四川托利多：成都電子吊鉤秤整體傳感器的設(shè)計(jì)

 1目前電子吊鉤秤用傳感器形式及缺點(diǎn)目前市場上小量程吊鉤秤用傳感器,通常為S形結(jié)構(gòu)(如圖示),彈性體變形部位兩側(cè)面的盲孔中有應(yīng)變片,彈性體上下兩端通過兩個(gè)軸向受力螺紋、兩個(gè)橫向貫通的孔或一端螺紋一端通孔,分別與帶螺紋的吊環(huán)、吊鉤組件軸向連接;或者通過橫向軸與吊環(huán)、單環(huán)吊鉤或雙環(huán)吊鉤連接。由于S形結(jié)構(gòu)的傳感器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因此存在以下不足:

    1.1受力后產(chǎn)生變形較大,造成受力軸線隨變形的大小而改變,引起吊秤稱量誤差增大計(jì)量精度降低。

    1.2吊裝角度對(duì)秤量進(jìn)度影響較大(即四角誤差較大)。

    1.3由于結(jié)構(gòu)原因同等受力截面下安全系數(shù)低,為了增加安全系數(shù)必須增大截面積,造成體積增大重量增加。

    2整體式傳感器的設(shè)計(jì)我們根據(jù)市場的需要準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一種新結(jié)構(gòu)的傳感器,體積小巧、安裝方便、精度可以滿足吊秤需要、抗過載能力高并且加工方便、價(jià)格低廉的產(chǎn)品。首先考慮結(jié)構(gòu)的問題,我們分析了S形結(jié)構(gòu)、板環(huán)式結(jié)構(gòu)、剪柱式結(jié)構(gòu)、柱式結(jié)構(gòu)、薄壁盲孔結(jié)構(gòu)的各自特點(diǎn),根據(jù)量程為1t~10t要求,決定選用薄壁盲孔結(jié)構(gòu)作為應(yīng)變部分的基本結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可以滿足精度、過載能力和角差的要求。其次,考慮兩端的連接結(jié)構(gòu)問題,考慮加工和與吊環(huán)、吊鉤安裝方便的原因,確定采用橫開通孔結(jié)構(gòu),并且為了確保有兩個(gè)方向的自由度,采用90橫開通孔結(jié)構(gòu)。再次,考慮成本及加工因素,傳感器要求使用圓型棒材加工,因此設(shè)計(jì)時(shí)整體結(jié)構(gòu)以圓形截面為主。該整體式吊鉤秤傳感器,中間部分采用圓截面的彈性變形結(jié)構(gòu),彈性應(yīng)變區(qū)是一個(gè)薄壁十字梁盲孔結(jié)構(gòu),在其兩側(cè)面貼有應(yīng)變片,傳感器彈性體兩端有與吊鉤、吊環(huán)直接連接的橫開通孔結(jié)構(gòu),彈性應(yīng)變區(qū)與兩端連接結(jié)構(gòu)中間有一個(gè)圓形截面的縮頸,用以改變應(yīng)力流線使應(yīng)力集中,從而減少側(cè)向力對(duì)應(yīng)變區(qū)的影響。如圖1所示。組裝吊鉤秤時(shí)可以通過軸2和4將彈性體3-1分別與吊環(huán)1和雙環(huán)羊角吊鉤5-1連接起來。如圖

    2所示。吊鉤秤的外殼通過如圖1俯視圖中所示的兩個(gè)M8的螺釘將外殼和彈性體固定在一起。組秤使用連接件少、體積小、操作方便。

    3試制中的注意事項(xiàng)整體式吊鉤秤用傳感器要采用圓鋼棒材加工成型,工藝性較好、材料利用率高、成本可以降低。但彈性體的機(jī)械加工要求較高,彈性體的應(yīng)變區(qū)、兩端加載部分的同軸度、垂直度對(duì)傳感器的性能影響較大,需要特別注意。我們通過試驗(yàn)確定先粗加工成型,在應(yīng)變區(qū)、縮頸、兩端加載孔等部位預(yù)留加工余量(余量大小根據(jù)熱處理工藝不同確定),然后進(jìn)行熱處理,熱處理后再進(jìn)行精加工至最終尺寸,取得較好效果。

    4性能檢測及過載試驗(yàn)樣機(jī)試制完成后,性能檢測數(shù)據(jù)較好,可以滿足吊秤的精度要求,試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。經(jīng)過5倍的過載試驗(yàn),傳感器、吊鉤、吊環(huán)、軸銷沒有產(chǎn)生明顯變形,5倍負(fù)荷后傳感器的零點(diǎn)及性能指標(biāo)基本沒有變化?？梢?該吊鉤秤用傳感器的過載能力,能夠滿足設(shè)計(jì)及使用要求。