УДАРОПРОЧНЫЕ ВЕСЫ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и может использоваться в промышленности, преимущественно в металлургическом производстве, для которого характерны перегрузки ударного типа.
Известно устройство ударостойких весов по патенту №67710, содержащих грузоприемную платформу, опирающуюся через защитные блоки на тензодатчики, установленные на основание и скоммутированные с весовым терминалом. Каждый защитный блок выполнен в виде двух обращенный друг к другу полостей, внутри которых расположен демпфирующий элемент, причем одна полость закреплена на грузоприемной платформе, а другая связана с силоприемным устройством тензодатчика. В качестве демпфирующего элемента может быть применен набор из чередующихся металлических и резиновых пластин, а также использована витая или тарельчатая пружина, или резиновый или пластиковый вкладыш; или нарезка резиновых или пластиковых трубок. Демпфирующим элементом могут являться наполненные газом или жидкостью герметичные резиновые или пластиковые объемы.
Недостатком данного устройства является то, что конструктивное исполнение демпфирующего узла в виде двух стаканов с общей пружиной предусматривает взаимодействие стенок полостей с демпфирующим элементом, что приведет к снижению ресурса демпфирующего узла и весов в целом. Данная конструкция весов недостаточно надежно защищена от действия горизонтальных ударных нагрузок.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство ударопрочных весов по патенту №63058, содержащих грузоприемную платформу, опирающуюся через демпфирующие узлы на тензодатчики, установленные на основание и скоммутированные с весовым терминалом. Упорные болты с контргайками установлены с возможностью поворота до контакта с нагруженной грузоприемной платформой и вынесены на углы грузоприемной платформы. Каждый демпфирующий узел выполнен в виде двух стаканов с донышками, общей пружиной и соединительной осью. Демпфирующие узлы через опорные звенья соединены с тензодатчиками балочного типа, причем под опорными звеньями на основании установлены регулируемые ограничители хода.
Недостатком данного устройства является то, что конструкция демпфирующего узла предназначена только для одного типа датчика, а именно балочного типа. Данная конструкция демпфирующего узла при воздействии горизонтальной составляющей от воздействия ударных нагрузок имеет большое время успокоения колебаний до нескольких десятков секунд. Все это ограничивает применение данного устройства по весовым нагрузкам.
В основу полезной модели положена задача создания конструкции весов, позволяющих расширить номенклатуру датчиков, применяемых в ударопрочных весах и обеспечить их надежную защиту от горизонтальной составляющей нагрузки при ударе. При этом сокращается время успокоения демпфирующего узла. Данная конструкция весов обладает универсальностью применения демпфирующего узла для различных величин нагрузок и позволяет увеличить срок службы весов за счет увеличения износостойкости демпфирующего узла.
Поставленная цель достигается тем, что ударопрочные весы содержат грузоприемную платформу, опирающуюся через демпфирующие узлы и опорные звенья на тензодатчики, установленные на основании и скоммутированные с весовым терминалом. Демпфирующий узел выполнен в виде стакана и плунжера, входящего в стакан с образованием полости, внутри которой расположен демпфирующий элемент, состоящий из набора резиновых пластин и металлических элементов, выполненных в виде соединения пластины с полусферой, соприкасающейся с резиновой пластиной, объем которой на 15-20% больше металлического элемента. Весы имеют регулируемые ограничители перемещения платформы в вертикальной плоскости, которые вынесены на углы грузоприемной и регулируемые ограничители перемещений платформы в горизонтальной плоскости. Опорные звенья могут быть выполнены в виде маятниковой опоры.
Выполнение демпфирующего узла в виде стакана и плунжера, входящего в стакан, и конструктивное исполнение демпфирующего элемента в виде набора резиновых пластин и металлических элементов, выполненных в виде соединения пластины с полусферой, соприкасающейся с резиновой пластиной, позволяет эффективно гасить энергию удара. Металлический элемент имеет полусферическую поверхность, диаметр которой меньше диаметра стакана демпфирующего узла. Объем металлического элемента на 15-20% меньше эластичного, т.е. образуется свободная
полость между эластичным и металлическим элементами, которая может заполняться эластичным элементом при действии нагрузки. Форма металлических элементов позволяет обеспечить плавное демпфирование при действии ударных нагрузок и соответственно увеличить срок службы демпфирующего узла, что повышает срок эксплуатации весов в целом.
Конструктивное исполнение демпфирующего узла позволяет обеспечить оптимальное время успокоения при действии ударных нагрузок при взвешивании. Количество металлических и эластичных элементов можно варьировать в зависимости от величины принимаемой нагрузки для взвешивания, т.е. определять величину хода при действии различных нагрузок. Данная конструкция весов позволяет варьировать нагрузками, кратными наибольшими пределами взвешивания (НПВ) для данного типа тензодатчика. Достигается универсальность конструкции демпфирующего узла. Конструкция демпфирующего узла и упоров, ограничивающих перемещение грузоприемной платформы в вертикальной плоскости, компенсирует только вертикальную составляющую нагрузки, а опорные звенья и упоры, расположенные на основании, гасят горизонтальную составляющую воспринимающей нагрузки. Такое разделение функций позволяет увеличить срок службу демпфирующего узла на 20%. Устройство выполнено следующим образом:
На фиг.1 изображено положение платформы относительно основания с встроенными демпфирующими узлами, опорными звеньями и тензодатчиками
На фиг.2 показан ограничитель перемещения платформы в вертикальной плоскости, На фиг.3 показан ограничитель перемещения платформы в горизонтальной плоскости.
На фиг.4 показано соединение опорного звена с тензодатчиками различного вида, где опорное звено выполнено в виде маятниковой опоры.
На фиг.5 опорное звено выполнено с тензодатчиком сжатия и с тензодатчиком балочного типа.
Грузоприемная платформа 1, опирается на четыре демпфирующих узла 2 фиг.1, выполненный в виде стакана 3 и плунжера 4., входящего в стакан, образуя полость 5, где располагаются демпфирующие элементы 6 и 7 фиг.4.
Демпфирующий узел 2 фиг.1, 4 состоит из набора металлических элементов 6, выполненных в виде соединения пластины с полусферой, которая соприкасается с резиновой пластиной 7 (фиг.4.). Демпфирующий узел присоединен к основанию через опорные звенья 8 фиг.1, 5, которые выполнены в виде маятниковой опоры и при этом может использоваться тензодатчик балочного типа 9 и тензодатчик сжатия 10 фиг.5. Тензодатчики скоммутированы с весовым терминалом (не показано). На основании имеются ограничители перемещения платформы в вертикальной плоскости, вид А фиг.2, содержащие упорные болты с контрагайками 11 и подпятник 12, обеспечивающие возможность поворота до контакта с нагруженной грузоприемной платформой. Упорные болты вынесены на углы грузоприемной платформы фиг.1. На основании 13 также установлены ограничители хода, регулирующие положение платформы в горизонтальной плоскости, вид Б, фиг.3, содержащие упорный болт 14 с контргайкой 15, установленные на кронштейне 16. Устройство работает следующим образом:
При наличии груза усилие с грузоприемной платформы через демпфирующий узел и опорные звенья передается на тензодатчик, скоммутированный с весовым терминалом.
Если груз наложен на весы с ударом о верхнюю раму грузоприемной платформы или упал на нее с некоторой высоты, то пик ударной нагрузки гасится демпфирующим узлом, т.е. расположенными в нем демпфирующими элементами в виде набора металлических и эластичных пластин. Оставшаяся часть ударной нагрузки компенсируется ограничителями хода в вертикальном плоскости, выполненных в виде упорных болтов, на которые «садится» грузоприемная платформа. По истечение некоторого времени успокоения (4-6 сек.) грузоприемная платформа возвращается в исходное состояние и происходит взвешивание. Максимальная нагрузка (т.е. НПВ или 1,25 НПВ) регулируется положением упорных болтов фиг.2.
Жесткое соединение стакана с входящим в него плунжером позволяет гасить энергию удара за счет эластичных элементов, расположенных в полости демпфирующего узла. Данная конструкция демпфирующего узла и ограничителей вертикального перемещения грузоприемной платформы позволяет в полной мере гасить вертикальную составляющую от действия нагрузки.
Выполнение демпфирующего элемента в виде набора металлических и эластичных элементов, находящихся во внутренней полости демпфирующего узла позволяет варьировать любым их количеством, т.е. определять величину хода при действии различных нагрузок. При необходимости можно варьировать количеством как металлических, так и эластичных элементов из условия необходимого хода
демпфирующего устройства на определенный вид нагрузки. Например, чередование 3-х металлических и 3-х эластичных элементов дает ход демпфирующего узла (15-30) мм.
При статическом взвешивании и, особенно, при динамическом взвешивании механические ограничители перемещений грузоприемной платформы в вертикальной плоскости не в полной мере обеспечивают защиту тензодатчика от поломки в виду возможного увеличения зазоров в ограничителях при ударе. Предложенной устройство весов обеспечивает также гащение ударного воздействия и горизонтальной составляющей нагрузки за счет опорных звеньев. Выполнение опорных звеньев в виде маятниковой опоры, через которые действие нагрузки от демпфирующего узла передается к тензодатчику, обеспечивает гашение боковых усилий, возникающих при ударных воздействиях. Это исключает появление тангенциальной составляющей силы от приложенной нагрузки. Для ограничения перегрузок в горизонтальном направлении предусмотрены ограничители перемещения в боковом направлении, выполненные также в виде упоров вид Б фиг.3.
Конструктивное исполнение предложенных весов позволяет надежно предохранять тензодатчики весов как от вертикальной, так и от горизонтальной составляющей нагрузки при перемещениях грузоприемной платформы. При этом сводится к минимуму влияния боковых сил и сил, действующих в вертикальном направлении. Таким образом, предлагаемое устройство весов в сравнении с прототипом обеспечивает увеличение срока службы эксплуатации весов и обладает универсальностью в применении демпфирующего устройства для различных величин нагрузок в определенных интервалах и применения различных типов датчиков.