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1、電子皮帶秤秤架的設(shè)計 1秤架的種類 秤架可以分為非接觸式和接觸式兩類。非接觸式的典型例子是核子皮帶秤。接觸式有多種類型,若按托輥數(shù)量來分,則分為單托輥和多托輥式;若按支點(diǎn)種類來分,可分為簧片支點(diǎn)式和刀刃刀承式;若按秤架方式分,則可分為杠桿式、懸浮式和杠桿懸浮式三種;若按杠桿數(shù)量分,則可分為單杠桿旋臂式和雙杠桿式兩種秤架。接觸式目前常以托輥數(shù)量區(qū)分居多,下面從托輥角度對其結(jié)構(gòu)和受力進(jìn)行分析?! ?秤架結(jié)構(gòu)皮帶秤的秤架結(jié)構(gòu),要求必須確保皮帶上物料產(chǎn)生的力能真實地傳遞給稱重傳感器而不帶任何附加力,如圖
2、3.1所示。在單托輥情況下,不得把皮帶行進(jìn)方向的附加力或側(cè)向運(yùn)動的附加力(垂直于紙面圖中未畫出)作用到稱重傳感器上,秤架必須只傳遞物料產(chǎn)生的垂直力。為此,秤架結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足如下要求:剛性大,撓度小,抗扭轉(zhuǎn)性能好,能消除側(cè)向力的影響,能減小皮帶偏載影響,備有準(zhǔn)直裝置,作用于稱重傳感器上的皮重部分盡量小而皮帶負(fù)荷部分盡量大,支點(diǎn)或轉(zhuǎn)軸應(yīng)無摩擦,具有能承受大而短暫過載又無需校準(zhǔn)漂移的裝置,整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝等。從受力分析可知,采用多托輥雙杠桿結(jié)構(gòu)秤架,即使在秤架杠桿支點(diǎn)與稱量托輥的中心不在同一水平線上時,由于
3、水平分力產(chǎn)生大小相等、方向相反的力矩能使水平力相互抵消,使稱重傳感器免受水平力的影響,所以這種秤架結(jié)構(gòu)較為合理。 3受力分析實驗表明,皮帶本身如同一根被等間距支承的、連續(xù)而水平的彈性梁,特別是當(dāng)不準(zhǔn)直時,張力和彎曲剛度的綜合作用會使皮帶秤產(chǎn)生錯誤的加荷信號。美國的F.S.Hyer博士,根據(jù)應(yīng)變能量法,推導(dǎo)出了全浮式多托輥秤架中物料垂直于皮帶作用到秤上的力為: 3.1確定使用條件及要求設(shè)計過程中,首先要根據(jù)使用現(xiàn)場的情況,確定基本參數(shù),包括需要運(yùn)送的介質(zhì)、運(yùn)輸量以及皮帶能夠安裝的角度?;緟?shù)確定
4、后,要選擇皮帶的寬度、運(yùn)行速度等參數(shù),為秤架的設(shè)計提供基本信息,下面分別加以介紹。運(yùn)送介質(zhì)、皮帶安裝角度以及運(yùn)輸量,這些基本參數(shù)是設(shè)計的依據(jù),一般由用戶提出,或到現(xiàn)場親自測量了解,下面給出一些常用數(shù)據(jù)(摘自相關(guān)的設(shè)計手冊),供設(shè)計中參考?! ∮捎趲捷斔蜋C(jī)是一種國家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,根據(jù)用戶要求確定了運(yùn)送介質(zhì)、皮帶安裝角度以及運(yùn)輸量以后,要選擇各種參數(shù)均能滿足要求的帶式輸送機(jī),并確定帶式輸送機(jī)的寬度和速度。完成了基本數(shù)據(jù)收集后,此時需要根據(jù)使用環(huán)境條件和運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì),并綜合考慮其他條件,提出對稱量精度的要求。
5、 3.2秤架的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)用戶對稱量精度的要求,來選擇秤架的具體結(jié)構(gòu),表3?4列出了目前經(jīng)常使用的秤架結(jié)構(gòu)形式。秤架托輥數(shù)量的多少決定了稱重區(qū)域的長短,總的來說稱重區(qū)域越大,測量精度越高(動態(tài)累積誤差越小)?! ?.3稱重和速度傳感器的選擇 A稱重傳感器 電子皮帶秤用的稱重傳感器,可選用電阻應(yīng)變式、差動變壓器式或壓電式等多種。但常見的仍以電阻應(yīng)變式為多,這是由于這種傳感器在非線性、滯后及準(zhǔn)確度三方面均優(yōu)于其他形式的傳感器,而且其結(jié)構(gòu)簡單、便于應(yīng)用。由于電子皮帶秤的使用環(huán)境往往比較惡劣,通常
6、使用現(xiàn)場濕度大、溫差大、塵埃多、易受機(jī)械振動和沖擊、常伴有腐蝕性的介質(zhì)等。因此要求傳感器除剛性好、溫度穩(wěn)定性好、能抗沖擊外,最好是全密封的、獲本質(zhì)安全體系批準(zhǔn)的。稱重傳感器量程的選擇取決于皮帶秤的線分度密度q(kg/m)、稱量段的有效長度L(m)、皮帶的速度v(m/s)、最大瞬時流量Wmax(t)(t/h)、秤框結(jié)構(gòu)系數(shù)η和過載系數(shù)K;當(dāng)秤架安裝成有一定斜角α?xí)r,則還要與cosα有關(guān)。具體量程P(kg)的選擇可按下式計算: P=q×L×ηΧKΧcosα=(Wmax(t)/3.6v)×L×ηΧKΧc
7、osα(3?4) 秤框結(jié)構(gòu)系數(shù)η通常是承重托輥至杠桿支點(diǎn)距離n1與傳感器的力作用點(diǎn)至杠桿支點(diǎn)距離n2之比,過載系數(shù)K通常取1.2左右?! 速度傳感器 速度傳感器常用形式有接觸式和非接觸式兩類。接觸式以測速發(fā)電機(jī)為典型代表,它靠摩擦輪與傳輸皮帶之間的接觸使直流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生與滾輪轉(zhuǎn)速成正比的模擬電壓;也可采用由磁電式測速傳感器產(chǎn)生的數(shù)字脈沖方式進(jìn)行測速;但是目前最常用的是旋轉(zhuǎn)式編碼器,因其具有較高精度、較高分辨力和可靠性好而廣泛應(yīng)用于各種角度和轉(zhuǎn)速的測量場合,它是最有效和最直接的數(shù)字式傳
8、感器。非接觸式速度傳感器以光電形式的居多,但實際應(yīng)用較少。 有了速度傳感器,傳感器的安裝方式也會直接影響測量精度,由于皮帶機(jī)的滾輪(主動輪)與皮帶之間可能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,所以,在測速方法中直接測量滾輪的轉(zhuǎn)速再轉(zhuǎn)換成皮帶的帶速,雖然比較簡單,但容易引起測量誤差,為此,皮帶測速時,通常直接測皮帶速度,但由于皮帶在張力的作用下會伸長,并隨張力不同而變化,所以通常將測速傳感器安裝在回向皮帶上,并連接到皮帶機(jī)的尾輪(從動輪上)或大直徑的托輥上,消除皮帶的任何打滑機(jī)會,并且保證能