МОДУЛЬНЫЕ ВЕСЫ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может использоваться в тяжелой промышленности, например, в металлургии, для которой характерна невысокая культура обслуживания и необходима защита от пыли, влаги, перепадов температур и ударных нагрузок.
Известны весы для взвешивания большегрузных объектов, содержащие платформу, опирающуюся через балки на тензодатчики, установленные на фундаменте, устройства стабилизации платформы, выполненные в виде расположенных вдоль продольной оси платформы тяг, шарнирно связывающих ее с фундаментом (1).
Недостатками известных весов являются большая материалоемкость конструкции, трудоемкость монтажа, малая защищенность от ударных нагрузок, климатических и иных воздействий.
Известны также, принятые за аналог, модульные весы, содержащие грузоприемные балки, попарно соединенные струнками и посредством узлов опоры связанные с весовыми модулями, закрепленными на фундаменте, весовой терминал, причем весовые модули выполнены в виде герметичных фундаментных стоек с установленными в них тензодатчиками, а узлы опоры образованы кардановыми подвесами (2).
Недостатки аналога, как показал опыт эксплуатации на ряде предприятий Уральского региона, заключаются в следующем. Высокая точность аналога может быть реализована только грамотными эксплуатационниками, которых на большинстве предприятий просто нет. Свободная концепция размещения, использования и перемонтажа весов (в особенности, весовых модулей) требует специалистов высокого класса. Грузоприемная платформа в виде настила из прокатного профиля, нежестко закрепленного на грузоприемных балках, в эксплуатации не оправдала себя. При снятии взвешиваемого груза с весов указанный прокатный профиль зацепляется стропами и деформируется, после чего весам требуется ремонт.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание весов такой конструкции, которая практически исключала бы наладочные работы в цехе, на месте установки весов. Все работы, влияющие на точность и требующие персонала высокой квалификации, должны выполняться при выпуске весов заводом-изготовителем. Кроме того, конструкция весов должна обеспечивать стабильно низкую погрешность и устойчивость к ударным нагрузкам.
Технический результат достигается за счет того, что весовые модули, выполненные на тензодатчиках, образующих треугольник опоры, являются самостоятельными весами, причем такие треугольные весы имеют перед обычными четырехопорными весами то преимущество, что тензодатчики в них нагружены более равномерно (четырехопорные весы обычно все же «стоят на
трех ногах», четвертый тензодатчик только слегка подгружен). Однако треугольные весы технологически неудобны, т.к. взвешиваемые грузы обычно прямоугольные и существует опасность переворота грузоприемной платформы.
В предлагаемой конструкции треугольная форма модулей не затрудняет технологических операций. В то же время использование треугольных весовых модулей упрощает установку весов на месте эксплуатации, например, в цеховых условиях. Не нужно добиваться равномерного нагружения тензодатчиков, треугольная конструкция всегда устойчиво стоит на опорах.
Как известно, погрешность весов зависит от положения груза на грузоприемной платформе. Так, ГОСТ 8.453-82 предусматривает в п.3.3.5 поверочную процедуру измерения погрешностей в центре и по углам платформы (3). В связи с этим для повышения точности модульных весов до прецизионной силовые контакты грузоприемной платформы (т.е. места передачи усилий от грузоприемной платформы к весовым модулям) выполнены наваркой прутков с контактными пятками на крышки весовых модулей по проекциям линий, соединяющим центры головок тензодатчиков. Неизменность мест передачи усилий от грузоприемной платформы к весовым модулям позволяет исключить указанный источник погрешности.
Другой практически удобный вариант повышения точности модульных весов состоит в том, что силовые контакты грузоприемной платформы с крышками весовых модулей выполняются наваркой угольников на крышки весовых модулей по ширине весов, причем расстояния от вершины угольников до линии, соединяющей два тензодатчика, и до вершины третьего тензодатчика относятся, как 1:2.
Для обеспечения устойчивой работы в условиях ударных нагрузок крышки весовых модулей снабжены демпфирующими пружинами, расположенными по осям тензодатчиков и стянутыми шпильками.
Существенность технического решения заключается в том, что в модульных весах, содержащих грузоприемную платформу, установленную на основания через весовые модули с тензодатчиками, связанными с весовым терминалом, весовые модули выполнены каждый на трех тензодатчиках, образующих треугольник опоры.
Кроме того, силовые контакты грузоприемной платформы с крышками весовых модулей выполнены наваркой прутков по проекциям линий, соединяющим центры головок тензодатчиков, а крышки весовых модулей снабжены демпфирующими пружинами, расположенными по осям тензодатчиков и стянутыми шпильками.
Предлагаемые модульные весы изображены на фиг.1 (вид сбоку) и фиг.2 в плане (для лучшего понимания конструкции условно не показаны элементы крышек верхних частей весовых модулей). На фиг.3 приведен вид защитных элементов модуля в разрезе. Фиг.4 представляет вариант силовых контактов грузоприемной платформы с крышками весовых модулей.
Модульные весы состоят из (фиг.1, 2) грузоприемной платформы 1, установленной на основаниях 2 с тензодатчиками 3 (например, WBK фирмы САS) через весовые модули 4 с крышками 5. На крышках 5 приварены прутки 6
по проекциям линий, соединяющим центры головок тензодатчиков 3, так, что силовые контакты грузоприемной платформы 1 (на фиг.2 обозначены 6а, 6б, 6в) находятся равноудаленно от центров каждой пары тензодатчиков 3. (Расположение прутков 6 для правой стороны весов на фиг.2 не показано). От смещений грузоприемную платформу 1 защищают упоры 7.Весовой терминал 8 (например, С1-2001 фирмы САS) связан со всеми шестью тензодатчиками 3, выходы которых обозначены 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5 и 3-6.
Защита тензодатчиков 3 от ударных нагрузок поясняется фиг.3, где между верхней и нижней частью весовых модулей 4 расположены на бобышках 9 и 10 пружины большой жесткости 11 и пружины меньшей жесткости 12 (Шпильки, стягивающие пружины 11 и 12, условно не показаны). Такие пары пружин 11 и 12 расположены над каждым из шести тензодатчиков 3, установленных на узлах встройки 13 на основаниях 2.
Фиг.4 представляет вариант соединения грузоприемной платформы 1 с весовыми модулями 4 через приваренные к крышкам 5 угольниками 14 (на фиг.4 видны торцы угольников 14). Размер угольников 14 равен ширине платформы 1.
Работа модульных весов происходит следующим образом. На выбранной и подготовленной производственной площадке устанавливают основания 2 с тензодатчиками 3, на последние укладывают модули 4. Сверху устанавливают грузоприемную платформу 1. Больше никаких операций не требуется, т.к. модульные весы полностью откалиброваны изготовителем. Краном или другим механизмом, например, погрузчиком, накладывают взвешиваемый груз (трубы, заготовки, сортовой или фасонный прокат) на грузоприемную платформу 1, причем благодаря действию прутков 6 усилия от взвешиваемого груза передаются в строго определенные места крышек 5. Благодаря тому, что силовые контакты 6а, 6б, 6в грузоприемной платформы 1 (фиг.2) расположены равноудаленно от центров каждой пары тензодатчиков 3, последние нагружаются равномерно, благодаря чему измерение весовым терминалом 8 проходит с высокой точностью.
При использовании варианта, когда силовые контакты грузоприемной платформы с крышками весовых модулей выполнены наваркой угольников на крышки весовых модулей по ширине весов (фиг.4), причем расстояния от вершины угольников до линии, соединяющей два тензодатчика, и до вершины третьего тензодатчика относятся, как 1:2, тензодатчики 3 также нагружаются равномерно, что способствует более качественной и точной работе весов.
При ударном воздействии груза на грузоприемную платформу 1 (фиг.3) пружины 11 и 12 гасят пик ударной нагрузки, защищая тензодатчики 3 от повреждений.
Таким образом, технические преимущества предлагаемых модульных весов перед ближайшим аналогом заключаются в чрезвычайной простоте монтажа на месте эксплуатации, высокой и неизменной во времени точности и стойкости к ударным нагрузкам. В настоящее время изготовлен и успешно испытан первый образец модульных весов, который в ближайшее время будет передан Заказчику.