有很多臺(tái)秤可以作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,但是有時(shí)需要專門建造一個(gè)平臺(tái)來(lái)配合一個(gè)特定的應(yīng)用;這可能需要通過(guò)稱重模塊來(lái)完成,稱重模塊支撐的臺(tái)秤
機(jī)械秤轉(zhuǎn)換
可以通過(guò)兩種方式將舊的機(jī)械秤轉(zhuǎn)變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉(zhuǎn)換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時(shí)保留現(xiàn)有的機(jī)械秤秤桿和稱重平臺(tái)。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿,在現(xiàn)有稱重平臺(tái)下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機(jī)械秤的刻度盤,這樣既可以進(jìn)行電子稱重,也可以進(jìn)行機(jī)械稱重。在現(xiàn)有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱重模塊,置于刻度盤欄中??潭葥鼙P端鎖定,這樣 S 形元件就可以感應(yīng)到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發(fā)生斷電或出現(xiàn)線路故障,操作人員可以為刻度盤解鎖,完全恢復(fù)機(jī)械操作。圖 2-6 顯示秤轉(zhuǎn)換。
如何確定秤轉(zhuǎn)換后稱重傳感器所需的量程(單位:磅 [千克]):
?確定桿秤秤桿因平臺(tái)的固定負(fù)載所獲得的原始張力負(fù)載(單位:磅 [千克])。
?確定現(xiàn)有秤的量程(單位:磅 [千克])。
?確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。
將以上列出的變量插入下面的公式中: 稱重傳感器量程 = 初始張力負(fù)載 + 量程
倍數(shù)
得出的就是可以采用的絕對(duì)小稱重傳感器量程,用安全系數(shù)乘以該量程,這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進(jìn)一步講述。
稱重模塊是一種稱量設(shè)備,它包含一個(gè)稱重傳感器,以及將稱重傳感器連接至平臺(tái)、輸送皮帶、料罐、料斗、容器或者任何組成秤體的物體所*的安裝硬件。通常情況下要用三到四個(gè)稱重模塊才能完全支撐物體的總重量。這樣就能有效地將物體轉(zhuǎn)變成秤體。一個(gè)稱重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱重?cái)?shù)據(jù),并且能夠安全支撐物體。
稱重模塊分為兩種基本類型:壓式型和拉式型。
壓式稱重模塊
壓式稱重模塊適用于大多數(shù)的稱重應(yīng)用。這些模塊可以直接安裝到地面、結(jié)構(gòu)底座或橫梁上。料罐或其它物體安裝在稱重模塊的頂部。
一個(gè)典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板(承受載荷)、負(fù)載銷(將載荷從頂板傳至稱重傳感器)以及底板(用螺栓固定至地面或者其它支撐表面)組成??赡軙?huì)用壓緊螺栓來(lái)防止容器翻倒。至少需要三個(gè)稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體,4 個(gè)稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見(jiàn)。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)載銷
拉式稱重模塊
拉式稱重模塊用于上方(比如從建筑的上部構(gòu)造或上層露面上)必須懸掛的料罐、料倉(cāng)或其它物體上形成秤體。
一個(gè)典型的拉式稱重模塊。它采用的是 S 形的稱重傳感器,兩端都有螺紋孔。兩端都旋入了球形桿端軸承,連接叉裝置通過(guò)螺紋桿連接至上部的結(jié)構(gòu)和下部的料罐。通常情況下要用三個(gè)或三個(gè)以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。
料罐和容器設(shè)計(jì)
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會(huì)受到料罐本身設(shè)計(jì)的影響。應(yīng)設(shè)計(jì)新的料罐,保證其在物料重量作用下不會(huì)嚴(yán)重彎曲,并且不會(huì)在滿載或空載的情況下出現(xiàn)壓力失衡。如果您要將現(xiàn)有料罐轉(zhuǎn)至秤上,您可能需要修改料罐來(lái)滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱重傳感器,同時(shí)避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign(一種典型壓式稱重模塊)頂板的簡(jiǎn)化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡(jiǎn)化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板,是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑,這就是說(shuō)頂板只有單點(diǎn)支撐,理論上應(yīng)為頂板的中心點(diǎn)。另外,稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時(shí)水平移動(dòng)的機(jī)制,這種情況下,搖桿銷經(jīng)過(guò) 5-7 次傾斜,使頂板的支撐點(diǎn)水平移開中心點(diǎn)位置。前述狀況有兩個(gè)重要后果:
1.無(wú)法向頂板施加力矩來(lái)防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會(huì)自然轉(zhuǎn)出水平面之外。即使從上方向頂板*添加負(fù)載,下面的支撐點(diǎn)也會(huì)因?yàn)闊崤蛎?收縮輕微偏離中心,這樣就會(huì)產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動(dòng)頂板的可能。這一情形會(huì)因?yàn)楸厝坏闹圃旌桶惭b容差而加重。
這些點(diǎn)對(duì)所有稱重模塊都適用,并且對(duì)壓式秤的設(shè)計(jì)師有很多啟示:
?一個(gè)單獨(dú)的壓式稱重模塊無(wú)法支撐一個(gè)秤,至少需要三個(gè)稱重模塊。在平面圖中,稱重模塊不能在一條直線上,三個(gè)稱重模塊必須安排成三角形,四個(gè)則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點(diǎn)規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內(nèi);不得出這一范圍。換句話說(shuō),在正常的稱重狀況下一定會(huì)對(duì)稱重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過(guò)任何稱重模塊的額定量程,因?yàn)榭赡軙?huì)損壞稱重傳感器;理想狀況下重心應(yīng)在*位置,這樣所有的稱重模塊才能平均負(fù)載。
?請(qǐng)參見(jiàn)圖 5-8,稱重模塊必須夾在堅(jiān)固的底座(下部)和堅(jiān)固的秤結(jié)構(gòu)(下部)之間,以確?;晚敯灞3衷谒矫鎯?nèi)。底座可以是混凝土,也可以是鋼結(jié)構(gòu)。秤結(jié)構(gòu)可為鋼質(zhì)平臺(tái),也可為料罐、料斗等,增加稱重模塊頂板的堅(jiān)固性。如果料罐有支架,支架一定要牢固并且呈十字支撐,請(qǐng)參見(jiàn)下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置(可看到 4 個(gè)稱重模塊中的 2 個(gè))
?基板不能直接置于腳輪或車輪上,如圖 5-9 所示??梢灾谱靼赋?,但是車輪/腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅(jiān)固的架構(gòu)。
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