浅谈缓冲秤设计

　　起重设备吊运货物放置到电子秤上称量时，往往会对电子秤附加一定的冲击载荷，特别是货物质量较大时，附加的冲击载荷就更大，这个冲击载荷将严重影响电子秤特别是称重传感器的使用寿命。为了降低冲击载荷对称重传感器的破坏性，就需要在电子秤的承载结构中增加缓冲器以吸收冲击载荷，我们把具有缓冲器的电子秤称为缓冲秤。

　　缓冲秤主要应用于钢铁、有色等冶炼行业，对高温液态金属进行称量，或对其半成品及成品进行称量，如对钢水包、铝水包、钢锭、铝锭、线材捆、钢材卷等称量。另外，对各种大宗货物的称量也经常用到缓冲秤。

　　1 缓冲秤的结构特点

　　如图1 所示，缓冲秤通常采用双层秤台结构，上下秤台之间设置有缓冲器，缓冲器一般采用螺旋压缩弹簧或聚氨酯，并被施加一定的预紧力。对缓冲秤加载或卸载时，缓冲器将压缩或伸长，上秤台会有一定的垂直位移，所以要在上下秤台之间设置导向装置。另外，为防止侧向力对秤台整体造成水平位移，必须在底框上设置水平限位装置。

　　2缓冲秤的工作机制

　　质量为m的货物以速度 v 落在秤体上，冲击作用时间为t，根据动量定律：

　　货物对秤体的冲击力：F=mv/t

　　可见，要削弱货物对秤体的冲击力F，只需延长作用时间t。我们在缓冲秤上加装缓冲器的目的就是为了延长货物对秤体的作用时间。下面让我们来看一下缓冲秤的工作机制。

　　货物带有一定的速度落在缓冲秤上，下落的冲击力直接作用在上秤台，上秤台通过自身的弹性变形吸收一部分冲击力，同时，将冲击力传递给上秤台和下秤台之间的缓冲器，缓冲器发生弹性变形，将货物的重力势能转化为自身的弹性势能，大大延长了货物对秤体的冲击作用时间，从而使下秤台传递给称重传感器的冲击力有了实质性的削减，保护称重传感器免受冲击力的破坏，随后缓冲器将存储的弹性势能通过自由衰减振动的形式释放出来。

　　3 缓冲器的选择

　　不同类型的缓冲器有着不同的性能特点和不同环境适用性，而且缓冲器的选择决定着周边缓冲装置的结构形式，所以缓冲器的选择是缓冲秤设计的核心。

　　3.1 螺旋压缩弹簧缓冲器

　　螺旋压缩弹簧刚度稳定，压缩曲线成线性，结构简单，安装维护方便，价格便宜，能在高温环境下使用，是缓冲秤的首选缓冲器。但是，单只螺旋压缩弹簧的缓冲力有限，一般须由几只弹簧组成的弹簧组使用，同等缓冲力下，螺旋压缩弹簧缓冲器的体积较大，需要占用较大的安装空间。因此，螺旋压缩弹簧缓冲器且一般应用于小吨位或高温环境下的缓冲秤。