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稱重傳感器使用中連接件的設(shè)計(jì)與選用要點(diǎn)：

* . 前言

稱重傳感器被稱為電子稱重系統(tǒng)及電子衡器中的心臟部件。*技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器制作的電子稱重系統(tǒng)及電子衡器也已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料快速、*的稱量。特別是隨著電子微處理技術(shù)的出現(xiàn)，工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化程度的不斷提*，稱重傳感器已成為過(guò)程控制中的必需的裝置，從電子計(jì)價(jià)秤、電子汽車(chē)衡等常用衡器，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、工藝中的自動(dòng)檢測(cè)和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器。

稱重傳感器的安裝介于承載器和基礎(chǔ)安裝面。如果只做簡(jiǎn)單的連接就投入使用，不*達(dá)不到預(yù)

期的稱量*度，還容易造成稱重傳感器損壞及安全事故。稱重傳感器連接件作為稱重量值測(cè)量環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部件直接影響到稱重計(jì)量結(jié)果的*性。在實(shí)際應(yīng)用中，連接件更起著抵制各種干擾力的作用。

1. 當(dāng)承載器上加上物料后，承載器的承重梁必然產(chǎn)生擾度使支點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生*個(gè)轉(zhuǎn)角，假如承載器的承載梁與稱重傳感器的連接不是活絡(luò)的，則必然產(chǎn)生“誤信號(hào)”，也可能致使傳感器損壞。

2. 被稱量的車(chē)輛進(jìn)入承載器臺(tái)面時(shí)進(jìn)行剎車(chē)，將產(chǎn)生相當(dāng)大的水平?jīng)_擊力。雖然裝有限位裝置，但也必須要有合適的稱重連接件保證快速?gòu)?fù)位。盡可能的減少?zèng)_擊力傳遞到稱重傳感器上。

3. 承載器與基礎(chǔ)安裝面的線膨脹系數(shù)在絕大多數(shù)情況下是不*致的，環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的橫向力會(huì)使稱重傳感器輸出與其無(wú)關(guān)的稱重量值。

4. 大型電子衡器在安裝時(shí)，承載器與安裝基礎(chǔ)面之間的安裝位置必然存在*定的偏差。*以連接件要確保有*定的擺角和位移。

5. 承載器通常采用焊接方式就行連接，隨著時(shí)間的推移，會(huì)由于應(yīng)力釋放產(chǎn)生不規(guī)則的扭曲，這也要求連接件在形位上有適當(dāng)?shù)淖儎?dòng)。

二 . 連接件設(shè)計(jì)及加工中應(yīng)重視的問(wèn)題

如何解決稱重傳感器在使用中不可避免的力學(xué)干擾，主要依靠合理的連接件來(lái)予以削減或消除。連接件結(jié)構(gòu)的同心度、尺寸、表面粗糙度、材料硬度都會(huì)影響稱重傳感器的使用*度，連接件的光潔度要*，否則受力后就要變形。表 1 是鋼材料接頭在磨削加工和刨削加工后的變形值。表 2 是三種不同材料在相同粗糙度，加載 5MPa 壓力情況下的變形情況。當(dāng)連接件材料越軟，光潔度差時(shí)，在很小的載荷下就產(chǎn)生很大的變形，連接件的變形會(huì)使合力點(diǎn)發(fā)生變化，引起稱重傳感器性能發(fā)生變化。

表 1 鋼材料接頭在磨削加工和刨削加工后的變形值

表 2 三種不同材料在加載 5MPa 壓力情況下的變形情況

稱重傳感器連接件的設(shè)計(jì)原則是：要確保稱重傳感器的稱量值能夠通過(guò)稱重傳感器的受力軸線傳遞，連接件設(shè)計(jì)時(shí)能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)、擺動(dòng)；又有*定的剛度、硬度、粗糙度能夠滿足消除或減弱非計(jì)量量值的導(dǎo)入。稱重傳感器連接件具備的功能及加工質(zhì)量要求可歸納為：

1. 對(duì)需要傳遞的稱重量值保證*，必須要保證稱重傳感器的受力與其軸線吻合或控制在允許的誤差范圍內(nèi)。

2. 在進(jìn)行稱重計(jì)量作業(yè)時(shí)承載器產(chǎn)生水平方向的位移或沖擊，承載器由于應(yīng)力釋放產(chǎn)生的不規(guī)則變形，承載器由于線膨脹系數(shù)的差異在不同溫度下的伸縮，這時(shí)需要連接件具有靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)致使稱重傳感器*得到的稱量值真實(shí)有效。

3. 在受力方向，連接件應(yīng)具有*定的剛度，當(dāng)施加載荷時(shí)，連接件的變形量要求越小越好。

4. 連接件應(yīng)該具有良好的自動(dòng)復(fù)位功能。

5. 要確保*定的粗糙度，與相應(yīng)的硬度配合能確保在大載荷作用下接觸應(yīng)力小于允許的接觸應(yīng)力且不產(chǎn)生凹陷。產(chǎn)生的摩擦力和摩擦力矩都不影響其靈活性。

三 . 常用連接件設(shè)計(jì)及選用的參考尺寸

常見(jiàn)的稱重連接件分為壓向和拉向。絕大多數(shù)稱重傳感器壓向連接件都采用柱體或球面的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)力值得傳遞，也就是承載器上*有重物產(chǎn)生的重力都由球面形成的點(diǎn)接觸集中傳遞給稱重傳感器，使重力線與稱重傳感器理想受力軸線重合。除此之外，壓向連接件的還具有以下功能：1. 具有好的自動(dòng)復(fù)位功能。稱重傳感器在稱重系統(tǒng)中，承載器在接受重物時(shí)，總會(huì)有輕微的側(cè)向沖擊和移動(dòng)（過(guò)大沖擊力造成的嚴(yán)重影響需要*門(mén)的限位裝置來(lái)克服），使重力在稱重傳感器上的作用點(diǎn)偏離軸線而產(chǎn)生稱量誤差。2. 具有安全保護(hù)和經(jīng)受疲勞的性能。連接件處于承載器和稱重傳感器之間，并處在可動(dòng)連接的狀態(tài)下工作。若沒(méi)有約束裝置，則在外界強(qiáng)烈的沖擊下，承載器會(huì)擺脫稱重傳感器而損壞稱重系統(tǒng)。*般采用如圖*示的鋼球和凹球面進(jìn)行加載。設(shè)計(jì)和選用原則建議參照表 3。常用的拉向連接件就是各種形式的萬(wàn)向節(jié)，它具有十分優(yōu)良的復(fù)位性能，始終使重物的重力線與稱重傳感器的理想力學(xué)軸線重合，能夠抵*任何方向的側(cè)向力干擾。如果同時(shí)配置可旋轉(zhuǎn)的裝置，則對(duì)于重力線上的任何干擾力矩都可以在載荷作用到稱重傳感器作用點(diǎn)之前被消除。拉向連接件采用螺紋與其連接，為了確保安全性，螺紋尺寸及長(zhǎng)度*般參照下表 4。圖 2 是常用拉式連接件的示意圖。

四 . 結(jié)語(yǔ)

稱重傳感器的穩(wěn)定可靠工作離不開(kāi)合理的連接件配合。根據(jù)筆者多年的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合多年來(lái)收集的市場(chǎng)反饋信息。絕大部分現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的各類問(wèn)題都是由于安裝過(guò)程中連接件的選用及安裝不合理造成。再好的稱重傳感器，如果不配合合理的連接件將可能導(dǎo)致整個(gè)稱重系統(tǒng)的*度嚴(yán)重超差或無(wú)法使用。行業(yè)內(nèi)對(duì)稱重傳感器的設(shè)計(jì)比較重視，但往往忽視了連接件。本文旨在通過(guò)對(duì)連接件的闡述，希望能引起設(shè)計(jì)者和使用者的重視。