Устройство для измерения массы нетто груза

(53)5 С 01 6 7/ ЕТЕНИ САНИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) 4635631/10 (22) 10.01.89 (46) 23.02,93, Бюл, Ф 7 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности "Гипросталь" (72) В,М.Амбражевич (73) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности (56) Устройства тензометрические весоизмерительные 1 ЭДВУ, Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЖВ 2 796 024 ТО, 1981 г., рис. 3, 5, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ НЕТТО ГРУЗА (57) Сущность изобретения; грузоприемник установлен на основании 4 с помощью.,Ж1797696 кронштейнов 2, В отверстии кронштейна 2 установлена втулка 7 с внутренней резьбой, в которой размещена призма 6 в виде винта. Опора призмы 6 выполнена в виде поршня 3. Поршень 3 установлен на пружине 15 в гильзе 20 и скреплен с силовыводящим стержнем 10, который пропущен через отверстие в дне гильзы 20, Гильза 20 установлена в отверстии П-образной стойки 19 над силоизмерительным датчиком, установленным с возможностью осевого фиксированного перемещения. До начала измерения массы нетто компенсируют балластную массу груза путем выравнивания расстояния от кронштейна 2 до П-образной стойки 19 и последующей установки показания силоиэмерительного датчика 8 на нуль, 10 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении груза в различных областях народного хозяйства.Известен электромеханический тензометр, содержащий корпус, две опорные ножки, установленные в нем, два чувствительных элемента, закрепленных в корпусе одним концом так, что их оси вращения расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, измерительную ножку, узел крепления измерительной ножки к корпусу, включающий элемент, связывающий их через ножевые опоры,Элемент выполнен в виде траверсы, а узел крепления снабжен двумя нитями, параллельными одна другой и траверсе.Недостатком известного тензометра является то, что он предназначен для деформации твердого тела и не может быть использован для измерения массы груза,Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототип а, я вняется электротензометрическое весоизмерительное устройство, содержащее грузоподъемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через плиту(силовводящий элемент) установлен силоизмерительный датчик.Кроме того, устройство содержит струны, прикрепленные к кронштейнам, фиксирующие положение плиты по отношению к основанию в горизонтальной плоскости, фальшопоры, устанавливаемые при необходимости под грузоприемником, измерительный прибор, на который .поступают выходные сигналы от силоизмерительного датчика и преобразуются в показатели веса,Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет измерять массу нетто груза отдельно, а измеряет ее вместе с балластной массой груза, брутто.Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет обеспечения возможности измерения массы нетто, меньшей балластной массы.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее груэоприемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через силовводящий элемент установлен силоиэмерительный датчик, введены втулки с внутренней резьбой, П-образная стойка с отверстием в горизонтальной перемычке, пружина, гильза с фланцем на открытом конце и отверстием в ее дне, причем гильза установлена в отверстии П-образной стойки, которая размещена над силоизмерительным датчиком, а его силовводящий элемент выполнен в виде стержня, которыйпропущен через отверстие в дне гильзы и5 скреплен с подпятником первой опоры, выполненным в виде поршня, который размещен в гильзе на пружине, при этом призмакаждой опоры выполнена в виде винта иустановлена во втулке, которая закреплена10 на соответствующем кронштейне, а силоизмерительный датчик установлен с возможностью фиксированного перемещения,Примеры реализации предлагаемого устройства приведены на прилагаемых черте 15 жах,На фиг.1 изображено устройство, измеряющее массу нетто; на фиг.2 - фальшопора; на. фиг.З изображенгрузоприемник, содной стороны которого подсоединено уст 20 ройство, измеряющее массу нетто, а с другой - фальшопора,На фиг,4, 5, 6, 7 и 8 приведены вариантывозможного расположения силоизмери. тельных датчиков и фальшопор относитвльно измеряемой массы, а также геометрическое распределение усилий по опорам наустройство для измерения массы нетто груза,для фиг.4 при а = 120 и 3-х опорах п =30 1= - 0,25;и - коэффициент геометрического регулиро 45 вания нагрузки на опоры;а - угол, определяющий распределениеусилий в зависимости от расположения опор,. На фиг,9 изображена диаграмма деформации упругого устройства под действием50 массы нетто и балластного груза,где Р - усилие, воспринимаемое пружинойсиловводящего элемента от массы балластного груза; кг;С - величина сокращения пружины си 55 ловводящего элемента под действием массы балластного груза. см;1 - величина сокращения высоты упругого элемента силоизмерительного датчикапод воздействием массы нетто груза, см.На фиг. 10 изображен упругий элемент тензометрического датчика.где- общая высота упругого элемента, см;О, Е 2, з - высота соответствующего сечения упругого элемента, см;Г 1, Р 2, Гз - площадь соответствующего участка упругого элемента, см,гУстройство для измерения массы нетто груза содержит грузоприемник 1 (фиг,1, 2, 3) с кронштейнами 2, установленными на опоре 3, закрепленные на основании 4.Призма 5 каждой опоры 3 выполнена в виде винта 6 и установлена во втулке 7 с внутренней резьбой, которая закреплена на соответствующем кронштейне 2.С помощью винта 6 осуществляется регулировка расстояния Н (фиг,1) для установки грузоприемника 1 в горизонтальное положение.Силоизмерительный датчик 8 установлен на опорном фланце 9 между первой опорой 3 и основанием 4 через силовводящий элемент 10 с воэможностью осевого фиксированного перемещения.Опорный фланец фиксируется винтом 11,Втулка 7 зафиксирована гайкой 12, Силовводящий элемент 10 выполнен в виде стержня и предназначен для компенсации балластной массы груза и для передачи усилия от массы нетто груза на силоизмерительный датчик 8.Подпятник 13 первой опоры 3 выполнен в виде поршня, который размещен в гильзе 14 на пружине 15.Силовводящий элемент 10 пропущен через отверстие 16 в дне гильзы 14 и скреплен с подпятником 13 первой опоры 3.Над силоизмерительным датчиком 8 размещена П-образная стойка 17 с отверстием 18 в горизонтальной перемычке 19,Гильза 14 установлена в отверстии 18 П-образной стойки 17 и имеет фланец 20.на открытом конце для опирания на П-образную стойку 17. С одной стороны грузоприемник 1 опирается на опору 3 и через силовводящийэлемент 10 - на силоизмерительный датчик8, установленный на опорном фланце 9.С другой стороны (фиг,3) грузоприемник1 опирается на фальшопору 21(фиг,2) и поддерживающую стойку 22, установленную наосновании 4.Фальшопора 21 предназначена дляраспределения усилий от массы груза.Количество фальшопор зависит ат форму груза или грузоприемника,Устройство работает следующим образом, ние Н на каждой опоре (см, фиг.1, 2) до установления одинакового расстояния на каждой опоре, после чего это положение винта 6 фиксируется гайкой 12.10 Поднимают или опускают фланец 9 сразмещенным на нем датчиком 8 путем вращения фланца 9 в одну или в другую сторону до тех пор, пока показания измерительного прибора датчика 8 установятся на нулевом 15 значении, после чего установившееся положение фланца 9 фиксируется винтом 11.После выполнения регулировки и установки измерительного прибора на нуль устройство готово к работе,20 Затем производят заполнение грузоприемника 1 измеряемой массой и по показаниям датчика 8 судят о массе нетто груза.Например, при получении среднеуглеродистого феррохрома методом смешива ния жидких расплав производяттехнологическую операцию по заливке жидкого силикохрома в ковш, содержащий рудноизвестковый расплав.Операция заливки должна осущесте ляться с жесткими требованиями как по вежит только масса силикохрома 5200 кг, а остальная масса 102000 кг является балластной и не должна участвовать в данном процессе взвешивания,Определяем точность взвешивания массы нетто силикохрома (5200 кг) с использованием устройства, измеряющего массу нетто, (фиг,1) по формуле:Р - С +ц К,кг,Р 1(1) 35 40 45 50 Перед началом измерения массы нетто груза производят компенсацию балластной массы груза, для чего устанавливают грузо- приемник 1 в горизонтальное положение. Для этого винтом 6 регулируется расстоясовому количеству заливаемого силикохрома, так и по количеству заливки в единицу времени,Такие требования связаны, с одной стороны, с технологией восстановления феррохрома, а с другой - с ликвидацией выбросоврасплава в процессе заливки.Исходные данные.Собственная масса ковша объемом 20м с рудноизвестковым расплавом - 58000зкг; масса рудноизвесткового расплава ствердыми добавками - 24000 кг; масса футерованной платформы весового устройства -20000 кг,Итого, масса балластного груза составляет:58000+ 24000+ 20000 = 102000 кг.Количество заливаемой массы силикохрома нетто составляет 5200 . 60 кг,В данном случае взвешиванию подле1797696 10 15 20 30 35 40 50 где,ип - точность взвешивания;Р - усилие, воспринимаемое пружиной силовводящего элемента (при а= 180 О, и = =0,5,фиг.5, Р = 1020000,5 = 51000 кг);С - величина сокращения высоты пружины под действием силы Р (фиг,9); которая зависит от характеристики пружины и принимается равной С = 16,8158 см;К - точность взвешивания тензометрического датчика от наибольшего предела взвешивания (нетто) + 1%. (Для данного примера наиболее подходящим является датчик типа 1 ЭДВУ 5 - 2 - 08,012 - 0,5);- величина .сокращения высоты силоизмерительного элемента тензометрического датчика под воздействием массы нетто груза, определяемая по Формуле:п Х Х.ЕХРгде о - масса нетто груза, кг;1 - высота силоизмерительного элемента тензодатчика (фиг.10).В данном случае:1 = О+6+1.з, где 1 1= 1,3 см, 12 = 4,7 см, 1 з = 1,8 см.Е - площадь поперечного сечения силоизмерительного элемента тензодатчика, см (фиг,10), В данном случае;Г Г+ Г 2+ Гз,где Р = 10,17 см, Р 2 = 3,25 см; Ез= 24,46 см,Е - модуль упругости силоиэмерительного элемента тензодатчика кгс/см (для2 закаленной стали Е = 2,1 10 кгс/см );и - коэффициент геометрического распределения нагрузки на опоры (при расположении опор под углом а = 180 О, и = 0,5, фиг.5).Ввиду того, что поперечное сечение силоизмерительного элемента имеет переменное сечение. то общая величина сокращения высоты силоизмерительного элемента тензодатчика 1 определяется из суммы величин сокращений в каждом сечении (см, фиг.10),уха х 11 и хц х 12 уха х 1 зПодставив полученные значения в формулу (1), подучили численное значение точности взвешивания массы нетто груза, в данном случае силикохрома (5200 кг)51000 х 0,002039 + 5200 х 001 =16.8158=58,186 кг,Ниже приведена сопоставительная таблица взвешивания по заявляемому устройству и устройству-прототипу.Анализ таблицы показал, что по прото-, 5 типу (брутто 107200 кг, полученное из суммирования балластной массы 102000 кг и массы нетто 5200 кг) точность взвешивания составляет 1072 кг или 1%, Если же точность взвешивания 1072 кг отнести к интересуемой массе нетто 5200 кг, то это составит 20,6%;по предлагаемому устройству балластная масса 102000 кг скомпенсирована упругим элементом, поэтому во внимание принимается масса нетто 5200 кг, от которой точность взвешивания составляет 58,18 кг или 1,11%.Следовательно, точность взвешивания массы нетто 5200 кг по прототипу не отвечает условиям поставленной задачи + 60 кг,так как превышает ее в 18,55 раза,Точность взвешивания по предлагаемому устройству + 58,18 кг соответствует требованиям задачи.Таким образом, предлагаемое устройство с уравновешиванием балластной массы по сравнению с прототипом позволяет повысить точность взвешивания,Формула изобретения Устройство для измерения массы нетто груэа, содержащее грузоприемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через силовводящий элемент установлен силоизмерительный датчик,отл ича ющеес ятем,что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения возможности измерителя массы нетто, меньшей балластной массы, в него введены втулки с внутренней резьбой, П-образная стойка с отверстием в горизонтальной перемычке, пружина, гильза с фланцем на открытом конце и отверстием в ее дне,причем гильза установлена в отверстии П- образной стойки, которая размещена над силоизмерительным датчиком, а его силов- водящий элемент выполнен в виде стержня, который пропущен через отверстие в дне гильзы и скреплен с иодпятником первой опоры, выполненным в виде поршня, который размещен в гильзе на пружине, при этом призма каждой опоры выполнена в виде винта и установлена во втулке, которая закреплена на соответствующем кронштейне, а силоизмерительный датчик установлен с возможностью осевого Фиксированного перемещения,1797696 Составитель В,АмброжевичТехред М,Моргентал Корректор П.Гереши эктор Н.Коэло И Т ССС Производственн кий комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 6 ВНИТираж ственного комите 113035, Москва, Подписноепо изобретениям и открытия35, Раушская наб 4/5