ВЕСЫ ПРОТИВОУДАРНЫЕ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может использоваться преимущественно в металлургической и горнодобывающей промышленности, для которых характерны нагрузки ударного типа.
В настоящее время в весоизмерительной технике широкое распространение получили конструкции, в которых нагрузка от взвешиваемого объекта распределяется и измеряется с помощью электронных тензодатчиков различного типа. Электрический сигнал с тензодатчиков передается на весовой терминал для вычисления веса груза. Для передачи нагрузки от взвешиваемого груза к тензодатчикам в платформенных весах используются узлы встройки тензодатчиков.
Назначение узла встройки тензодатчика - передача вертикальной составляющей силы нагрузки к тензодатчику, компенсация горизонтальных смещений от теплового расширения и прогибов элементов конструкции весов, самоцентрирование конструкции в статическом состоянии. Для этого в узлах встройки используются различные типы подвижных механических узлов, обеспечивающих эти функции. К примеру, такие как эластомерные опоры, шарнирные узлы, маятниковые опоры, шаровые опоры.
В шаровой опоре для обеспечения подвижности узла используется стальной шарик, помещенный между двух вогнутых чашек со сферическими поверхностями, радиус кривизны которых больше радиуса шарика. При горизонтальных смещениях чашек относительно друг друга шарик перекатывается между чашками, обеспечивая возвращающую силу для самоцентрирования опоры.
Ввиду малости тепловых расширений и прогибов конструкций весов большинство типов серийных узлов встройки тензодатчиков допускают только небольшие горизонтальные смещения конструкции, порядка одного миллиметра.
При ударных нагрузках на весы, к примеру при быстром опускании или падении взвешиваемого груза на платформу весов, возникают большие нагрузки на тензодатчики, что может привести к их выходу из строя. Особенно актуальна эта проблема при взвешивании тяжелых металлических грузов в металлургии, при установке их на весы при помощи подъемного крана. Для защиты тензодатчиков применяются различные приспособления и конструкции, которые демпфируют или устраняют ударные нагрузки.
Известно принятое за прототип ударопрочное весоизмерительное устройство (патент на полезную модель RU 26649 U1). Данная конструкция весов защищена от вертикальных и горизонтальных перегрузок и применяется для взвешивания металлопроката, слябов и другой продукции металлургических предприятий.
Ударопрочное весоизмерительное устройство содержит грузоприемную платформу, на которую устанавливаются взвешиваемые грузы. Грузоприемная платформа состоит из верхней рамы и нижней рамы, между которыми расположены демпфирующие элементы в виде пружин, которые частично сжимаются под весом груза. Нижняя рама подвешена на основании весов через тензодатчики растяжения и узлы встройки в виде кардановых подвесов, обеспечивающие горизонтальные перемещения грузоприемной платформы.
Для защиты тензодатчиков от перегрузок при вертикальных ударах под углами верхней рамы на основании расположены предохранительные упоры в виде кронштейнов с резьбами и вкрученных в них болтов. При воздействии перегрузки пружины сжимаются и верхняя рама соприкасается с предохранительными упорами. Перегрузка передается от верхней рамы к основанию, минуя тензодатчики, что защищает их от повреждения.
При горизонтальных нагрузках на верхнюю раму она раскачивается на узлах встройки. Для ограничения горизонтальных перемещений верхней рамы также используются предохранительные упоры. При слишком больших отклонениях верхней рамы она соприкасается с упорами, установленными на основании. Это защищает тензодатчики от перегрузок при боковых ударах по весам, например при горизонтальном перемещении взвешиваемых грузов подъемным краном во время установки на весы.
В данной конструкции весов могут использоваться только тензодатчики растяжения, что сильно ограничивает выбор тензодатчиков.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка упрощенной конструкции противоударных весов, в которой могут использоваться более распространенные типы тензодатчиков, к примеру балочные тензодатчики.
Для решения данной задачи предлагается в известном ударопрочном весоизмерительном устройстве в качестве узла встройки тензодатчика использовать конструкцию, состоящую из шарика, находящегося между двух чашек, имеющих вогнутые сферические поверхности. Причем чашки имеют такие размеры, которые позволяют нижней раме совершать горизонтальные перемещения вплоть до соприкосновения нижней рамы с предохранительными упорами.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что весы противоударные содержат грузоприемную платформу, состоящую из верхней и нижней рам с пружинами между ними. Нижняя рама опирается на тензодатчики через узлы встройки тензодатчиков в виде шарика, находящегося между двух чашек, имеющих вогнутые сферические поверхности. Перекатывание шарика между чашками позволяет чашкам перемещаться горизонтально относительно друг друга. Причем чашки имеют такие размеры, которые позволяют нижней раме совершать горизонтальные перемещения вплоть до соприкосновения нижней рамы с предохранительными упорами. Ход опускания верхней рамы на пружинах также ограничен предохранительными упорами. Тензодатчики и предохранительные упоры закреплены на основании весов. Тензодатчики соединены кабелями с весовым терминалом.
Технический результат заключается в том, что в предлагаемой конструкции весов противоударных могут использоваться широко распространенные балочные тензодатчики.
На чертеже приведена схема предлагаемых весов противоударных, вид сбоку, в разрезе. Весы противоударные состоят из грузоприемной платформы, выполненной в виде верхней рамы 1 и нижней рамы 2, между которыми расположены пружины 3. Нижняя рама 2 опирается на тензодатчики 4 через узлы встройки тензодатчиков, каждый из которых состоит из шарика 5, расположенного между двумя чашками 6 с вогнутыми сферическими поверхностями. Тензодатчики 4 закреплены на основании 7 и соединены кабелями с весовым терминалом 8.
При взвешивании грузов груз укладывается на грузоприемную платформу на верхнюю раму 1. Его вес через пружины 3, нижнюю раму 2 и узлы встройки тензодатчиков предается к тензодатчикам 4. Сигнал с тензодатчиков передается по кабелям на весовой терминал 8.
При вертикальной перегрузке на верхнюю раму 1 пружины 3 сжимаются и верхняя рама 1 соприкасается с предохранительными упорами 9. При этом нагрузка передается от верхней рамы 1 к основанию 7, минуя тензодатчики 4, что защищает их от повреждения.
При горизонтальных ударах по верхней раме 1 верхняя рама 1, нижняя рама 2 и пружины 3 отклоняются горизонтально за счет перекатывания шариков 5 между чашками 6 до соприкосновения нижней рамы 2 с предохранительными упорами 9. При этом горизонтальная перегрузка передается от нижней рамы 2 к основанию 7, минуя тензодатчики 4.
После прекращения перегрузки пружины 3 разжимаются, шарики 5 в узлах встройки тензодатчиков перекатываются к середине чашек 6 и весы возвращаются в исходное состояние.
Осуществление полезной модели. Весы противоударные в настоящее время успешно применяются на нескольких металлургических предприятиях Челябинской области.