专利名称：高精度力传递装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在电子皮带秤等大型动态衡器中应用的、将作用在称重托辊上的力传递给称重传感器的高精度力传递装置。
力传递装置是电子皮带秤称量过程中第一个转换环节，它的精度和稳定性对皮带秤的性能优劣起着决定性的作用。目前，电子皮带秤的种类很多，其力传递装置大部分为杠杆装置，如西德菲利浦公司的BW2－2型带平衡重的双杠杆式电子皮带秤，国内成都科学仪器厂的GGP－50型双杠杆式电子皮带秤，南京电脑计量设备公司的BSM－3型双杠杆式电子皮带秤。现有的杠杆式力传递装置，安装时要反复寻找线性度、重复性和回零度均好的位置点，技术复杂，对安装调试现场条件要求很高，其精度和稳定性难于保证。目前认为精度达8‰已经是比较理想的了。现有的杠杆式力传递装置如
图1所示，包括位于皮带1下方两侧的称重托辊2和称重框架4(图中仅示意一侧)、平衡架3、平衡架转轴8、位于轴两端的簧片支座9(图中仅示意一端)、连接称重框架和簧片支座的传力簧片5、连接平衡架前端和底座的称重传感器6。簧片支座及平衡架前端均为长方体形状。物料10的重量通过皮带1、称重托辊2加到称重框架4上，再通过传力簧片5作用到簧片支座9及平衡架3上，使平衡架以轴8为支点偏转一定角度，并根据杠杆平衡原理将力传递给称重传感器6。目前所见到的有关产品，传力簧片与簧片支座的连接以及称重传感器与平衡架的连接，都是如图1所示的以平面相连接，7、11示意固定连接用的螺钉。在诸多有关电子皮带秤的专利文献和非专利文献中，均未见有关传力簧片及称重传感器的连接结构的讨论。
申请人经过理论计算和实践验证，提出如下观点传力簧片及称重传感器在力传递装置上的这种传统的、以平面相连接的结构，是影响力传递精度和装置稳定性的客观原因之一，必须对其进行改进。现有技术力传递原理分析如图2所示，平衡架轴心O点即为杠杆支点，W′为初始状态重力，作用于A′点，F′为初始状态传递力，作用于B′点，W为杠杆偏转后重力，作用于A点，W1、W2为W的分力，F为杠杆偏转后传递力，作用于B点，F1、F2为F的分力，a为重力臂，b为传递力臂，α为杠杆偏转角，θ为A′、A相对于称重框架4的夹角。根据杠杆平衡原理，传递力F计算公式如下W1·a＝F1·b(1)W1＝W·COS(α＋θ)(2)F1＝F·COS (α)/2 (3)
将(2)、(3)代入(1)，则F=COS(a+θ)COSa2·ab·W----(4)]]>从(4)式可以看出，F为变量α和θ的函数，α和θ根据重力W的不同而不断变化，尽管实际上角α小于0.2度，角θ比角α更小，但力矩的误差是客观存在的，在对电子皮带秤精度和稳定性要求越来越高的情况下，这种误差产生的原因决不能忽视。在这种误差存在的情况下，现有技术通常用支点位置的精度来弥补，这也是现有技术装置稳定性难以保证的原因之一。
本实用新型的目的是，根据以上分析，对现有技术中传力簧片与簧片支座的连接结构进行改进，提高杠杆式力传递装置的精度，改善其稳定性。
本实用新型进一步的目的是，对现有技术中称重传感器与平衡架的连接结构进行改进，进一步提高力传递装置的精度和稳定性。
本实用新型的技术解决方案如下(1)传力簧片与簧片支座之间的连接结构为，簧片支座上至少在受力一侧具有圆弧面，该圆弧的半径为簧片支座受力点到平衡架轴中心线的距离，圆心在轴中心线上，传力簧片与该圆弧面相接触后，固定连接到簧片支座上。(2)称重传感器与平衡架前端之间的连接结构为，称重传感器一端通过传力簧片连接平衡架顶端，平衡架顶端具有圆弧面，该圆弧的半径为平衡架顶端受力点到平衡架轴中心线的距离，圆心在轴中心线上，传力簧片与该圆弧面相接触后，固定连接到平衡架上。
下面参照附图并结合实施例对本实用新型进行详细描述图1为现有技术力传递装置结构示意图。
图2为现有技术力传递原理分析示意图。
图3为本实用新型力传递装置实施例结构示意图。
图1、图2在前面已有说明。
如图3所示，实施例为多托辊双杠杆式电子皮带秤的力传递装置，组成包括位于皮带1下方两侧的称重托辊2和称重框架4(图中仅示意一侧)、平衡架3、平衡架转轴8、位于轴两端的簧片支座9(图中仅示意一端)、连接称重框架和簧片支座的传力簧片5、连接平衡架前端和底座的称重传感器6，图中10为物料。簧片支座9由长方体改为圆柱体，圆心在轴8中心线上，传力簧片5与簧片支座9以圆弧面相接触后，再通螺钉11固定连接。采用这样的连接结构以后，当传力簧片、簧片支座受重力W作用时，平衡架仍然以轴8为支点偏转一定的角度，但是相对于轴心O点来说，受力点始终位于A点位置，重力W始终作用于A点的切线方向，从理论上消除了重力矩的误差，提高了力传递的精度。同样，称重传感器与平衡架前端之间的连接结构也进行相应的改变，称重传感器一端通过传力簧片12连接平衡架顶端，平衡架顶端具有圆弧面，圆弧的圆心在轴8中心线上，传力簧片12与平衡架顶端以圆弧面相接触后，再通过螺钉7固定连接。相对于轴心O点来说，平衡架顶端受力点始终位于B点位置，传递力F始终作用于B点的切线方向，从理论上消除了传递力矩的误差，进一步提高了力传递的精度。经测试，本实施例力传递精度高达2‰，比现有提高3至4倍。本实用新型力传递装置可用于各种电子皮带秤、料斗秤、汽车衡、轨道衡等大型动态衡器中，其传力簧片可以用钢丝绳或其它类似材料代替。
本实用新型的特点归纳有如下4点1、力传递精度比原有大大提高。
2、装置具有较好的稳定性，线性度、重复性、回零度均较好，使电子皮带秤整体性能较好。
3、力传递精度与支点位置精度无关，装置安装调试十分简便，对现场条件基本无要求。
4、对现有电子皮带秤整体结构不作任何改变，不增加生产成本。
权利要求1.一种在电子皮带秤等大型动态衡器中应用的高精度力传递装置，包括位于皮带下方两侧的称重托辊和称重框架、平衡架、平衡架转轴、位于轴两端的簧片支座、连接称重框架和簧片支座的传力簧片、连接平衡架前端和底座的称重传感器，其特征是传力簧片与簧片支座之间的连接结构为，簧片支座上至少在受力一侧具有圆弧面，该圆弧的半径为簧片支座受力点到平衡架轴中心线的距离，圆心在轴中心线上，传力簧片与该圆弧面相接触后，固定连接到簧片支座上。
2.根据权利要求1所述的高精度力传递装置，其特征是称重传感器与平衡架前端之间的连接结构为，称重传感器一端通过传力簧片连接平衡架顶端，平衡架顶端具有圆弧面，该圆弧的半径为平衡架顶端受力点到平衡架轴中心线的距离，圆心在轴中心线上，传力簧片与该圆弧面相接触后，固定连接到平衡架上。
专利摘要高精度力传递装置，用于电子皮带秤等大型动态衡器中，将作用在称重托辊上的力传递给称重传感器，组成包括称重托辊、称重框架、平衡架、传力簧片、簧片支座、称重传感器，传力簧片与簧片支座的连接结构为圆弧面接触后固定连接，消除重力矩误差，提高装置稳定性和力传递精度，安装调试简便，不增加生产成本。
文档编号G01G11/00GK2082853SQ9121309
公开日1991年8月14日 申请日期1991年1月19日 优先权日1991年1月19日
发明者张家玮 申请人:张家玮