Заказать звонок Связаться по email
Промышленное весоизмерительное
оборудование

Способы защиты весов от перегрузок

Существует несколько различных способов повышения стойкости весов к ударным нагрузкам. Каждый из них имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе весов для соответствия имеющимся условиям эксплуатации.

Повышение НПИ тензодатчиков

Если тензодатчики не выдерживают приходящихся на них перегрузок, можно использовать тензодатчики с большим значением НПИ. Перегрузочная способность весов возрастает в то же количество раз, во сколько раз увеличено НПИ по сравнению с рекомендованным.
Если выбрать НПИ тензодатчиков равным Max весов, нагрузка на них составит:

Таблица 1
Установка 0 м/с 0,1 м/с 0,2 м/с 0,3 м/с 0,4 м/с
Нагрузка % НПИ на центр 25% 40% 54% 69% 84%
на угол 100% 200% 300% 400% 500%

Достоинства:
Низкая стоимость решения. Снижение как статических, так и динамических перегрузок.
Недостатки метода:
Снижение точности измерения из-за уменьшения процента загрузки тензодатчиков.1) Данный метод можно использовать для борьбы с небольшими, например, статическими перегрузками, или в тех применениях, где не требуется высокая точность взвешивания.

Увеличение массы грузоприемной платформы

Как правило, масса грузоприемной платформы много меньше массы взвешиваемого груза, но некоторые производители весов сознательно увеличивают массу платформы, бетонируя ее для снижения ударных нагрузок.
В статическом случае масса платформы увеличивает, а не уменьшает нагрузку на тензодатчики, добавляя свой вес к весу груза. На каждый тензодатчик дополнительно действует четверть веса платформы.
При опускании груза на центр платформы происходит соударение груза и платформы, отнимающее у груза часть его энергии.

При установке груза на угол платформы в ударе участвует не вся платформа, а только ее часть, находящаяся над данным тензодатчиком, массой, приблизительно, в четверть массы всей платформы M/4.
В случае, если масса платформы M равна массе взвешиваемого груза m и, к примеру, равна 1 тонне, просадка весов под весом груза на углу и на центре2) весов равна 3 мм и 1 мм соответственно, нагрузка на тензодатчик составит:

Таблица 2
Нагрузка % НПИ Установка 0 м/с 0,1 м/с 0,2 м/с 0,3 м/с 0,4 м/с
Невесомая платформа на центр 50% 79% 108% 137% 167%
на угол 200% 400% 600% 800% 1000%
Утяжеленная пла­тформа на центр 100% 104% 113% 127% 138%
на угол 250% 386% 560% 739% 917%

Эффективность данного способа проявляется при достаточно высоких скоростях опускания груза, но и при этом эффект весьма мал. При меньших скоростях нагрузка на тензодатчики только увеличивается.

Снижение жесткости весов

Динамическая перегрузка, возникающая при остановке на весах опускаемого груза, зависит как от массы и скорости опускания груза, так и от жесткости самих весов. Искусственное умень­ше­ние жесткости весов позволяет снизить удар­ные нагрузки на весы. Так как жесткость весов определяется их просадкой под весом груза, то нужно увеличить эту просадку, добавив в конструкцию весов упругие элементы3).

Таблица 3
0 м/с 0,1 м/с 0,2 м/с 0,3 м/с 0,4 м/с
х = 1 мм нагрузка, % НПИ 200% 400% 600% 800% 1000%
х = 5 мм нагрузка, % НПИ 200% 290% 381% 471% 562%
х = 10 мм нагрузка, % НПИ 200% 264% 328% 391% 455%
х = 20 мм нагрузка, % НПИ 200% 246% 292% 337% 383%

Метод весьма эффективен для снижения динамических перегрузок4) и бесполезен для статических перегрузок. Возможность его использования ограничена величиной требуемой просадки весов, для увеличения которой требуется увеличение высоты самих весов.

Сочетание методов

Эффективность снижения динамических перегрузок снижением жесткости весов и снижения любых перегрузок повышением НПИ используемых тензодатчиков удобно сочетать между собой.
Если использовать тензодатчики с вдвое завышенными значениями НПИ:

НПИ = Мах,
(1)

то, в зависимости от величины просадки весов и скорости опускаемого груза, при нагружении на угол весов нагрузка на тензодатчик составит:

Таблица 4
0 м/с 0,1 м/с 0,2 м/с 0,3 м/с 0,4 м/с
х = 1 мм нагрузка, % НПИ 100% 200% 300% 400% 500%
х = 5 мм нагрузка, % НПИ 100% 145% 190% 235% 281%
х = 10 мм нагрузка, % НПИ 100% 132% 164% 195% 227%
х = 20 мм нагрузка, % НПИ 100% 123% 146% 168% 191%

Данный способ сравнительно недорог, достаточно эффективен, и позволяет снизить уровень перегрузки на весы до приемлемых значений в большинстве случаев, встречающихся в условиях промышленного производства.
При использовании в качестве упругих элементов эластомеров и различных резин нужно учитывать, что с течением времени, при низких температурах, при интенсивной эксплуатации, они теряют упругие свойства, поэтому требуется их периодическая ревизия и замена.

Метод ограничения нагрузки на тензодатчик

В отличие от всех вышеописанных методов, которые уменьшают нагрузку на тензодатчик в определенное число раз, в данном методе нагрузка не уменьшается, а ограничивается на опре­деленном, безопасном уровне.
Вес от измеряемого груза передается к тензодатчику не напрямую, а через деформирую­щийся упругий элемент с определенной фиксированной жесткостью. Если нагрузка на упругий элемент ниже предельно допустимой для тензодатчика, то вся нагрузка передается на тензодатчик и измеряется им. Если нагрузка на упругий элемент превысит предельно допустимую, то деформация упругого элемента превысит специально подобранный зазор и излишняя нагрузка будет передаваться не на тензодатчик, а на ограничительный упор. ris5 В результате, данный тип защиты ограничивает нагрузку на тензодатчики при любых типах перегрузки, как статических (в том числе из-за несимметричной установки груза), так и динамических, в результате ударов по весам.
Это позволяет конструировать весы без снижения точности взвешивания, защищенные от любых перегрузок, в том числе и аварийных.

Компания ЭТАЛОН ВЕСПРОМ серийно выпускает четыре номенклатурных ряда платформенных весов: противоударные платформенные весы малотоннажные, среднетоннажные и для длинномерных грузов, а также платформенные весы с демпфированием. Каждый ряд ориентирован на решение своего круга задач.
Противоударные платформенные весы построены по запатентованной противоударной схеме и обеспечивают максимальную надежность при интенсивной эксплуатации в условиях тяжелой промышленности.
Платформенные весы с демпфированием являются бюджетным решением для взвешивания грузов массой до 5 тонн при невысокой интенсивности взвешивания.

1) Теоретически, при этом возможно сохранить точность весов, используя эксклюзивные высокоточные тензодатчики и весовые индикаторы, но это многократно повысит стоимость весов, выведя данный способ за пределы целесообразности.

2) Реально заливка бетоном еще увеличит жесткость платформы и соответственно перегрузку.

3) Раньше в условиях отсутствия серийных выпускаемых весов в демпфирующей платформой, производственники выходили из ситуации подручными средствами, накладывали старые автомобильные покрышки и т.д. на крышку весов.

4) Как правило, используются резины, полиуретановые упругие элементы. При этом надо помнить, что с течением времени, при низких температурах, при интенсивной эксплуатации, они, как правило, теряют упругие свойства.