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專利名稱：用于電子皮帶秤的傳感器側(cè)置式稱重機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電子皮帶的秤的傳感器側(cè)置式稱重機(jī)構(gòu)，包括位于皮帶下方的稱重托輥和稱重框架，平衡架，平衡架軸，位于軸兩端的簧片支座，連接稱重框架和簧片支座的傳力簧片，連接平衡架前端和底座后端的稱重傳感器。
力傳遞裝置是電子皮帶秤稱重過程中的一個(gè)轉(zhuǎn)換還節(jié)，其精度和穩(wěn)定性能對皮帶秤的性能優(yōu)劣起著決定性的作用。目前，電子皮帶秤的種類很多，其傳力裝置大部份都是杠桿裝置。但是這種杠桿裝置的缺陷是，安裝時(shí)需要反復(fù)尋找線性度，重復(fù)性和零值穩(wěn)定性均好的位置點(diǎn)，技術(shù)復(fù)雜，而且對安裝調(diào)試的現(xiàn)場條件要求很高，因而其精度和穩(wěn)定性就難于保證。通常，精態(tài)達(dá)到8‰已經(jīng)是比較理想的了。
德國專利DT2810－185中公開了一種力傳遞和轉(zhuǎn)換的承載桿，其中采用了圓弧面的傳力結(jié)構(gòu)。但是，這種結(jié)構(gòu)在受力時(shí)仍不能保證受力點(diǎn)和支點(diǎn)之間的距離不變。因此，這種結(jié)構(gòu)仍有不能精確保證測量精度的缺陷。
本申請人在中國專利ZL91106912.7中已經(jīng)公開了一種解決上述問題的技術(shù)解決方案，但是在使用中發(fā)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的維修性能差。即在對傳感器進(jìn)行維修時(shí)，要對上述整個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆卸。這給維修操作造成很大困難，同時(shí)造成停機(jī)時(shí)間長等缺陷。
本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供一種用于電子皮帶秤的傳感器側(cè)置式的稱重機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)本身在受力時(shí)不會(huì)由于其結(jié)構(gòu)而影響測量精度同時(shí)便于維修。
本實(shí)用新型采用下述方式實(shí)現(xiàn)上述目的用于電子皮帶稱的傳感器側(cè)置式稱重機(jī)構(gòu)，包括位于皮帶下方的稱重托輥和稱重框架，平衡架，平衡架軸，位于軸兩端的簧片支座，連接稱重框架和簧片支座的傳力簧片，至少傳力簧片的一個(gè)受力面為圓弧面，傳力簧片的一端與上述圓弧面固定相連，其另一端與簧片支座固定相連，所述平衡架沿平衡架軸的軸線方向置于該軸的一端，一個(gè)副箱體與剛性殼體的側(cè)壁剛性連接并包容著平衡架，稱重傳感器的一端固連于上述副箱體上，其另一端則與平衡架的另一端相連。
所述的平衡架與傳感器相連的一端是圓弧面，該面的半徑為平衡架頂端受力點(diǎn)到平衡架軸線的距離，其圓心在所述軸線上。所述剛性殼體為矩形殼體，殼體內(nèi)設(shè)有加強(qiáng)筋。所述殼體的頂面為平面。所述殼體的頂面為球面。所述副箱體的一側(cè)通過螺栓與剛性殼體連接。所述副箱體的一側(cè)在通過螺栓與剛性殼體連接之后再與其焊接固定。所述副箱體的一側(cè)設(shè)有可開啟的蓋。在所述殼體中，沿與平衡架軸線相平行的方向，穿過所述傳感器與副箱體相連接的位置處設(shè)有加強(qiáng)筋，該筋在所述傳感器的位置處包容該傳感器，從而使該副箱體在所述傳感器的位置處受到垂直于所述位置處上表面的1.5倍于傳感器滿量程值的力的作用時(shí)，其對應(yīng)的上表面處的變形小于0.01mm，最好小于0.005mm。
由于本實(shí)用新型采用了在平衡架的端部設(shè)置圓弧面與傳力彈簧片固定連接的結(jié)構(gòu)，因此在本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)受力時(shí)完全保證了平衡架的受力點(diǎn)與平衡架回轉(zhuǎn)中心的距離不變。由此而有效地保證了該機(jī)構(gòu)的測量精度。
又由于本實(shí)用新型還采用了剛性的殼體，所以該機(jī)構(gòu)在受力時(shí)整體結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生變形，這樣又進(jìn)一步提高了本稱重機(jī)構(gòu)的測量精度。所述的剛性殼體中還設(shè)有許多的加強(qiáng)筋，這些筋設(shè)置在殼體內(nèi)壁的四周。筋板的一側(cè)與所述殼體的頂板連接，其另一側(cè)則與殼體的垂直側(cè)壁連接。尤其是本實(shí)用新型中還采用了一個(gè)副箱體。這個(gè)副箱體與上述剛性箱體通過螺栓連接，從而使兩者成為剛性的整體。這種剛性的整體對于本機(jī)構(gòu)的測量精度無任何影響。但是由于有了這個(gè)副箱體，就可以將傳感器安裝在該副箱體中。副箱體的側(cè)面上設(shè)有一個(gè)可開啟的蓋板，在需要對傳感器進(jìn)行修理時(shí)就可以只開啟該蓋板而無須對整個(gè)剛性殼體進(jìn)行拆卸。這樣做的結(jié)果是很明顯的，即十分有效地簡化了維修的工作量。同時(shí)在該副箱體中還設(shè)有一條加強(qiáng)筋。這條加強(qiáng)筋通過所述的傳感器所處的位置，并且包容該傳感器。這樣，即可有效地加強(qiáng)副箱體的頂板在此處的強(qiáng)度，從而使其在受到小于或等于傳感器滿量程值1.5倍的載荷的情況下，其變形小于0.01mm，最好是小于0.005mm。
下面將根據(jù)附圖對本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，通過以下的描述本實(shí)用新型的其它目的和效果將變得更加明顯。其中

圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)力傳遞裝置結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)力傳遞裝置受力原理分析示意圖；圖3是表示本實(shí)用新型稱重機(jī)構(gòu)的受力原理分析示意圖；圖4是表示本實(shí)用新型稱重機(jī)構(gòu)的示意圖。
圖5是沿圖4中a－a線局部剖的表示簧片連接關(guān)系的示圖。
現(xiàn)有的杠桿式力傳遞裝置如圖1所示，其中包括位于皮帶1下方兩側(cè)的稱重托輥2和稱重框架4(圖中僅示意地表示了一側(cè))，平衡架3，平衡架轉(zhuǎn)軸8和位于該軸兩端的簧片支座9(圖中也僅表示了一側(cè))，連接稱重框架4和簧片支座9的傳力簧片5，連接于平衡架3前端和運(yùn)輸機(jī)底座上的稱重傳感器6。
目前，在所有的這類產(chǎn)品中，傳力簧片與簧片支座的連接以及稱重傳感器與平衡架的連接都是如圖1所示的以平面相連接。圖中的7，11表示固定連接用的螺釘。在諸多的有關(guān)電子皮帶稱的專利文件和非專利文件中，均未見到有關(guān)傳力簧片及稱重傳感器的連接結(jié)構(gòu)的討論。
V 本申請人經(jīng)過理論計(jì)算和實(shí)踐檢驗(yàn)，提出如下觀點(diǎn)傳力簧片及稱重傳感器在傳遞裝置上這種傳統(tǒng)的，以平面連接的結(jié)構(gòu)，是影響傳遞精度和裝置穩(wěn)定性的客觀原因之一。
因此，必需對其進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)有的力傳遞原理分析如圖2所示，平衡架軸心O點(diǎn)即為杠桿支點(diǎn)，W’為初始狀態(tài)重力，作用于A’點(diǎn)。F’為空載狀態(tài)杠桿頭部所受的力，該力作用于B’點(diǎn)。W為杠桿所受的重力，由于傳感器的彈性變形，這時(shí)杠桿已經(jīng)傾斜，該力作用于B點(diǎn)。F1，F(xiàn)2為F的分力。a為重力臂，b為傳遞力臂，為杠桿偏轉(zhuǎn)角，為受力后彈簧片的上連接點(diǎn)A’相對其下連接點(diǎn)D轉(zhuǎn)過的角度。根據(jù)杠桿平衡原理，傳遞力F計(jì)算公式如下W1*a＝F1*b (1)W1＝W*cos(α＋θ) (2)F1＝F*cos (α)/2 (3)將(2)，(3)代入(1)，則F＝ (cos(α＋θ))/(cos(α／2)) * (a)/(b) * W (4)從(4)可以看出，F(xiàn)為變量α和θ的函數(shù)，和根據(jù)重力W的不同而不斷變化，盡管實(shí)際上角α小于0.2度，角θ比角α更小，但是力矩的誤差是客觀存在的，在對電子皮帶稱精度和穩(wěn)定性要求越來越高的情況下，這種誤差產(chǎn)生的原因決不能忽視。在這種誤差存在的情況下，現(xiàn)有技術(shù)通常用支點(diǎn)位置的精度來彌補(bǔ)，這也是現(xiàn)有技術(shù)裝置穩(wěn)定性難以保證的原因之一。
圖3所示的是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)。其中，在皮帶1下方的兩側(cè)分別設(shè)有稱重托輥2，在該托輥的下方與托輥剛性地連接有稱重框架4，軸8可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在一個(gè)與皮帶運(yùn)輸機(jī)固定相連的剛性殼體13上。從圖3中可以清楚地看出，簧片支座9為圓柱形，傳力簧片的一端通過螺釘11與簧片支座固定連接，其另一端則與稱重框架4固定相連。這樣傳力簧片是繞在圓柱形的簧片支座9上，因此，本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)在受力時(shí)受力點(diǎn)A至回轉(zhuǎn)中心O的距離AO是不變的。由此而消除了由于杠桿機(jī)構(gòu)中力臂的變化而對測量結(jié)果的影響，這也是本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)提高測量精度的一種重要的措施。當(dāng)然，也可以將這種機(jī)構(gòu)用于平衡架與傳感器相連的一端，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)在于可以進(jìn)一步提高測量精度。
如圖3和4所示，在本實(shí)用新型中，將平衡架3用軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在一個(gè)剛性的殼體13上。這個(gè)剛性殼體13呈矩形，其上表面可以是平面也可以是球面，最好是球面的。該殼體的一面是敞開的，在殼體的側(cè)壁與頂面相連接的部位上還均勻布置有加強(qiáng)筋14。在如圖所示的傳感器與副箱體19的頂面相連接的部位處還單獨(dú)地設(shè)有一條與平衡架的回轉(zhuǎn)軸線相平行的加強(qiáng)筋15，該筋在所述部位處為凹陷形。該凹陷形用于容納傳感器。圖中為簡明起見沒有表示上述的凹陷形，而只是畫出了其縱向的筋板。通過如此布置加強(qiáng)筋，使得副箱體的整體強(qiáng)度和剛性得到很好的加強(qiáng)。這樣，副箱體在受到傳感器滿量程的1.5倍的載荷時(shí)，其變形小于0.01mm，最好小于0.005mm。
從圖中還可以看出，副箱體19的一側(cè)上設(shè)有一個(gè)蓋板，該蓋板是通過螺栓固定在上述副箱體19上的。因此在傳感器6發(fā)生任何故障時(shí)只需打開蓋板即可進(jìn)行維修。副箱體19與剛性殼體13是通過螺栓連接的。但是，最好是在用螺栓連接之后再焊接連接。這樣做的結(jié)果是兩者之間的連接剛性更好。這將在結(jié)構(gòu)改變之后有效地保證測量的精度。當(dāng)然，采用熱膨脹螺栓將兩者安裝在一起也一樣能夠保證兩者之間的連接剛性，從而使測量精度得到保證。
上述殼體是通過圖4中的螺釘17固定在皮帶運(yùn)輸機(jī)的地座上的，圖中的螺釘17沒有詳細(xì)表示。從圖中還可以看到彈簧片5也是通過螺釘固定在彈簧支座9上的。
除此之外，本發(fā)明的主副箱體還可以是整體鑄造而成的。
本實(shí)用新型正是通過上述圓形弧面結(jié)構(gòu)和一個(gè)剛性殼體相結(jié)合的方式來保持測量精度的。因?yàn)椋瑘A弧結(jié)構(gòu)可以從幾何尺寸方面保證測量精度，但是，在本機(jī)構(gòu)的整體剛性和強(qiáng)度不足時(shí)，將會(huì)由于結(jié)構(gòu)本身的變形而造成測量誤差。因此，在具備上述強(qiáng)度和剛度的條件下，可靠地保證精態(tài)測量精度在0.02的范圍內(nèi)，動(dòng)態(tài)精度在0.1之內(nèi)。(測量方法滿足國際法定計(jì)量組織OIML第50號(hào)建議的要求)。
上述結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的描述只是用于對本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例的說明，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)作出各種變化。
權(quán)利要求1.用于電子皮帶稱的傳感器側(cè)置式稱重機(jī)構(gòu)，包括位于皮帶(1)下方的稱重托輥(2)和稱重框架(4)，平衡架(3)，平衡架軸(8)，位于軸兩端的簧片支座(9)，連接稱重框架(4)和簧片支座(9)的傳力簧片(5)，至少傳力簧片(5)的一個(gè)受力面為圓弧面，傳力簧片(5)的一端與上述圓弧面固定相連，其另一端與簧片支座(9)固定相連，所述平衡架(3)沿平衡架軸(8)的軸線方向置于該軸的一端，一個(gè)付箱體(19)與剛性殼體(13)的側(cè)壁剛性連接并包容著平衡架(3)，稱重傳感器(6)的一端固連于上述付箱體(19)上，其另一端則與平衡架(3)的另一端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的平衡架(3)與傳感器(6)相連的一端是圓弧面，該面的半徑為平衡架(3)頂端受力點(diǎn)到平衡架(3)軸線的距離，其圓心在所述軸線上。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述剛性殼體(13)為矩形殼體，殼體內(nèi)設(shè)有加強(qiáng)筋。
4.如權(quán)利要求1或3所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述殼體(13)的頂面為平面。
5.如權(quán)利要求1或3所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述殼體(13)的頂面為球面。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述付箱體(19)的一側(cè)通過螺栓(20)與剛性殼體(13)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述付箱體(19)的一側(cè)在通過螺栓(20)與剛性殼體(13)連接之后再與其焊接固定。
8.如權(quán)利要求1或6或7所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述付箱體(19)的一側(cè)設(shè)有可開啟的蓋。
9.如權(quán)利要求1或6或7所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，在所述付箱體中，沿與平衡架(3)軸線相平行的方向，穿過所述傳感器(6)與付箱體(19)相連接的位置處設(shè)有加強(qiáng)筋(15)，該筋在所述傳感器(6)的位置處包容該傳感器，從而使該付箱體(19)在所述傳感器(6)的位置處受到垂直于所述位置處上表面的1.5倍于傳感器滿量程值的力的作用時(shí)，其對應(yīng)的上表面處的變形小于0.01mm，最好小于0.005mm。
10.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主付箱體為整體鑄造而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種稱重機(jī)構(gòu)，其中，至少傳力簧片的一個(gè)受力面為圓弧面，傳力簧片的一端與上述圓弧面固定相連，其另一端與簧片支座固定相連。所述平衡架的兩端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在一個(gè)副箱體兩個(gè)相對的側(cè)壁上，在上述副箱體的側(cè)面設(shè)有一個(gè)剛性殼體，所述稱重傳感器的一端固連于上述副箱體中，其另一端則與平衡架的另一端相連。該機(jī)構(gòu)可以提高測量精度及穩(wěn)定性，同時(shí)可以使維修工作大幅度簡化。
文檔編號(hào)G01G11/02GK2193543SQ9421136
公開日1995年3月29日 申請日期1994年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月10日
發(fā)明者張家瑋 申請人:張家瑋