专利名称：用于电子皮带秤的传感器侧置式称重机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电子皮带的秤的传感器侧置式称重机构，包括位于皮带下方的称重托辊和称重框架，平衡架，平衡架轴，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后端的称重传感器。
力传递装置是电子皮带秤称重过程中的一个转换还节，其精度和稳定性能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，其传力装置大部份都是杠杆装置。但是这种杠杆装置的缺陷是，安装时需要反复寻找线性度，重复性和零值稳定性均好的位置点，技术复杂，而且对安装调试的现场条件要求很高，因而其精度和稳定性就难于保证。通常，精态达到8‰已经是比较理想的了。
德国专利DT2810－185中公开了一种力传递和转换的承载杆，其中采用了圆弧面的传力结构。但是，这种结构在受力时仍不能保证受力点和支点之间的距离不变。因此，这种结构仍有不能精确保证测量精度的缺陷。
本申请人在中国专利ZL91106912.7中已经公开了一种解决上述问题的技术解决方案，但是在使用中发现上述结构的维修性能差。即在对传感器进行维修时，要对上述整个机构进行拆卸。这给维修操作造成很大困难，同时造成停机时间长等缺陷。
本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种用于电子皮带秤的传感器侧置式的称重机构。该机构本身在受力时不会由于其结构而影响测量精度同时便于维修。
本实用新型采用下述方式实现上述目的用于电子皮带称的传感器侧置式称重机构，包括位于皮带下方的称重托辊和称重框架，平衡架，平衡架轴，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，至少传力簧片的一个受力面为圆弧面，传力簧片的一端与上述圆弧面固定相连，其另一端与簧片支座固定相连，所述平衡架沿平衡架轴的轴线方向置于该轴的一端，一个副箱体与刚性壳体的侧壁刚性连接并包容着平衡架，称重传感器的一端固连于上述副箱体上，其另一端则与平衡架的另一端相连。
所述的平衡架与传感器相连的一端是圆弧面，该面的半径为平衡架顶端受力点到平衡架轴线的距离，其圆心在所述轴线上。所述刚性壳体为矩形壳体，壳体内设有加强筋。所述壳体的顶面为平面。所述壳体的顶面为球面。所述副箱体的一侧通过螺栓与刚性壳体连接。所述副箱体的一侧在通过螺栓与刚性壳体连接之后再与其焊接固定。所述副箱体的一侧设有可开启的盖。在所述壳体中，沿与平衡架轴线相平行的方向，穿过所述传感器与副箱体相连接的位置处设有加强筋，该筋在所述传感器的位置处包容该传感器，从而使该副箱体在所述传感器的位置处受到垂直于所述位置处上表面的1.5倍于传感器满量程值的力的作用时，其对应的上表面处的变形小于0.01mm，最好小于0.005mm。
由于本实用新型采用了在平衡架的端部设置圆弧面与传力弹簧片固定连接的结构，因此在本实用新型机构受力时完全保证了平衡架的受力点与平衡架回转中心的距离不变。由此而有效地保证了该机构的测量精度。
又由于本实用新型还采用了刚性的壳体，所以该机构在受力时整体结构不会产生变形，这样又进一步提高了本称重机构的测量精度。所述的刚性壳体中还设有许多的加强筋，这些筋设置在壳体内壁的四周。筋板的一侧与所述壳体的顶板连接，其另一侧则与壳体的垂直侧壁连接。尤其是本实用新型中还采用了一个副箱体。这个副箱体与上述刚性箱体通过螺栓连接，从而使两者成为刚性的整体。这种刚性的整体对于本机构的测量精度无任何影响。但是由于有了这个副箱体，就可以将传感器安装在该副箱体中。副箱体的侧面上设有一个可开启的盖板，在需要对传感器进行修理时就可以只开启该盖板而无须对整个刚性壳体进行拆卸。这样做的结果是很明显的，即十分有效地简化了维修的工作量。同时在该副箱体中还设有一条加强筋。这条加强筋通过所述的传感器所处的位置，并且包容该传感器。这样，即可有效地加强副箱体的顶板在此处的强度，从而使其在受到小于或等于传感器满量程值1.5倍的载荷的情况下，其变形小于0.01mm，最好是小于0.005mm。
下面将根据附图对本实用新型的一个具体实施例进行详细的描述，通过以下的描述本实用新型的其它目的和效果将变得更加明显。其中
图1是表示现有技术力传递装置结构的示意图；图2是表示现有技术力传递装置受力原理分析示意图；图3是表示本实用新型称重机构的受力原理分析示意图；图4是表示本实用新型称重机构的示意图。
图5是沿图4中a－a线局部剖的表示簧片连接关系的示图。
现有的杠杆式力传递装置如图1所示，其中包括位于皮带1下方两侧的称重托辊2和称重框架4(图中仅示意地表示了一侧)，平衡架3，平衡架转轴8和位于该轴两端的簧片支座9(图中也仅表示了一侧)，连接称重框架4和簧片支座9的传力簧片5，连接于平衡架3前端和运输机底座上的称重传感器6。
目前，在所有的这类产品中，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。图中的7，11表示固定连接用的螺钉。在诸多的有关电子皮带称的专利文件和非专利文件中，均未见到有关传力簧片及称重传感器的连接结构的讨论。
V 本申请人经过理论计算和实践检验，提出如下观点传力簧片及称重传感器在传递装置上这种传统的，以平面连接的结构，是影响传递精度和装置稳定性的客观原因之一。
因此，必需对其进行改进，现有的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’为空载状态杠杆头部所受的力，该力作用于B’点。W为杠杆所受的重力，由于传感器的弹性变形，这时杠杆已经倾斜，该力作用于B点。F1，F2为F的分力。a为重力臂，b为传递力臂，为杠杆偏转角，为受力后弹簧片的上连接点A’相对其下连接点D转过的角度。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(α＋θ))/(cos(α／2)) * (a)/(b) * W (4)从(4)可以看出，F为变量α和θ的函数，和根据重力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，但是力矩的误差是客观存在的，在对电子皮带称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。
图3所示的是本实用新型的一种结构。其中，在皮带1下方的两侧分别设有称重托辊2，在该托辊的下方与托辊刚性地连接有称重框架4，轴8可转动地支撑在一个与皮带运输机固定相连的刚性壳体13上。从图3中可以清楚地看出，簧片支座9为圆柱形，传力簧片的一端通过螺钉11与簧片支座固定连接，其另一端则与称重框架4固定相连。这样传力簧片是绕在圆柱形的簧片支座9上，因此，本实用新型机构在受力时受力点A至回转中心O的距离AO是不变的。由此而消除了由于杠杆机构中力臂的变化而对测量结果的影响，这也是本实用新型机构提高测量精度的一种重要的措施。当然，也可以将这种机构用于平衡架与传感器相连的一端，这样布置的优点在于可以进一步提高测量精度。
如图3和4所示，在本实用新型中，将平衡架3用轴承可转动地支撑在一个刚性的壳体13上。这个刚性壳体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。该壳体的一面是敞开的，在壳体的侧壁与顶面相连接的部位上还均匀布置有加强筋14。在如图所示的传感器与副箱体19的顶面相连接的部位处还单独地设有一条与平衡架的回转轴线相平行的加强筋15，该筋在所述部位处为凹陷形。该凹陷形用于容纳传感器。图中为简明起见没有表示上述的凹陷形，而只是画出了其纵向的筋板。通过如此布置加强筋，使得副箱体的整体强度和刚性得到很好的加强。这样，副箱体在受到传感器满量程的1.5倍的载荷时，其变形小于0.01mm，最好小于0.005mm。
从图中还可以看出，副箱体19的一侧上设有一个盖板，该盖板是通过螺栓固定在上述副箱体19上的。因此在传感器6发生任何故障时只需打开盖板即可进行维修。副箱体19与刚性壳体13是通过螺栓连接的。但是，最好是在用螺栓连接之后再焊接连接。这样做的结果是两者之间的连接刚性更好。这将在结构改变之后有效地保证测量的精度。当然，采用热膨胀螺栓将两者安装在一起也一样能够保证两者之间的连接刚性，从而使测量精度得到保证。
上述壳体是通过图4中的螺钉17固定在皮带运输机的地座上的，图中的螺钉17没有详细表示。从图中还可以看到弹簧片5也是通过螺钉固定在弹簧支座9上的。
除此之外，本发明的主副箱体还可以是整体铸造而成的。
本实用新型正是通过上述圆形弧面结构和一个刚性壳体相结合的方式来保持测量精度的。因为，圆弧结构可以从几何尺寸方面保证测量精度，但是，在本机构的整体刚性和强度不足时，将会由于结构本身的变形而造成测量误差。因此，在具备上述强度和刚度的条件下，可靠地保证精态测量精度在0.02的范围内，动态精度在0.1之内。(测量方法满足国际法定计量组织OIML第50号建议的要求)。
上述结合附图对本实用新型的描述只是用于对本实用新型的一个具体实施例的说明，并不构成对本实用新型的限定，本领域技术人员均可在本实用新型的精神和权利要求所限定的范围内作出各种变化。
权利要求1.用于电子皮带称的传感器侧置式称重机构，包括位于皮带(1)下方的称重托辊(2)和称重框架(4)，平衡架(3)，平衡架轴(8)，位于轴两端的簧片支座(9)，连接称重框架(4)和簧片支座(9)的传力簧片(5)，至少传力簧片(5)的一个受力面为圆弧面，传力簧片(5)的一端与上述圆弧面固定相连，其另一端与簧片支座(9)固定相连，所述平衡架(3)沿平衡架轴(8)的轴线方向置于该轴的一端，一个付箱体(19)与刚性壳体(13)的侧壁刚性连接并包容着平衡架(3)，称重传感器(6)的一端固连于上述付箱体(19)上，其另一端则与平衡架(3)的另一端相连。
2.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述的平衡架(3)与传感器(6)相连的一端是圆弧面，该面的半径为平衡架(3)顶端受力点到平衡架(3)轴线的距离，其圆心在所述轴线上。
3.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述刚性壳体(13)为矩形壳体，壳体内设有加强筋。
4.如权利要求1或3所述的机构，其特征在于，所述壳体(13)的顶面为平面。
5.如权利要求1或3所述的机构，其特征在于，所述壳体(13)的顶面为球面。
6.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述付箱体(19)的一侧通过螺栓(20)与刚性壳体(13)连接。
7.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述付箱体(19)的一侧在通过螺栓(20)与刚性壳体(13)连接之后再与其焊接固定。
8.如权利要求1或6或7所述的机构，其特征在于，所述付箱体(19)的一侧设有可开启的盖。
9.如权利要求1或6或7所述的机构，其特征在于，在所述付箱体中，沿与平衡架(3)轴线相平行的方向，穿过所述传感器(6)与付箱体(19)相连接的位置处设有加强筋(15)，该筋在所述传感器(6)的位置处包容该传感器，从而使该付箱体(19)在所述传感器(6)的位置处受到垂直于所述位置处上表面的1.5倍于传感器满量程值的力的作用时，其对应的上表面处的变形小于0.01mm，最好小于0.005mm。
10.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述主付箱体为整体铸造而成。
专利摘要本实用新型涉及一种称重机构，其中，至少传力簧片的一个受力面为圆弧面，传力簧片的一端与上述圆弧面固定相连，其另一端与簧片支座固定相连。所述平衡架的两端分别可转动地支承在一个副箱体两个相对的侧壁上，在上述副箱体的侧面设有一个刚性壳体，所述称重传感器的一端固连于上述副箱体中，其另一端则与平衡架的另一端相连。该机构可以提高测量精度及稳定性，同时可以使维修工作大幅度简化。
文档编号G01G11/02GK2193543SQ9421136
公开日1995年3月29日 申请日期1994年5月10日 优先权日1994年5月10日
发明者张家玮 申请人:张家玮