Пристрій для вимірювання маси нетто вантажа

Устройство для измерения массы нетто груза, содержащее грузоприемщик с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через силовводящий элемент установлен силоизмери тельный датчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что 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 силовводящий элемент выполнен в виде стержня, который пропущен через отверстие в дне гильзы и скреплеи с подпятником 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. ел Изобретение относится к области измерительной техники 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, па раллельными одна другой и траверсе (а.с. Ns 1051370, М.кл. G 01 В 7/16). 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 прототипа, является электротензометрическое вывесоизмерительное устройство, содержащее грузоприемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные ча основании, причем между первой опорой и основанием через плиту (силовводящий элемент) установлен силоизмерительный датчик. ю ON о 15626 Кроме того, устройство содержит струны, прикрепленные к кронштейнам, фиксирующие положение плиты по отношению к основанию в горизонтальной плоскости, фальшоперы, устанавливаемые при необхо- 5 димости под грузоподъемником, измерительный прибор, на который поступают выходные сигналы от силоизмеритсльного датчика и преобразуются п показотели веса {"Устройства электротеизометрические 10 весоизмерительные I ЭДВУ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЖВ2.796.024ТО, 1981, рис.3 и 5). Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет измерять 15 мгесу нетто груза отдельно, о измеряет ее вместе с балластной массой груза, брутто. Задачей изобретения "Устройство для измерения массы нетто груза" является повышение точности устройстоз за счет обес- 20 печения возможности измерения массы нетто, меньшей балластной массы, путем компенсации балластной массы и передачи усилия от массы нетто груза па силоизмермтельный датчик. Поставленная задача достигается тем, что в устройство, содержащее грузоприомник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через 30 Силовводящий элемент установлен смлоизмерительный датчик, введены втулки с внутренней резьбой, П-образнал стойка с отверстием в горизонтальной перемычке, пружина, іильза с фланцем па открытом кон- 35 це и отверстием оее дне, причем гильза установлена в отверстии П-образной стойки, которая размещена над силоизмерительным датчиком, а его силовводлщий элемент выполнен и виде стержня, который пропу- 40 щен через отверстие в дне гильзы и скреплен с подпятником первой опоры, выполненным в виде поршня, который размещен в гильзе на пружине, при этом призма каждой опоры выполнена в виде винта и установлена во 45 втулке, которая закреплена па соогоетствующем кронштейне, а силонзмерительный датчик установлен с позмажностью осевого фиксированного перемещения. Введение а устройство отулки с внут- 50 ренней резьбой, П-образной стойки с отверстием в горизонтальной перемычке, пружины, гильзы с фланцем на открытом конце и отверстием в ее дне, установка гильзы в отвзретии П-образной стойки, разме- 55 щенной над силоизмерительмым датчиком, силовводящий элемент которого выполни)! в виде стержня, который пропущен через отверстие в дне гильзы и скреплен с подпчгпервой опоры, выполненным о виде 4 поршня; размещенного в гильзе на пружине, выполнение призмы каждой опоры в виде пинта и установка ео во втулке, которая закреплена иа соответствующем кронштейне и установка силоизмерительного датчика с возможностью осевого фиксированного перемещения позволяет компенсировать балластную массу и передавать усилия от массы нетто груза прямо па силоизмерительный датчик. На фиг.1 изображено устройство, измеряющее массу нетто; на фиг.2 - фалыиопорэ; па фиг.З - грузоподъемник, с одной стороны которого подсоединено устройство, измерпющее массу нетто, асдругой-фальшопора; на фиг.4,5,6,7 и 8 - варианты оозможного расположения силоизмерительных датчикоа и фэльшопор относительно измеряемой массы, а также геометрическое распределение усилий по опорам на устройство для измерения массы нетто груза: для фиг.4 при а** 120° и 3-х опорах it« 1/3-0.33; для фиг.5 при а « 180° и 3-х опорах п-= 1/2 = 0,5; для іЬиг.б при а - 180° и 4-х опорах п = 1/4 = 0.25; для фиг.7 при а= 120° и 3-х опорах п=- 1/3 = 0,33; для фиг.8 при а~ 180° и 4-х опорах п = 1/4 = 0,25; п - коэффициент геометрического распределения нагрузки на опоры; а- угол, определяющий распределение усилим в зависимости от расположения опор, На фиг.9 изображена диаграмма деформации упругого устройства под действием массы нетто и балластного груза, гдэ Р усилие, воспринимаемое пружиной силовводящего элемента от массы балластного груза, кг; С - величина сокращения пружины силооподящего элемента под действием массы балластного груза, см; ! - величина сокращения высоты упругого элемента силоизмерительного датчика под воздействием массы нетто груза, см. На фиг. 10 изображен упругий элемент темзомстрического датчика, где: L - общая высота упругого элемента, см; L.1, п , L3 ~ высота соответствующего сечения упругого элемента, см; 15626 Fi, F2, F3 - площадь соответствующего участка упругого элемента, см2, Устройство для измерения массы нетто груза содержит грузолриемник 1 (фиг. 1,2,3) с кронштейнами 2, установленными на опо- 5 реЗ, закрепленные на основании 4 (поз.2,3, А на фиг.1). Призма 5 каждой опоры 3 выполнена о виде винта 6 и установлена во втулке 7 с внутренней резьбой, которая закреплена на 10 соответствующем кронштейне 2 (поз.5,6,7 на фиг.1). С помощью винта 6 (фиг. 1,2) осуществляется регулировка расстояния Н (фиг.і)для установки грузоподъемника 1 о горизон- 15 тальное положение. Силоизмерительиый датчик 8 установлен на опорном фланце 9 между первой опорой 3 и основанием 4 через силовводящий элемент 10 с возможностью осевого 20 фиксированного перемещения (поз.8,9,10 на фиг.1}. Опорный фланец фиксируется винтом 11 (фиг.1). Втулка 7 зафиксирована гайкой 12 25 (фиг.2). Силовводящий элемент 10 выполнен в виде стержня и предназначен для компенсации балластной массы груза и для передачи усилия от массы нетто груза на силоизмери- 30 тельный датчик 8. Подпятник 13 первой опоры 3 выполнен в виде поршня, который размещен в гильзе 14 на пружине 15 (поз. 13, 14, 15 на фиг.1), 35 6 Силовводящий элемент 10 пропущен через отверстие 16 (фиг.1) в дне гильзы 14 и скреплен с подпятником 13 первой опоры 3. Над силоизмерительным датчиком 8 40 размещена П-обраэная стойка 17 с отверстием 18 в горизонтальной перемычке 19 (поз, 17, 18. 19 на фиг 1). Гильза 14 установлена в отверстии 18 П-образной стойки 17 и имеет фланец 20 45 (фиг.1) па открытом конце для опирання на Л-образную стойку 17. С одной стороны грузоприемник 1 опирается иэ опору 3 и через силовводящий элемент 10 - на силоизмерительиый дат- 50 чик 8, установленный на опорном фланце 9. С другой стороны (фиг.З) грузоприемник 1 опирается нафэльшолору21 (фиг.2) и поддерживающую стойку 22 (фиг.2), устанив- 55 ленную на основании 4. Фальшопора21 предназначена для распределения усилий от массы груза. Количество фальшопор зависит от формы груза или грузолриемника. Устройство работает следующим образам. Перед начатом измерения массы нетто груза производят компенсацию балластной массы груза, для чего устанавливают грузоприемник 1 в горизонтальное положение. Для этого винтом 6 регулируется расстояние Н на каждой опоре (см. фиг.1,2) до установления одинакового расстояния на каждой опоре, после чего это положение винта 6 фиксируется гайкой 12. Поднимают или опускают фланец 9 с размещенным на нем датчиком 8 путем вращения фланца 9 в одну или в другую сторону до тех пор, пока показания измерительного прибора датчика 0 установятся на нулевом значении, после чего установившееся положение фланца 9 фиксируется винтом 11. После выполнения регулировки и установки измерительного прибора на нуль, устройство готооо к работе. Затем производят заполнение грузоприемника 1 измеряемой массой и по показаниям датчика 8 судят о массе нетто груза. П р и м е р , При получении средьеуглеродистого феррохрома методом смешивания жидких расплавов производят технологическую операцию по заливке жидкого силикохрома в ковш, содержащий рудноиэвестковый расплав. Операция заливки должна осуществляться с жесткими требованиями как по весовому 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 выбросов расплава в процессе заливки. Исходные данные. Собственная масса ковша объемом 20 м 3 с рудноизвестковым расплавом 58000 кг; масса рудноиэвесткого расплава с твердыми 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 подлежит только масса силикохрома 5200 кг, а остальная масса 102000 кг является балластной и не должна участвовать Й данном процессе взвешиоэния. Определяем точность взвешивания мзесы нетто силикохрома (5200 кг) с исполь 1562G м устройства, измеряющего массу иогто (фиг.1) по формуле р • I ип = r _ i + q -к, кг зодатчика I определяется из суммы величии сокращений о каждом сечении (см. фиг, 10). . п х п х і и , п х q х Ij + , n x q x L a C M I • — ~ — = — и — — — F — —F~T=—« = ExF txF2 fcxFs (1) С где/*п - точность взвешивания; 0,5 x 5200 x 1.3 t 0,5 x 5200 x 4.7 Р - усилие, воспринимаемое пружиной 2,1 • 10~^х Ї0.Т7 ^ 2.t * 10~°хЗ,25 силовводящего элемента ( п р и а = 180°, п « 10 -0,5 фиг.5, Р - 102000 0.5 = 51000 кг); 0,5x5200x1,8 = 0,002039 см. С - величина сокращения высоты пру6 2.1 • 1(Г х 24,46 жины под действием силы Р (фиг,9), которая зависит от характеристики пружины и приПодставив полученные значения в форнимается равной С = 16,8158 см; мулу (1), получили численное значение точК - точность взвешивания тензометри- 15 ности взвешивания массы нетто груза, в ческого датчика от наибольшего предела датюм случае силикохрома ^200 кг). взвешивания (нетто) 1 % (для данного приг мера наиболее подходящим является дат51000x0.002039 в чик типа 1ЭДВУ5-2-03.012-0.5); /іп 16.8Ї58 1 - величина сокращения высоты сило- 20 х 0,01 =58.186 кг. измерительного элемента тонзометрического датчика под воздействием массы і (иже приведена сопоставительная табнетто груза, определяемая по формуле; п х q х Li ExF см. 25 где q - масса нетто груза, кг; L - высота силоизмерительного элемента тензодатчика (фиг.10), о данном случае: 30 L = Li + U + Із: где Li - 1,3 см, L2 - 4,7 см, |_з - 1,8 см; F - площадь поперечного сечения силоизмерительного элемента тензодатчика, см2(фиг.1О). В данном случае; 35 F = Fi + Т-2 + F3, гдеРі - Ю.Псм 2 , F 2 = 3,25CM 2 ; F3 = 24,46CM 2 . Є - модуль упругости силоизмеритель- АО ного элемента тензодатчика, кгс/см (для закаленной стали Є = 2.1'Ю"6 кгс/см2); п - коэффициент геометрического распределения нагрузки на опоры (при расположении опор под углом а = 180°, п - 0,5. фиг.5). . Виду того, что поперечное сечение силоизмерительного элемента имеет перэменнос сечение, то общая величина сокращения высоты силоизмерительиого элемента тен- 50 лица взвешивания по заявляемому устройству и устройстоу-протошпу. Анализ таблицы показал, что по прототипу (брутто 107200 кг, полученное из суммироозния балластной массы 102000 кг и массы нетто 5200 кг) точность озвешивания составляет 1072 кг или 1%. Если же точность взвешивания 1072 кг отнести к интересуемой массе нетто 5200 кг, то это составит 20,6%; по заявляемому устройству балластная масса 102000 кг скомпенсирована упругим элементом, поэтому DO снимание принимается масса нетто 5200 кг, or которой точность взвешиваний 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 із 18,55 раза. Точность взвешивания по заявляемому устройству ±58.10 кг соотоетстоует требованиям задачи. Таким образом, заявляемое устройство с уравновешиванием балластной массы, по сравнению с прототипом, позволяет повысить точность взвешивания. 15626 Наименование показателей Взвешиваемая масса, кг * Масса нетто, кг Точность взвешивания, % Точность взвешивания, отнесенная к массе нетто 5200 кг, % 10 По прототипу По заявляемому устройству брутто 107200 5200 1072 масса балласта скомпенсирована Нетто 5200 58,18 20,6 1.11 Фиг. 3 Фиг Ч Фиг. 2. Фие.5 15626 Фиг. 6 X Фиг.в X Фаз. 9 Фие Упорядник Замовлення 4193 Техред М.Моргентал Коректор Л. Лук?ч Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101