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汽车衡用称重传感器受力旋转现象分析

来源:千斤顶 时间:2023/1/2

使用柱式称重传感器的电子汽车衡在频繁的重载称量过程中,往往会出现柱式称重传感器旋转导致电缆线缠绕的现象,给汽车衡的使用造成了一定的困扰。针对此问题,本文列举出目前常见的柱式传感器防旋转措施,简单分析其结构特点,并结合汽车衡的力学模型,依据曲面接触应力理论分析承载器对称重传感器的传力过程,把传感器的转动简化为单纯的绕定轴转动,就不难理解传感器的旋转问题。

一、引言

电子汽车衡结构简单、称重精度较高,在高速公路、港口、冶金、矿山、工厂企业应用广泛,是在当社会经济贸易计重控制中应用最为广泛的衡器之一。称重传感器是配置在承载器与地基基础间的重要元器件,起着力-电转换的作用,传感器的主要功能是以电信号的形式呈现货物的重量参数值。目前国内外用于大型衡器上的称重传感器大致有:柱式称重传感器、桥式称重传感器、轴对称扭环型称重传感器、轮辐式称重传感器等。

图1.1柱式称重传感器示意图

柱式称重传感器弹性体两端一般为经典的不倒翁结构,具有结构紧凑、信号稳定、抗过载能力强、响应频率高和量程范围广等优点,目前在汽车衡的使用中比较常见。但柱式称重传感器的抗侧向和偏载能力较差,在使用中还会出现一种不良情况,即在使用时会不断微量旋转,出现电缆线缠线称重传感器现象,随着称重传感器旋转不断积累,甚至会将电缆线拉断。

图1.2汽车衡使用过程中旋转缠线现象

汽车衡在使用过程中曾发生过相关事故:拉紧的电缆线在强烈瞬间冲击力作用下直接将称重传感器拽倒,秤体倾斜,这给汽车衡的使用带来了巨大的安全隐患和经济损失。电缆线缠绕过紧,也会使输出信号不稳定,读数不稳,降低精度。另外,在汽车衡的使用过程中,由于称重传感器所在空间比较小且比较密闭,很难及时发现电缆线缠绕问题。即使发现问题,工作人员需用千斤顶将秤体全部顶起,将各缠绕电缆线的称重传感器一一恢复正常,浪费时间和精力,影响企业声誉。因此,柱式称重传感器对安装应用的要求的确要高一些,防旋转结构设计必不可少。

二、现有解决称重传感器旋转问题的方法列举

如图2.1所示,此种防旋转结构采用插入防旋转销的方式阻止称重传感器的旋转,传感器自身设计防旋转档环,这属于目前的常规防转结构。对于柱式称重传感器,限位距离有严格要求,一般前后行车方向上3mm~5mm,左右宽度方向上2mm~4mm,但受冬夏甚至早晚热胀冷缩的影响,用户若没有及时调整限位距离,承载器的限位距离甚至会超过20mm,限位距离过大导致承载器摆幅很大,强大的瞬间冲击力很容易使防转销脱落失效[1]。

图2.1称重传感器防旋转结构一

山东金钟科技集团的柱式称重传感器的下压头与弹性体端头同时铣平面,安装方式如图2.2所示,安装后保证所铣平面与行车方向一致。此种防转结构加工简单,防转效果明显。图2.3所示为防旋转称重传感器的下压头,压头内插入定位销,定位销阻止称重传感器的旋转。螺栓固定档环,档环压住压头,但在作用力比较大时,强大的瞬间作用力可能会使称重传感器带着下压头一起旋转。图2.4所示防转结构,传感器与底座采用多棱面接触,将旋转力在多个棱面分解,避免集中力过大,损伤称重传感器和底座。

图2.2称重传感器防旋转结构二图2.3称重传感器防旋转结构三2.4称重传感器防旋转结构四

以上是自己的一些粗浅的看法,不当之处还请同行指正。

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