S-образный датчик в подвесе: чек-лист монтажа без перекосов
Подвесной бункер, дозатор или крановые весы чаще всего строят на S-образных тензодатчиках. Сам датчик редко бывает причиной проблем: он точен, пока нагрузка идёт строго вдоль его оси. Ошибки появляются, когда узел подвеса собран жёстко, резьба подобрана «на глаз», а тяги разной длины. Ниже короткий чек-лист для тех, кто проектирует или ремонтирует такие весы.
Что внутри S-датчика
Корпус представляет собой стальной брусок с двумя встречными прорезями, поэтому средняя часть работает как изогнутая перемычка в форме буквы S. Сила приходит через резьбовые отверстия на верхней и нижней полках. Рядом с отверстием-концентратором в перемычке наклеены тензорезисторы, собранные в полный мост.
- SH3: номиналы по паспорту от 20 кг до 30 т (в каталоге есть варианты от 5 кг), класс C3, 2,0 мВ/В, IP67, предельная нагрузка 150 %, разрушающая 300 % от номинала;
- SH3G: пониженная высота, 20 кг – 3 т, разрушающая нагрузка по паспорту 200 %.
Одно направление силы на один узел
Паспорт допускает работу и на растяжение, и на сжатие. Обычно датчик тянут: груз висит снизу. Сжатие встречается в стендах и прессах. Технические условия Sierra запрещают нагружать SH3 растяжением и сжатием в одном цикле: под каждое направление нужна своя оснастка. Если конструкция может менять направление силы, схему лучше согласовать до заказа.
Шарниры с обеих сторон
Ровно подвешенный бункер существует только на чертеже. Рама прогибается, металл расширяется от нагрева, при загрузке всё качается. Жёсткое крепление превращает каждое смещение в боковую силу на корпусе. Проушина со сферическим шарниром даёт датчику самому встать по линии нагрузки.
Цифры из ТУ: при отклонении силы от оси на 0,5° характеристики остаются в норме, но боковая составляющая уже около 0,87 % нагрузки. При 3° ошибка показаний доходит примерно до 0,14 %, а боковая сила до 5,2 %. Один шарнир проблему не решает: корпус всё равно изгибается, поэтому их ставят сверху и снизу.
Для SH3 выпускаются проушина SHL-3-003, вилка с проушиной SHL-3-006 и готовые комплекты, вплоть до полного подвеса «вилка — проушина — датчик — проушина — вилка».
Резьбу берут из паспорта датчика
У SH3 резьба меняется с номиналом: M8×1,25 на 20–30 кг, M12×1,75 на 50 кг – 1 т, M16×2 на 1,5 т, M20×1,5 на 2–3 т и далее до M42×3 на 20–30 т. Диапазон в названии проушины ориентиром не является. Пример: проушина M12×1,75 указана до 1,5 т, но датчик на 1,5 т имеет M16×2, и узел не соберётся.
Ещё одна ловушка: проушина может оказаться слабее датчика. На 7,5 т резьба M24×2, а проушина с такой резьбой держит в динамике 68 кН при силе от номинала около 73,5 кН. На больших номиналах прочность подвеса считает проектировщик.
Три или четыре подвеса
- при трёх точках вес распределяется однозначно, при центральном положении центра масс датчики нагружены одинаково;
- при четырёх всё зависит от длины тяг и жёсткости рамы, поэтому номинал выбирают с запасом, как если бы груз несли три или два датчика;
- трубы и лотки подводят через гибкие вставки, иначе часть веса проходит мимо датчиков;
- в дозаторе пики от удара струи и вибрации питателя не должны превышать 150 % номинала.
Кран и порядок монтажа
На кране датчик стоит между крюком и грузозахватом и становится частью грузоподъёмного устройства: схему и запасы прочности определяют по проекту и правилам промышленной безопасности. Проушины выбирают по нагрузке «в динамике», законтривают, кабель крепят с петлёй.
- сварку завершают до установки датчиков;
- проушины вкручивают, удерживая датчик ключом за корпус, и контрят гайками;
- отвесом проверяют вертикальность линии между шарнирами, тяги выравнивают по длине;
- калибруют весы только после монтажа всей обвязки.
Расчёт резьбы и проушины по номиналу и разбор распределения веса по подвесам есть в подробной статье о монтаже S-образного датчика. Модели SH3 и SH3G с проушинами и комплектами собраны в разделе S-образные тензодатчики.