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初论电子秤限位器

时间:2017-08-04 16:29   来源:http://www.shzrhq.com   访问量:

纵观许多计量方面的报纸和杂志,我没有发现一篇有关介绍电子秤限位器的文章。许 多人都认为限位器是附件,不予重视,忽略了其应有的地位。特别是维修人员的不理解不重视,随便 撤除限位器,造成电子秤不应有的损害。现实工作中有电子秤去掉限位器后,一年内便换掉五、六个 传感器,甚至一星期内坏了两个传感器。针对这种情况,文章不但强调了限位器的重要性和限位器维 护、保养、调整的必要性。并用事实证明限位器的重要作用,使大家对限位器有一个全新正确的认识。

电子秤没有一套高质量、性能完善的限位装置 就不能安全、正常工作。所以,电子秤限位器是电子 秤的安全岗、保护神、生命线。

限位器虽然不参与电子秤称重过程中力的传递 与转换,但它是保证称重结果准确、真实的必备设 施。它能在有外界干扰的情况下保证被称重量按预 定的传力方式通过传感器的加载轴线,附加外力不 能作用在传感器上。保证称量结果在强冲击和飓风 的作用下能安全工作的附加装置。

一台高精度、高质量、稳定的电子秤要想长期稳 定精确地工作并处于完好状态,没有一套性能完善、 质量高超的限位装置是完全不可能的。

那么怎样才能设计出一套高质量、高性能、装备 完善的限位器呢?首先我们强调思想重视,扭转那种 限位器是附件,随便凑合一下就行的思想。设计时要 精益求精,认真对待,具体强调主要从三方面考虑:

1.要确实考虑到各种电子秤的秤体及相关部位 的结构形式与特点。按其机械结构形式设计出既能 保证电子秤的称量精度,又能使电子秤长期、稳定、 安全、正常地工作。

2.要考虑到电子秤的秤体质量,不能因增加了 限位器就降低电子秤秤体质量,使电子秤秤体笨重, 繁杂,调试麻烦,使用户感到使用不方便。限位器的 设计既能起到完善称重质量的效果,担负起安全保 护作用,又能使其本身小巧玲珑,精致完美,在精和 全上多下工夫。

3.限位器的设计要根据限位强度,限位距离,秤 体特点要灵活多变。形式可多种多样。同样一个限位 设计可以是多样化的。它既可是拉式的也可是推式 的,既可是压式的也可是顶式的,既可安装在秤体的 下部也可装在秤体的上部,既可装在秤体的中部也 可装在秤体的四周等等。不但设计要灵活,安装部位 也要灵活,这就要求设计人员多学习、多实践,思想 重视的同时又要开动脑筋,大胆思索,多方考虑,分 析利弊,全面衡量精心设计。

例如一台三秤体电子汽车衡,一块秤体往往出 现上车后秤体翘起的现象,这对传感器和秤体的长 期使用与安全造成直接威胁,应该考虑安装限位器来保证传感器和秤体安全。那么如何设计与安装呢? 就如前所说需要多方考虑,既要效果好又要小巧成本低,既可设计成顶式的又可设计成拉式的,既可安 装在翘起的一侧,也可安装在翘起的对侧,要根据实 际情况和翘起的特点及强度设计与安装一套小巧玲 珑,经济实用的限位器。

就当前电子秤的限位器作用形式上来讲大致可 分为三大类:一是纵向上下)限位器,二是横向:水 )限位器,三是复合限位器纵横)结构形式多种多 样可以混合使用。纵向限位器的结构形式有拉环、 拉勾、吊勾、顶板、螺杆、压块、钢丝绳、缓冲限位器 等。这些可以是固定又可以加螺栓配螺母使用,各种 缓冲限位器在限位强度较大时使用。

横向限位器是电子秤使用较多的一种限位形 式。结构形式也较多。如挡板、顶板、顶角、挡角、套 筒、螺杆、拉勾、拉环、钢球、轴承以及各种缓冲限位 器等。这些限位器可以是固定的也可是调整的,要 根据情况而定。

复合限位器是一种结构相对复杂,但功能多样, 性能完善的一类限位装置。如立柱多方向限位器, 挡板三方向限位器,拉杆多功能限位器,螺旋四方向 限位器,方块四方向限位器,螺旋挡板三方向限位 器,多功能缓冲限位器等等。

在以上三种限位器形式中我们都用了缓冲限位 器,这里重点说一下缓冲限位器,它是利用具有弹 性、柔性的材料制成的,可对秤体进行软接触,中间 有缓冲作用的顶撞式限位器,它突出优点是保护传 感器与秤体,延长传感器及电子秤的使用寿命。它 的缺点是接触与磨擦传感器和秤体,产生微小的误 差,设计与按装时要考虑这种因素,这种限位器主要 有橡胶缓冲器,橡塑缓冲器、橡胶轴承、液压缓冲器、 弹簧缓冲器等等。

下面我们向大家推荐几种限位器,至于种类繁 多的各种限位器就不能一一介绍了。

1.立柱多方向限位器

这是一种结构简单、轻巧灵活、效果理想的限位 器,在水平方向可起到多方向限位作用。只要在秤 基上安装一个立柱,在秤体上安装一个柱套就可以 了。但立柱必须钢性好,基础要结实牢靠。立柱与柱 套直径的大小要根据秤体限位强度而定。象常州托 利多电子汽车衡一般都装有这种限位器。

2.挡板三方向限位器

如图1所示a为挡板三方向限位器b为螺旋 三方向限位器,这些都可根据秤体结构而定。

这也是一种结构简单,使用方便的限位器,在秤 体的中部安装一个方块限位器就能使秤体在安全空 间内活动。图中设计了两个孔,如怕不结实或限位强 度不够也可设计成三个或四个孔进行固定。

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4.顶角双方向限位器如图3所示

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这种限位器结构简单、经济实用,是限位强度较 高的限位器,它对于正方形或长方形的料斗秤,平板 秤非常实用。一般用两个就完全可以胜任。图3a 顶角俯视图b为平视图,顶角的高度要根据实际情 况而定。图3c为螺丝可调式对限位间隙和限位强度 而言更为灵活。

限位器的设计不但要花样繁多,灵活多变,而且 在限位强度上,限位工艺上也要充分考虑,根据电子 秤的吨位大小,限位的距离,限位地点适当设计限位 器,该小的小、该大的大。如限位强度较大,要考虑使 用缓冲限位器以柔克刚,减小碰撞力度。限位器的限 位面该光滑的一定打磨光滑,该用涩面的一定留有 花纹,安装时要横平竖直,保证限位作用的准确度。

限位器就是要起到限位的作用, 怎么就能起到 限位的作用呢?这就要求限位器不但要设计合理,安 装合适,而且安装之后还要调整合适,那么限位器调 整到什么程度就算合适呢?

要说清这个问题必须从两个方面考虑。

第一限位器的调整要在限位强度允许的情况下 间隙要尽量大讲允许就是说不出现传感器及附件 损坏,如不倒翁歪倒,钢球脱落等情况下,传感器的 自复位装置的活动空间尽量地大使秤体称量时一 是保证传感器垂直受力加载轴线垂直。二是保证 自复位装置复位自如,复位良好。

第二限位器的调整在条件允许的情况下间隙要 尽量的小。为什么又要求限位器间隙要尽量小呢?因 为有的限位器它不但要保证秤体和传感器正常工 作,起到安全保护作用,而且本身也需要保护。限位 器间隙小了安全系数自然就高了,限位器、传感器、 秤体自然更安全更可靠了。特别象一些碰撞限位器, 限位间隙越小秤体活动范围就小,磨擦与碰撞力度 就小,对保护传感器与秤体都大有益处。

限位器就是要限位。称量时秤体磨擦限位器是 正常现象,秤体不磨擦限位器就起不到限位的作用。 只要限位器安装正确合适,不要担心碰撞,特别是水 平限位器它的限位面是光滑的,平镜的。秤体活动 时磨擦与碰撞限位面,由于限位面光滑摩擦系数相 对很小,况且秤体稳定后由于传感器自复位装置的 作用会使秤体与限位器分离摩擦取消,称重后恢复 原位,不影响正常的称量。

前面所说的立柱复合限位器,方块四方向限位 器,顶角双方向限位器,挡板限位器,钢球限位器,轴 承限位器等,使用中都会出现磨擦与碰撞现象,这属 于限位器正常工作,只要它的摩擦与碰撞的力度在 允许的范围内,限位器不损坏都属于正常情况。

众多各式各样的限位器是电子秤的保护神、安 全岗。它保护着电子秤长期稳定高质量地工作着。 但时间长了限位器由于绝大部分元件是金属制件, 而且暴露在屋外,它会产生腐蚀、松动、生锈、损坏。 所以限位器也需要进行定期检查,保养与维护。该 加油的部位一定要定期加油,活动部件要定期调整。 特别是许多螺丝、螺母滚球等部件要用机油和黄油 进行保养,为了防止灰尘和雨淋生锈要把螺丝螺母 和可调整的部位用塑料布或塑料袋包起来捆住系 牢。在定期的保养和维护过程中要进行仔细的检查 并进行适当的必要调整,有腐蚀的部分要打磨光滑 不留涩面,有损坏的部件一定要更换,要保持限位器 的完好性保持秤体及附件的完整与健康。绝对不允 许对原秤体的限位器进行撤除、削减和毁坏,现实工 作中我发现有的维检人员对限位器的重要性认识不 足,从来就没有维护保养过,使限位器锈死损坏,有 的限位器磨擦秤体或传感器,认为有害称量精度,就 轻易地把限位器撤除或部分去掉,以为秤体宽松后 活动自由了,称量精确了。实际上这种想法与做法都 是错误的,从短时间看好象电子秤好用了,但传感器 的位置是固定的,而且传感器的自复位装置的能力 是有限的,秤体如果没有限位器约束摆动太大,自复 位装置受侧向力过大不能复位,轻则传感器受力不 正常,侧向力干扰重力称量出现较大误差,重则自复 位系统损坏,如剪切梁式传感器的不倒翁就可能歪 倒,桥式传感器的钢球就可能歪压或掉下去,致使电 子秤出现故障或产生危险,所以说电子秤限位器是 非常重要的必备部件,只能维护好不能损坏。

为了进一步用事实说明电子秤限位器的重要 性,以及限位器调整与维护好的必要性,我们用一例 电子秤故障使大家明白其中的道理。

一台常州托利多产50吨电子汽车衡,改为80 吨后,使用一个时期逐渐发现显示有偏差,秤体在同 一辆汽车的情况下,重量显示两头小中间大,而且两 头大小也不一致,汽车越重误差越大,在此期间,还 出现过重车压坏传感器等现象,但仪表显示稳定,车 停稳后显示数字不变,回零很好,是什么原因造成如 此故障呢?

检查秤体没有损坏,六只传感器的不倒翁用力 正常,传感器完好,接线盒检查虽有灰尘但清扫干净 后故障依旧,检查两个立柱多方向限位器没有歪裂 与损坏,两个左右水平限位器有一个磨擦传感器,去 掉这个水平限位器还是不起作用故障依旧,怀疑接 线盒供桥电压调整不合适所致,把秤体偏低的两个 点加上重量后进行供桥电压调整但效果仍不明显, 没办法把这两个点的传感器换成新的传感器效果还 是不好。至此该秤己换了五个传感器还是不解决问 题,无奈的情况下把接线盒又换成新接线盒进行调 整,问题还是没有解决,最后怀疑两个立柱限位器正 好是偏低点的位置是由它所致,用电气焊把立柱限 位器割掉重焊也没有效果,在动用了大量的人力、物 力消耗了十多天的时间进行了反复的检查、调试、修 理,故障仍没排除,到底是什么原因致使电子秤出现 如此故障使人不能理解。

最后请人帮助查找,在排除其它故障现象,进行 了全面、认真、仔细的检查后才发现,电子汽车衡的祸根在于传感器过载保护限位器间隙调整不合适所 致。由于大家对传感器过载保护限位器不了解,不 认识,不知道它的作用与重要性,也就没有去检查, 甚至有人看着它感觉只是一个没用的螺丝而且都锈 死了没什么作用根本就没想它。也没想到它还能出 故障,更有甚者,有同志查到它出现故障后,有的同 志还认为这是出厂时厂家就调整好的,动它也解决 不了故障的问题,不让触动。

检查发现电子汽车衡共用六个传感器其中就有 四个传感器的过载保护限位器简称限位器)间隙不 合适,因这是一台使用时间较长的汽车衡,改装之前 厂家调好的限位器没有重新调过,只知道换传感器 不知道调限位器,使其中有两个间隙过大都超出 5mm以上,这就容易造成重车压坏传感器的故障, 其中一个只能通过0.5mm的钢片,另一个0.5mm 钢片也通不过,只能用一片薄纸通过,及限位器间隙 小于0.5mm而且这两个间隙小的点正好是两头偏 低点,那么怎样才能说明限位器间隙调整不合适就 能造成如此大的怪病呢?我们结合图4来解释一下 该故障的关键问题

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大家知道电子汽车衡所用传感器 基本上都是剪切梁式传感器,该传感器受力如图4 所示,传感器(3)安装在秤体的方梁(5)上,两个大螺 1)2)把传感器3)固定,传感器压在不倒翁

(4)上接受重力传递,而不倒翁4)是放在秤基上而 受力。

假如传感器不受力时它的下平面是一条直线, 传感器没有产生应变,一旦受重力由于秤体和方梁 (5)下沉,使传感器一块下沉,但由于传感器的另一 端受不倒翁的作用把传感器顶住阻止传感器下沉, 迫使传感器本身挠度变形,这就是我们常说的应变, 由于传感器产生应变致使电阻应变片随之变形阻值 发生变化,应变电阻组成的平衡桥路不平衡而使其 产生了毫伏信号输出。有供桥电压情况下)而且这 个毫伏信号是随着重力的加大而信号也在变大。这 就是剪切梁式传感器的正常工作情况。

我们可以看到传感器的不倒翁一端除了下边有 不倒翁作为受力点外,其上边的方梁5)上还有一个 可调整的螺丝(6),这个螺丝6)就是传感器的过载 保护限位器,在图4我们可以看到传感器的上平面 与方梁的下平面有一个较大的间隙大约10mm 上,为了防止压力太大超过传感器量程范围把传感 器压坏, 所以在方梁上加另外一个可调整的限位螺 6)来确定传感器的机械变形量的大小,使传感器 受力达到量程范围后限位器螺丝顶住传感器的上平 面迫使传感器不能再变形,相应传感器信号也停止 变化,传感器不变形就避免了传感器的损坏,这就是 过载保护限位器的作用。

传感器限位器的间隙太小如检查出的两个点都 0.5mm虽然对保护传感器有好处,但传感器在 七的重量下限位器就限位了,致使传感器不能在量 范围内进行正常应变,信号不能正常输出,自然重 匱大信号小,电子秤便产生了故障,称量出现误差。 囟就是这台电子汽车衡的故障点。

那么剪切梁式传感器的限位器间隙调到什么程 芰就算合适呢?经验告诉我们电子汽车衡安装好以 民限位器与传感器上平面的距离大约为3mm就为 常,太大太小都对电子汽车衡工作不利。

以上我们重点介绍了传感器限位器的重要性和 :周整的必要性。这对我们正确认识电子秤限位器很 有必要。对其它形式的电子秤限位器同样都要引起 重视,它确实是电子秤的安全岗,保护神、生命线,是 不可缺少的。在维护保养上多下功夫,使限位器始终 处于良好的工作状态。只有使电子秤各种限位器工 作在正常、合适、安全、有效的工作状态,电子秤才能 长期、安全、稳定、高精度的进行称量。

 


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