Zatížení

Transkript

Zatížení

Montáž snímačů zatížení
Thomas Hesse
[email protected]
www.hbm.com
Zadávací podmínky
29.06.09, Slide 2
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Thomas Hesse
Požadavky zadání
- Požadavky na přesnost
- Obchodní / technologické vážení
- Technologický proces
Dávkování / absolutní měření
- Konstrukční provedení (plošinová váha, vážení zásobníku)
- Silový bočník
- Okolní podmínky (ATEX, kyseliny, zatížení větrem apod.)
- Možnosti nastavení a přenastavení
29.06.09, Slide 3
Thomas Hesse
Mechanické aspekty
- Zavedení a rozložení zatížení, těžiště
- Potřebný počet snímačů
- Dorazy a ochrana proti nadzdvižení
- Uspořádání zásobníku / silové bočníky
29.06.09, Slide 4
Thomas Hesse
Zavedení síly
29.06.09, Slide 5
Thomas Hesse
Zatížení
F
WÄGEZELLE / LOAD CELL
Type C2AC3
1 t = 2mV/V
HOTTINGER BALDWIN MESSTECHNIK
29.06.09, Slide 6
Thomas Hesse
Zatížení
F
~ Poškození snímače
~ Chyba měření
WÄGEZELLE
/ LOAD
CELL
WÄGEZELLE
/ LOAD
CELL
Type
C2AC3
Type
C2AC3
1 t 1= t2mV/V
= 2mV/V
HOTTINGER
BALDWIN
MESSTECHNIK
HOTTINGER
BALDWIN
MESSTECHNIK
29.06.09, Slide 7
Thomas Hesse
Zatížení
F
~ Chyba měření
WÄGEZELLE
WÄGEZELLE/ /LOAD
LOADCELL
CELL
Type
C2AC3
Type C2AC3
11t =
t =2mV/V
2mV/V
HOTTINGER
HOTTINGERBALDWIN
BALDWINMESSTECHNIK
MESSTECHNIK
29.06.09, Slide 8
Thomas Hesse
Kvalita montáže
29.06.09, Slide 9
Thomas Hesse
Experiment
10kg
29.06.09, Slide 10
Thomas Hesse
Co z toho plyne?
5° => 0.38% nižší
hodnota!
Fměř. = Freál. ● cos α
Fměř.
α
F reál.
Type C2AC3
1 t = 2mV/V
29.06.09, Slide 11
Thomas Hesse
Zatížení
F
Mk
~ Chyba měření
Type C2AC3
1 t = 2mV/V
29.06.09, Slide 12
Thomas Hesse
Struktura podkladové plochy
!
29.06.09, Slide 13
~ Chyba měření
Type C2AC3
1 t = 2mV/V
Thomas Hesse
!
Struktura podkladové plochy
~ Chyba měření
WÄGEZELLE
WÄGEZELLE // LOAD
LOAD CELL
CELL
Type
Type C2AC3
C2AC3
11 tt == 2mV/V
2mV/V
HOTTINGER
HOTTINGER BALDWIN
BALDWIN MESSTECHNIK
MESSTECHNIK
29.06.09, Slide 14
Thomas Hesse
Montážní příslušenství
snímačů hmotnosti
29.06.09, Slide 15
Thomas Hesse
Elastomerové uložení
Např.: HLC... / ZEL
HBM HLCBC3
LOAD CELL
29.06.09, Slide 16
Thomas Hesse
HBM HLCBC3
LOAD CELL
29.06.09, Slide 17
Thomas Hesse
HBM HLCBC3
LOAD CELL
29.06.09, Slide 18
Thomas Hesse
HBM HLCBC3
LOAD CELL
29.06.09, Slide 19
Thomas Hesse
HBM HLCBC3
LOAD CELL
29.06.09, Slide 20
Thomas Hesse
HBM HLCBC3
LOAD CELL
29.06.09, Slide 21
Thomas Hesse
Snímač HBM Z7
s elastomerovým uložením
29.06.09, Slide 22
Thomas Hesse
Příklad: Snímač RTN s elatomerem a
„kloboučkem“ pro zavedení síly
29.06.09, Slide 23
Thomas Hesse
HBM HLCBC3
LOAD CELL
Výkyvné uložení
Např.: HLC... / ZFP
29.06.09, Slide 24
Thomas Hesse
∆h
Výkyvný člen
a
výkyvné uložení
Např. Snímač C2A s členem ZPS
29.06.09, Slide 25
Thomas Hesse
Příklad: Snímač RTN s výkyvným členem
ZPL
Samostředící uložení
29.06.09, Slide 26
Thomas Hesse
29.06.09, Slide 27
Thomas Hesse
Příklad: Snímač C16 s uložením
(horní/spodní)
Středící síla
Středící síla
Samostředící snímač s uložením
29.06.09, Slide 28
Thomas Hesse
∆h
29.06.09, Slide 29
Thomas Hesse
Středící síla
Příklad: Snímač
C16 s uložením
(horní/spodní)
Středící síla
29.06.09, Slide 30
Thomas Hesse
Příklad: Snímače C16 v mostové váze
29.06.09, Slide 31
Thomas Hesse
Příklad: Snímače C16 v mostové váze
29.06.09, Slide 32
Thomas Hesse
29.06.09, Slide 33
Thomas Hesse
Uložení kuželová miska/hrot
Např.: Z6... / ZK
29.06.09, Slide 34
Thomas Hesse
Zatěžovací ramena
Např.: Z6 s ZRR
29.06.09, Slide 35
Thomas Hesse
Výkyvná oka
Např. Snímač RSC
(tahové i tlakové zatížení)
29.06.09, Slide 36
Thomas Hesse
Počet a dimenzování
snímačů
29.06.09, Slide 37
Thomas Hesse
Výběr vhodného počtu snímačů
- Počet snímačů
- Měřený rozsah / přesnost
- Nominální zatížení, limitní zatížení, destruktivní zatížení
- Teplotní a okolní podmínky
- Instalační možnosti
- Typ zatížení (tah / tlak)
- Požadavky na krytí
- Přetižitelnost
29.06.09, Slide 38
Thomas Hesse
Parametry snímačů
Jmenovité zatížení
Jmenovitý rozsah
Servisní zatížení
Specifikované limity
chyb jsou dodrženy
Pracovní rozsah
Limitní zatížení Destruktivní zatížení
Specifikované limity
chyb mohou být překročeny
Maximální rozsah
Specifikované limity chyb nejsou dodrženy
ale nehrozí poškození snímače
29.06.09, Slide 39
Destruktivní rozsah
Permanentní poškození
snímače
Thomas Hesse
Základní pravidlo
Snímač lze používat pouze v jeho
jmenovitém rozsahu!!!!
29.06.09, Slide 40
Thomas Hesse
Parametry snímače
•Jmenovité zatížení Emax
•Limitní zatížení v % of Emax
•Destr. zatížení v % of Emax
•Max. povolené dynamické
zatížení v % of Emax
29.06.09, Slide 41
Příklad:
20 t
150 % = 30 t
350 % = 70 t
70 % = 14 t
Thomas Hesse
Parametry snímače
Jmenovitý rozsah snímače uvedeného v
katalogovém listu udává nominální
váživost pouze jednoho snímače!!!
Při použití více snímačů v jedné váze je maximální váživost váhy
součtem jmenovitých rozsahů jednotlivých snímačů!!!
Příklad: 3 snímače 1t = celková váživost 3t
Citlivost 1 snímače 1t = 2mV/V → Celkem 3t =2mV/V
29.06.09, Slide 42
Thomas Hesse
Jmenovitý rozsah jednotlivých
snímačů se odvozuje:
Max. váživost (Net) + Tára = max. váha (Gross)
Max. váha / 3* = jmenovitý rozsah snímače
(* i v případě použití 4 snímačů – staticky neurčité uložení)
Net = max. váha materiálu
Tára = hmotnost prázného
zásobníku a příslušenství
zatěžující snímače (mrtvá váha)
Příklad:
Zásobník - 3 nebo 4 nohy
29.06.09, Slide 43
Thomas Hesse
Příklad pro stanovení jmen. rozsahu
snímače:
Tára:
Max. Net:
Max. Gross:
12t
45t
57t
St
ati
Zásobník uložený na 3 bodech:
57t : 3 = 19t
ck
yu
rč
it
é!
Jmenovitý rozsah snímače: 20t
29.06.09, Slide 44
Thomas Hesse
Příklad pro stanovení jmen. rozsahu
snímače:
Tára:
Max. Net:
Max. Gross:
12t
45t
57t
St
at
ick
yn
eu
rč
it
Zásobník uložený na 4 bodech:
57t: 3 =19t
(extrémní případ 60t : 2 !)
Nominální váživost 1 snímače :
29.06.09, Slide 45
20t
é!
30t (!)
Thomas Hesse
Extrémní případ: Celkové zatížení
distibuováno pouze na 2 snímače
Zatížený snímač
Nezatížený snímač
Těžiště
Vyskytuje se pouze
u extrémně tuhých konstrukcí
29.06.09, Slide 46
Thomas Hesse
Pevné a kyvné podpěry
jako cenově dostupná
náhrada snímačů
29.06.09, Slide 47
Thomas Hesse
Těžiště
Použití
Pevných podpěr
29.06.09, Slide 48
Thomas Hesse
Příklad:
Pevná podpěra
29.06.09, Slide 49
Kyvná podpěra
Thomas Hesse
Příklad:
Jednoduchá
ochrana
29.06.09, Slide 50
Thomas Hesse
Např. Snímač C16
Svislý zásobník: 2 podpěry + 1 snímač s příčnou kompenzací
29.06.09, Slide 51
Thomas Hesse
Posun těžiště
S1
S1
S2
S2
Vodorovný zásobník – 2 podpěry + 1 snímač
29.06.09, Slide 52
Thomas Hesse
Rozložení zatížení: 1 snímač + 2 podpěry
Doporučení
(není nutno dodržet)
1/2b
Pozor!
(Tára+NET) / 3
=Nominální váživost
snímače
Těžiště
29.06.09, Slide 53
b
1/3l
l
Pevná nebo
kyvná podpěra
Snímač
Thomas Hesse
Snímače v každém
opěrném bodu
29.06.09, Slide 54
Thomas Hesse
Podmínka
"Snímač v každém opěrném bodu" když:
- se mění poloha těžiště ve vodorovné rovině
- jsou požadavky na přesnost vysoké
29.06.09, Slide 55
Thomas Hesse
Poloha těžiště měnící se ve vodorovné rovině
Materiál 1
Těžiště 1
S1
Materiál 2
Nakloněné dno zásobníku
29.06.09, Slide 56
S2
Těžiště 2
Thomas Hesse
Experiment – Nakloněné dno zásobníku
29.06.09, Slide 57
Thomas Hesse
Poloha těžiště měnící se ve vodorovné rovině
Snímače pod každým opěrným bodem
29.06.09, Slide 58
Thomas Hesse
Ochrana símače proti
přetížení
29.06.09, Slide 59
Thomas Hesse
V dynamických plnících, vážicích procesech
i některých průmyslových procesech se
mohou vyskytovat maxima výrazně
převyšující očekávané statické hodnoty
zatížení
Nutno zohlednit při volbě rozsahu snímačů i
při návrhu mechanické konstrukce!
29.06.09, Slide 60
Thomas Hesse
Ber v úvahu přídavné zatížení!
Nominální zatížení
kg
Čas t
Dynamická zátěž
Max. brutto: 3
Snímače zatížení
29.06.09, Slide 61
Thomas Hesse
Experiment – dynamické děje při vážení
29.06.09, Slide 62
Thomas Hesse
Co z toho plyne?
Díky posunům polohy těžiště může většina
zátěže občas působit jen na jeden snímač
29.06.09, Slide 63
Thomas Hesse
Impulzní
zátěž
Fi>>Fdovolená
!
s = zdvih
Type C2AC3
1 t = 2mV/V
Nevratná změna měrného tělesa snímače
29.06.09, Slide 64
Thomas Hesse
Experiment – Impulzní síla
29.06.09, Slide 65
Thomas Hesse
Co z toho plyne?
Impulz síly při kladení závaží může být podstatně
vyšší, než statická gravitační síla daná hmotností
2m ⋅ g ⋅ h
F=
s
F = Impulzní síla
m = hmotnost
g = gravitační zrychlení
h = výška pádu
s = brzdná dráha (deformace snímače)
29.06.09, Slide 66
Thomas Hesse
Silně přetížený snímač
29.06.09, Slide 67
Thomas Hesse
Ochrana proti přetížení
Předimenzování
- Výběr vyššího rozsahu snímače
(... zhoršení rozlišení)
Mechanická ochrana
- Mechanické omezení zdvihu
- Tlumení impulzů síly
např. elastomery nebo pružinami
29.06.09, Slide 68
Thomas Hesse
Ochrana omezením zdvihu
F
mechanický
doraz
Dorazový šroub s jemným závitem
snímač HBM Z6
Návrh ochrany
Nominální
zdvih
Mech. doraz
29.06.09, Slide 69
Thomas Hesse
F
Návrh ochrany
snímače C2
předepnutá pružina
Mechanický
doraz
Snímač C2
29.06.09, Slide 70
Thomas Hesse
Zajištění vážicího systému při
dopravě
Pokud možno, nahraď snímače během
transportu mechanickými náhradami, nebo
zajisti váženou část např. šrouby paralelně ke
snímači (mech. bočník)
29.06.09, Slide 71
Thomas Hesse
Vymezení zdvihu
kontejneru (váhy)
29.06.09, Slide 72
Thomas Hesse
Dorazy
Vodorovný pohyb, který je
umožněn vestavnými
pomůckami (nebo pohybem
samotných snímačů) je
vymezen.
např.:
•Úhlové dorazy
•Gumové nárazníky
29.06.09, Slide 73
Thomas Hesse
Vodorovné vymezovací prvky
Vodorovný vymezovací prvek brání v jednom
směru horizotálnímu pohybu vážené sestavy.
Samozřejmě nesmí omezovat pohyb vážené
sestavy ve svislém směru (tvořit silový bočník)
Důležité (povinné) obzvláště pro kontejnery s
mícháním umístěné na kyvných nástavcích apod.
29.06.09, Slide 74
Thomas Hesse
Vodorovné
vymezovací prvky :
•lano
•tyč
•plochá tyč
•závitová tyč
•táhlo opatřené
oky s naklápěcím
čepem
29.06.09, Slide 75
Thomas Hesse
vysokozdviž.
vozík
Ochrana proti zdvižení nutná!
29.06.09, Slide 76
Thomas Hesse
vítr
Ochrana proti zdvižení nutná!
29.06.09, Slide 77
Thomas Hesse
Ochrana proti zdvižení
29.06.09, Slide 78
Thomas Hesse
Příklady konstrukce
systému vážení zásobníků
29.06.09, Slide 79
Thomas Hesse
Vysoké
válcové
silo
29.06.09, Slide 80
Thomas Hesse
snímače C16
Zásobník na čtyřech snímačích (1)
29.06.09, Slide 81
Thomas Hesse
zásobník na čtyřech snímačích (2)
29.06.09, Slide 82
Thomas Hesse
snímač U2A
se svislým táhlem
tyč se závity
užita jako
ochrana proti
pádu
Zavěšený zásobník
(2 nebo 3 snímače)
29.06.09, Slide 83
Thomas Hesse
snímač U2A / RSC
s doporučenými oky
tyč se závity
užita jako
ochrana proti
pádu
vymezovací tyč
Zásobní zavěšený
na jednom snímači
29.06.09, Slide 84
Thomas Hesse
Snímače zatížení / poznámky k montáži
Zásobní zavěšený
na dvou snímačích
s ochranou proti pádu
a vymezovací tyčí
29.06.09, Slide 85
Thomas Hesse
Snímače s pomůckami
(schematicky)
Těsnění
Zásobník s patkami na snímačích
29.06.09, Slide 86
Thomas Hesse
Vestavné bloky (moduly)
29.06.09, Slide 87
Thomas Hesse
S
vestavný
modul
S
vestavný
modul
Užití vestavných modulů
29.06.09, Slide 88
Thomas Hesse
Z6
C2A
C16
C16
snímače zatížení HBM
s vestavnými moduly
(výběr)
29.06.09, Slide 89
C16
Thomas Hesse
snímače zatížení HBM
s vestavnými moduly
(výběr)
29.06.09, Slide 90
Thomas Hesse
Výhody vestavných modulů
•Prefabrikované
•jednoduchá instalace
•Obsahují perfektně přizpůsobené
vestavné prvky např. vymezovací táhla,
dorazy, ochranu prti zdvižení,
zemnicí kabely, atd.
(Pozor: ne všechny moduly obsahují
všechny jmenované prvky)
•Bezúdržbové
•Některé obsahují ochranu proti přetížení
29.06.09, Slide 91
Thomas Hesse
Ochrana
proti zdvižení
vymezovací
táhlo
horní a spodní nástavec
ochrana pro transport
snímač HBM C16
s kompletním vestavným
modulem a ochranou proti
zdvižení
29.06.09, Slide 92
Thomas Hesse
vastavný modul HBM
se snímači RTN
29.06.09, Slide 93
Thomas Hesse
HLC/MLB...vestavný blok
pro kontejnery
(220kg – 4.4t)
Z6B/ML...vestavný blok
pro kontejnery
(50 – 500kg)
29.06.09, Slide 94
Thomas Hesse
200t C16 vestavný modul
C16/MSL60T
29.06.09, Slide 95
Thomas Hesse
Z6 - Vestavný
modul
29.06.09, Slide 96
Thomas Hesse
Příklad montáže bloků
s vymezovacími táhly
3x1200
blok s táhlem
29.06.09, Slide 97
Thomas Hesse
4x90 0
!
Jeden snímač
bez táhla!
blok s táhlem
29.06.09, Slide 98
Thomas Hesse
2a
a
blok s táhlem
29.06.09, Slide 99
Thomas Hesse
Příklad montáže bloků s vymezovacími táhly
jeden
blok bez táhla!
blok s táhlem
29.06.09, Slide 100
Thomas Hesse
Vestavný blok s C2A
•s vymezovacím táhlem,
•ochranou proti zdvižení,
•zemnicím kabelem,
•samostředicím výkyvným nástavcem
29.06.09, Slide 101
Thomas Hesse
Vestavný modul s C2A (Schering Berlin)
29.06.09, Slide 102
Thomas Hesse
vestavný blok se snímačem Z6
•s vymezovací tyčí,
•s ochranou proti přetížení,
•výkyvným nástavcem
29.06.09, Slide 103
Thomas Hesse
Poznámky k minimalizaci
chyb a k ochraně vážicího
systému
29.06.09, Slide 104
Thomas Hesse
Teplotní zatížení
Tepelné záření
(jednostranně)
F
Teplotní gradient
( např. změna o 30K
v několika minutách)
Type C2AC3
1 t = 2mV/V
29.06.09, Slide 105
Thomas Hesse
!
29.06.09, Slide 106
Mechanické "zkraty"
(bočníky)
~ Chyba!
Thomas Hesse
silový bočník
29.06.09, Slide 107
Thomas Hesse
Mechanický kompenzátor (vlnovec)
Dlouhá vodorovná trubka
Elastická spojka
29.06.09, Slide 108
Thomas Hesse
Kompenzace a vyrovnání tlaků
- problém s tlakovanými nádržemi
Pexterní
Přetlak:
např. v chemických procesech
Pinterní
29.06.09, Slide 109
Podtlak:
např. při odpouštění materiálu ze zásobníku
Thomas Hesse
Způsobí:
•každý svislý kus trubky (vedení)
vytváří sílu F=p∗A (A=plocha průřezu trubkou).
•každý vodorovný kus trubky (vedení)
vytváří krut okolo těžiště nádoby
Možnosti kompenzace
•Měřit vnější i vnitřní tlak a kompenzovat vliv rozdílu
na údaj váhy *
•Přivedením známého přírůstku tlaku je možno
zjistit vliv tlaku na údaj váhy
* Drechsel / Vetter "Wäge-, Abfüll- u. Verpackungsprozesse" P. 277 ff
29.06.09, Slide 110
Thomas Hesse
Fv
Kompenzátory
Av
Ah
M
Fh
Těžiště
Pinterní
29.06.09, Slide 111
Pexternní
Thomas Hesse
Příklad:
Tabulka chyb
údaje váhy
v závislosti na tlaku
Zdroj: Drechsel, Vetter
"Wäge-, Abfüll- und
Verpackungsprozesse"
29.06.09, Slide 112
Thomas Hesse
Systémy umístěné venku
vlivy větru, sněhu, vody
29.06.09, Slide 113
Thomas Hesse
F
Měřicí chyba
způsobená
falešnou
zátěží
- Zatížení větrem
Ochrana proti zvižení nutná !
29.06.09, Slide 114
Thomas Hesse
d
Přídavné
zatížení
Odlehčení
Fw
h
b=h/2
A
FzA
B
a
FzB
a bývá menší než d
29.06.09, Slide 115
Thomas Hesse
a
FA3
a = 0.75d
Fw1
Fw2
FA1
a2
FA2
FA1
FA4
Fw1
FA2
FW1: a1 = 0.707d
FW2: a2 = d
Fw
2
Výpočet odlehčení
29.06.09, Slide 116
FA3
a1
Thomas Hesse
msupp.
m
=m+m
supp.
Zohlednění
přídavné zátěže:
• sněhem
• ledem
• nahromaděnou
vodou
29.06.09, Slide 117
Thomas Hesse
1 - Konstrukční opatření
2 - Elektronické
Elektronika akceptuje jen změny větší,
než stanovený limit, menší změny
resetuje
kg
ČAS
29.06.09, Slide 118
Thomas Hesse
Ekonomická řešení
ve vážicí tecnologii:
varianty a omezení
29.06.09, Slide 119
Thomas Hesse
Snímač
prodloužení
Ber v úvahu (!):
•Teplotní vlivy
•Rozlišení
•Poloha těžiště
•Instalace
•Kalibrace
•Připojení
•Výměna
Stěny, nebo podpěry zásobníku jako měrný element
(většinou tepelně neupravená ocel, různá a
neznámá síla stěny, atd.)
29.06.09, Slide 120
Thomas Hesse
Příklad:
snímač HBM SLB 700
může snímat deformaci podpěr
v závislosti na váze náplně zásobníku
29.06.09, Slide 121
Thomas Hesse
HBM
Příklad:
tenzometrický plný most
HBM SG VY11 může snímat
deformaci podpěr (pláště)
v závislosti na váze náplně
zásobníku
29.06.09, Slide 122
Thomas Hesse
Snímač zatížení, nebo snímač přetvoření?
Snímače zatížení
Snímače přetvoření
-vysoké rozlišení
-jednoduchá náhrada
-interní kompenzace vedlejších
vlivů
-Standardní výstupní signál
-Přesnost je závislá na
vlastnostech konstrukce, na
které měříme
-Při výměně nutno překalibrovat
-Malý odstup signálu od
rušivých signálů
- Ekonomicky přístupnější ??
Souhr: Snímače přetvoření by měly být užity jen v
systémech, kde není z nějakého důvodu možno užít
snímače zatížení (např. kde není možné nádobu
zdvihnout atd.)
29.06.09, Slide 123
Thomas Hesse
Im Tiefen See 45
D-64293 Darmstadt, Germany
www.hbm.com
Thomas Hesse
hbm academy
Tel. +49 6151 / 803 179
Díky za pozornost
29.06.09, Slide 124
[email protected]
Thomas Hesse

Zatížení

Transkript

Podobné dokumenty

převodník IPAQ-L/-LX INOR

9310 manual CZ

Provozní manuál Plošiny KERN KXP V20

2015__05_bezny_zdroj_se seznamem - Konekt-HK

příručka pro obsluhu a konfiguraci

LWS 3F - GLOBAL elevators sro

Zde - Elit

Ceník měřicích přístrojů Metravolt 2015

Mikrofonní kompresor nejen pro FT-817

Návod k použití

Počítačová Tomografie Werth

katalogu

Datový list Vysílač tónové frekvence TG 600