缓冲电子地磅设计

起重设备吊运货物放置到电子秤上称量时,往往会对电子秤附加一定的冲击载荷,这个冲击载荷将严重影响电子秤特别是称重传感器的使用寿命。为了降低冲击载荷对称重传感器的破坏性,就需要在电子秤的承载结构中增加缓冲器以吸收冲击载荷。本文详细介绍了缓冲电子地磅的结构特点和对缓冲器的选择等

起重设备吊运货物放置到电子秤上称量时，往往会对电子秤附加一定的冲击载荷，特别是货物质量较大时，附加的冲击载荷就更大，这个冲击载荷将严重影响电子秤特别是称重传感器的使用寿命。为了降低冲击载荷对称重传感器的破坏性，就需要在电子秤的承载结构中增加缓冲器以吸收冲击载荷，我们把具有缓冲器的电子秤称为缓冲秤。

　　缓冲电子地磅主要应用于钢铁、有色等冶炼行业，对高温液态金属进行称量，或对其半成品及成品进行称量，如对钢水包、铝水包、钢锭、铝锭、线材捆、钢材卷等称量。另外，对各种大宗货物的称量也经常用到缓冲秤。

　　1 缓冲电子磅的结构特点

　　如图1 所示，缓冲秤通常采用双层秤台结构，上下秤台之间设置有缓冲器，缓冲器一般采用螺旋压缩弹簧或聚氨酯，并被施加一定的预紧力。对缓冲秤加载或卸载时，缓冲器将压缩或伸长，上秤台会有一定的垂直位移，所以要在上下秤台之间设置导向装置。另外，为防止侧向力对秤台整体造成水平位移，必须在底框上设置水平限位装置。　　

2缓冲秤的工作机制

　　质量为m的货物以速度 v 落在秤体上，冲击作用时间为t，根据动量定律：

　　货物对秤体的冲击力：F=mv/t

　　可见，要削弱货物对秤体的冲击力F，只需延长作用时间t。我们在缓冲秤上加装缓冲器的目的就是为了延长货物对秤体的作用时间。下面让我们来看一下缓冲秤的工作机制。

　　货物带有一定的速度落在缓冲秤上，下落的冲击力直接作用在上秤台，上秤台通过自身的弹性变形吸收一部分冲击力，同时，将冲击力传递给上秤台和下秤台之间的缓冲器，缓冲器发生弹性变形，将货物的重力势能转化为自身的弹性势能，大大延长了货物对秤体的冲击作用时间，从而使下秤台传递给称重传感器的冲击力有了实质性的削减，保护称重传感器免受冲击力的破坏，随后缓冲器将存储的弹性势能通过自由衰减振动的形式释放出来。

3 缓冲器的选择

　　不同类型的缓冲器有着不同的性能特点和不同环境适用性，而且缓冲器的选择决定着周边缓冲装置的结构形式，所以缓冲器的选择是缓冲秤设计的核心。

　　3.1 螺旋压缩弹簧缓冲器

　　螺旋压缩弹簧刚度稳定，压缩曲线成线性，结构简单，安装维护方便，能在高温环境下使用，是缓冲秤的缓冲器。但是，单只螺旋压缩弹簧的缓冲力有限，一般须由几只弹簧组成的弹簧组使用，同等缓冲力下，螺旋压缩弹簧缓冲器的体积较大，需要占用较大的安装空间。因此，螺旋压缩弹簧缓冲器且一般应用于小吨位或高温环境下的缓冲秤。

　　3.2聚氨酯缓冲器

　　聚氨酯缓冲器是一种聚氨酯弹性体制品，它利用聚氨酯材料特殊的微孔气泡结构来吸收能量，起到缓冲作用，在受冲击的过程中相当于一个带有多气囊阻尼的弹簧。聚氨酯缓冲器质量轻、耐冲击、抗压性能好、耐腐蚀、化学稳定性好、安装维护方便、且在缓冲过程中无噪音、无火花。聚氨酯缓冲器的优势在于吸收率高、性能稳定，在高频变载荷冲击下，能保持稳定的缓冲性能。目前市场上的聚氨酯缓冲器已经规格化、系列化，购买更换很方便。聚氨酯缓冲器劣势在于不适于高温场合，只能在常温场合使用;可使用的缓冲力范围小，一般仅使用压缩曲线中线性较好的那一部分;长时间负荷情况下，恢复性不好，并可能产生*形变。因此，聚氨酯缓冲器一般应用于常温环境下，承受高频变载荷冲击的中小吨位缓冲秤。

　　3.3碟形弹簧缓冲器

　　碟形弹簧是用金属板料或锻压坯料制成的截锥形截面的垫圈式弹簧。其特点是刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷;具有变刚性特性，具有很广范围的非线性特性;同样的碟形弹簧采用不同的组合方式，能使弹簧特性在很大范围内变化;可采用对合、叠合或复合的方式得到不同厚度、不同片数的弹簧组合，从而使碟形弹簧具有不同的特性曲线。碟形弹簧虽然具有行程短、负荷能力强、外形尺寸小、安全性高、使用寿命长、安装维护方便等优点，但其价位较高，同等缓冲力情况下，由碟形弹簧组成的缓冲器价位是由螺旋压缩弹簧组成的缓冲器价位的三倍以上。因此，碟形弹簧缓冲器主要应用于大吨位且对秤体高度要求严格的缓冲秤或结构紧凑的缓冲秤。

4 导向和连接装置

　　由于缓冲电子地磅是双层秤台结构，上下秤台之间设置有缓冲器，所以在加载和卸载过程中，上秤台会有一定的垂直位移，位移的大小与缓冲器的刚度和预紧力有关，所以必须在上下秤台之间设计导向和连接装置，导向装置限制上下秤台的水平错位，连接装置使上下秤台连成一体，且可对缓冲器施加预紧力。导向和连接装置与缓冲器集中设计在一起，这样能使秤体结构更紧凑，整体更美观。