王小磊 黃 剛 席建中

(徐州工程學(xué)院信電學(xué)院，江蘇 徐州 221111)

0 引言

目前，電子皮帶秤作為輸送物料稱量設(shè)備廣泛應(yīng)用于煤礦、碼頭、倉(cāng)儲(chǔ)、物流輸送等領(lǐng)域。但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于皮帶扣、皮帶、托輥失圓、稱架的磨損和松動(dòng)等自然因素的存在，使皮帶秤正常工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)將給稱重傳感器帶來(lái)稱量誤差的同時(shí)，也會(huì)給稱重傳感器帶來(lái)沖擊而降低使用壽命。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于不能采用儲(chǔ)能式減振，而大多采用維修和頻繁校驗(yàn)來(lái)解決稱重傳感器的稱量誤差，因此有效地降低和消除振動(dòng)是目前電子皮帶秤亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一[1－4]。

本文所設(shè)計(jì)的皮帶秤稱重傳感器振動(dòng)能吸收裝置，是利用安裝在承載架與稱重傳感器之間的新型能量吸收器，能有效地降低和消除各種振動(dòng)對(duì)稱量精度的影響，在提高皮帶秤稱重傳感器的稱量精度的同時(shí)，還能降低和消除振動(dòng)對(duì)稱重傳感器的破壞力，并延長(zhǎng)電子皮帶秤使用壽命[5－7]。

1 振動(dòng)能吸收裝置的基本組成

皮帶秤稱重傳感器的振動(dòng)能吸收裝置是由承載架、振動(dòng)能吸收器、稱重傳感器和機(jī)架組成，其中振動(dòng)能吸收器的活塞桿與承載架連接，振動(dòng)能吸收器的底面與稱重傳感器連接。

振動(dòng)能吸收器是由缸體、吸收式活塞、活塞桿、復(fù)位彈簧和螺母組件組成[8－9]，如圖1所示。其中吸收式活塞位于缸體的內(nèi)腔并與內(nèi)腔壁密封配合，吸收式活塞的端蓋與活塞桿連接，活塞桿與缸體端面密封，活塞桿端部有螺母組件與承載架連接，缸體底端面與稱重傳感器連接。

圖1 振動(dòng)能吸收器結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of the vibration absorber

圖1中，吸收式活塞是由阻尼殼體、滑塊、平衡彈簧、調(diào)整片和端蓋組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中滑塊位于阻尼殼體內(nèi)腔并與內(nèi)腔壁密封配合，滑塊一側(cè)與平衡彈簧一端連接，平衡彈簧另一端與端蓋連接，端蓋的中心有回油孔，端蓋和阻尼殼體之間有調(diào)整片。

圖2 吸收式活塞結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of absorption type piston

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，滑塊在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)具有導(dǎo)向強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，并可以利用能量吸收器將振動(dòng)能通過(guò)流體流動(dòng)阻尼轉(zhuǎn)換為熱能，消除各種振動(dòng)對(duì)稱量精度的影響，有效提高了傳感器的稱量精度。

2 振動(dòng)能吸收裝置的工作原理

當(dāng)輸送帶輸送物料時(shí)，承載架受到物料的作用并隨著物料帶動(dòng)活塞桿上下運(yùn)動(dòng)，活塞桿帶動(dòng)吸收式活塞運(yùn)動(dòng)。由于滑塊具有足夠的導(dǎo)向長(zhǎng)度和精度，因此承載架會(huì)在很小的摩擦力下進(jìn)行精確的上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。

由前文可知，當(dāng)振動(dòng)能被活塞桿接收轉(zhuǎn)換為振動(dòng)力Fz時(shí)，吸收式活塞向上振動(dòng)，油液接收振動(dòng)能，振動(dòng)能通過(guò)無(wú)桿腔的有效面積，將外界振動(dòng)力Fz轉(zhuǎn)換成壓強(qiáng)信號(hào)，分為兩路進(jìn)入吸收式活塞:一路P1z通過(guò)阻尼殼體的第1進(jìn)液口進(jìn)入滑塊的S1，根據(jù)S1的有效面積測(cè)定出振動(dòng)力的大小;另一路壓力信號(hào)P1及流量Q1同時(shí)進(jìn)入阻尼殼體的第2進(jìn)液口，流經(jīng)液阻螺旋槽壓降通道和穩(wěn)流室返回滑塊的S2，形成流量的內(nèi)循環(huán)。通過(guò)滑塊的S1、S2進(jìn)行比較，其差值與壓差平衡器再進(jìn)行平衡處理，最終確定滑塊在這一時(shí)刻的最佳位置，達(dá)到由液壓阻力完全消除振動(dòng)力的目的。

3 振動(dòng)能吸收裝置的工作效果

現(xiàn)有技術(shù)中由于每個(gè)閥孔徑是恒定的，對(duì)振動(dòng)能適應(yīng)慢，油液由于受活塞沖擊、阻尼和卸荷時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)波的作用，因此在油液內(nèi)竄動(dòng)，并直接作用在振源上，影響減振效果[10]。為此本文利用振動(dòng)能吸收式活塞，將振動(dòng)所產(chǎn)生的活塞移動(dòng)擠壓油液通過(guò)液阻螺旋壓降通道，形成液體阻尼和壓力降，以此吸收振動(dòng)能，從而達(dá)到減振的目的，避免了振動(dòng)對(duì)稱重傳感器的影響。引入振動(dòng)能吸收裝置前后的振動(dòng)波形變化如圖3所示。

圖3 引入振動(dòng)能吸收裝置前后的振動(dòng)波形變化Fig.3 Changes of vibration waveforms before and after introducing vibration energy absorbing device

由圖3可知，本文所設(shè)計(jì)的振動(dòng)能吸收裝置，有效地消除和降低振動(dòng)對(duì)稱重傳感器的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的皮帶秤稱重傳感器振動(dòng)能吸收裝置，通過(guò)能量吸收器的吸收式活塞的液體流動(dòng)阻尼通道，有效地把不斷變化的振動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，以此降低了各種振動(dòng)對(duì)稱重傳感器的影響。該裝置既提高了稱重傳感器的稱量精度，又消除了振動(dòng)對(duì)稱重傳感器的破壞力，提高了稱重傳感器的使用壽命。

[1] 范韶辰，李文剛.振動(dòng)對(duì)皮帶秤用稱重傳感器性能的影響[C]∥第十一屆稱重技術(shù)研討會(huì)論文集:稱重傳感器與稱重儀表篇，2012:1－6.

[2] 謝光輝.電子皮帶秤計(jì)量誤差的動(dòng)態(tài)分析[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2010，37(4):31 －32.

[3] 馬華旭，潘宏俠.提高電子皮帶秤應(yīng)用準(zhǔn)確度的技術(shù)措施[J].礦上機(jī)械，2009，37(7):77 －80.

[4] 胡夕嵐.提高電子皮帶秤實(shí)用精度的方法[J].華中電力，2007，20(2):51－54.

[5] 謝琥.新型電子皮帶秤[J].自動(dòng)化儀表，2002，23(3):33 －35.

[6] 黃剛，韓成春，席建中.皮帶秤稱重傳感器振動(dòng)能吸收裝置:中國(guó)，ZL201120295197.8[P].2012 －03 －20.

[7] 韓成春，席建中，范慶益.自整定式皮帶秤稱重裝置:中國(guó)，ZL201110232817.8[P].2012 －07 －08.

[8] 韓成春，席建中，孫榮軍.自整定式液壓震動(dòng)波能量吸收裝置:中國(guó)，ZL201120142614.5[P].2011 －11 －15.

[9] 席建中，范慶益，韓成春.自整定式液壓震動(dòng)波能量吸收的方法與裝置:中國(guó)，201110117133.3[P].2011 －08 －03.

[10] 黃為勇，韓成春，席建中.一種液壓減震器:中國(guó)，ZL201120142624.9[P].2012－01－29.