单杠杆皮带秤挂码校准的受力分析

　　电子皮带秤是对输送带上的散状物料进行连续称量的自动衡器, 广泛应用于电力、矿山、冶金、建材、轻工、港口及交通运输部门的动态计量和配料控制。电子皮带秤按力转换机构型式可以分为单杠杆皮带秤、双杠杆皮带秤、悬臂式皮带秤、悬浮式皮带秤等。单杠杆皮带秤广泛用于安装空间有限、计量精 度 要 求 相 对 较 低 的 现 场 。 虽 然 国 家 标 准( GB/T7721- 1995) 要求对电子皮带秤进行实物校准, 但常常受现场条件的制约, 对于精度要求较低的电子皮带秤, 用户有时也用挂码校准方式。下面对单杠杆皮带秤的挂码和输送物料两种状态进行受力分析。

　　以单杠杆皮带秤进行零点校准后的状态为初始状态, 此时系统达到静平衡。为简化受力分析, 以下受力分析均不考虑初始状态所有受力及所有力矩。

　　一、单杠杆单托辊皮带秤的受力分析

　　1.挂码时杠杆的受力分析, 如图 1 所示。

　　LA: 支点到称重传感器的距离( 注: 距离系指沿输送机运行方向上的距离, 下同)

　　LB: 支点到称重托辊中心线的距离

　　LC: 支点到挂码重量接触点的距离

　　LE: 支点到挂码重量接触点的高度( 如果挂码重量接触点在支点的下面, 数值取负值。注: 支点的下面系指过支点沿输送机运行方向的直线的下面,下同)

　　LF: 支点到输送机架上表面的高度

　　LG: 输送机架上表面到称重托辊上表面的高度

　　O: 杠杆支点中心

　　θ: 输送机倾角

　　T: 称重传感器对杠杆的拉力

　　G: 挂码的重量( 单位: 牛顿)

　　对支点 O 的力矩:

　　T·LA- G·cosθ( LC- LE·tgθ) =0 ( 1)

　　2.输送物料时杠杆的受力分析, 如图 2 所示。

　　T: 称重传感器对杠杆的拉力

　　F: 称重托辊所受的摩擦力

　　N: 物料对称重托辊的压力

　　LD: 称重区域托辊间距

　　kg/m: 输送带单位长度上物料的质量

　　称重托辊转动时的摩擦因数

　　g: 重力加速度

　　对支点 O 的力矩:

　　T·LA- F·( LG- LF) - N·LB=0 ( 2)

　　F="·N ( 3)

　　N=kg/m·LD·gcosθ ( 4)

　　联立式( 1) 、式( 2) 、式( 3) 、式( 4) , 解得输送带单位长度上物料的质量为:

　　查《机械设计手册》第 1 卷, 深沟球轴承有润滑情况下的摩擦因数为=0.002

　　当 θ=0°、LC=LB、%=0.002 时,

　　由于一般情况下, 0.002·( LG- LF) 和 LB 相比可忽略不计, 输送带单位长度上物料的质量可简化为输送机水平时的计算公式: