CS256755B1

CS256755B1 - Damping and control block for machine's loading

Info

Publication number: CS256755B1
Application number: CS864909A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Kudrnovsky; Josef Pavlicek; Miroslav Zelenka
Original assignee: Stanislav Kudrnovsky; Josef Pavlicek; Miroslav Zelenka
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS490986A1

Abstract

Tlumicí a řídicí blok je určen pro zatěžovaoí stroje na ověřování siloměrných měřidel. Sestává ze základny a horní desky, které jsou uspořádány tak, že horní deska je se základnou epojena suvně ve směru kolmém na základnu. Mezi základnou a horní deskou je uložena tlačná pružina, jejíž úkolem je omezit silové překmity při navěšování závaží na reverzor zatěžovaoiho stroje. Mezi základnou a horní deskou je dále uspořádán snímač deformace tlačné pružiny reagující na její stlačení. Signály z tohoto snímače deformace tlačná pružiny slouží k zavedení do řídicího členu, který ovládá postup zatěžování ailoměrného měřidla.The damping and control block is designed for load cell loaders gauges. It consists of base and top plates that are arranged so that the top plate is slid with the base in a direction perpendicular to the base. Between the base and the top plate is pushed a spring whose task is to limit the force overshoots when hanging weights on the reversor loading machine. Between the base and a sensor is further provided by the top plate compression spring deformation responsive pressing it. Signals from this sensor the deformation of the compression spring is used to introduce to a control member that controls the procedure loading of a gauge.

Description

Vynález se týká tlumicího a řídícího bloku pro zatěžovací stroje na ověřování siloměrných měřidel.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a damping and control block for load machines for testing load cells.

Známé zatěžovaoí stroje jsou tvořeny rámem, na němž je upraven vodorovný ukládaoí stůl. Na ukládaoí stůl se vkládá ověřované siloměrné měřidlo. Zatěžovaoí síla se na siloměraé měřidlo přenáší z třmenového ústrojí, tzv. reverzoru. Ke spodní příčce reverzoru je připevněno táhlo, k němuž jsou přivěěována závaží, obvykle řetězovým způsobem pomocí oentračních závěsných členů. Pod stohem závaží je upravena zdvihací plošina, spřažená se zdvihaoím meohanismem. Na zdvihací plošině jsou uložena závaží, která nejsou dosud přivěšena k táhlu. Zdvihací mechanismus je spojen s řídícím členem, např. řídícím počítačem, který řídí ukládání závaží na táhlo reverzoru. Řídící člen dostává v jednom ze známých provedení vstupní signály od snímače polohy závaží, který je. spřažen se zdvihací plošinou. Snímač polohy závaží je tvořen např. fotoelektrickým vysílačem a přijímačem.The known loading machines consist of a frame on which a horizontal storage table is provided. A verified load cell is inserted on the storage table. The load force is transmitted to the load cell from the yoke device, the so-called reversor. A tie rod to which the weights are attached is attached to the lower crossbar of the reversor, usually in chain fashion by means of the hinge members. Under the stack of weights is a lifting platform coupled with lifting meohanism. Weights that are not yet attached to the drawbar are mounted on the lifting platform. The lifting mechanism is connected to a control member, eg a control computer, which controls the placement of the weights on the reversing rod. In one known embodiment, the control member receives input signals from a weight position sensor that is. coupled with a lifting platform. The weight position sensor consists of a photoelectric transmitter and receiver.

U jiného známého provedení se jako vstupní signál do řídíoího členu využívá mechanický dotek postupně zavěšovaných závaží,a tím vzniklé vodivé^ spojení. Přesnost zatěžovací síly působící na siloměraé měřidlo je dána hmotností jednotlivých závaží, např. s tolerancí 1.10^. Vyvolané údaje siloměrného měřidla v závislosti na zatěžovaoí síle dávají jeho charakteristiku. Při velmi přesném ověřování měrovýoh vlastností siloměrných měřidel je nutno respektovat mechanické odpo‘ry a vnitřní tření materiálu, jejichž vlivem má charakteristika při zatěžování jiný průběh než při odlehčování. Obě větve této charakteristiky tvoří tzv. hysterezní smyčku, jejíž šířka je měřítkem kvality siloměrného měřidla. Široká hysterezní smyčka značí velkou necitlivost siloměrného měřidla, naopak vysooe oitlivá siloměraá měřidla mají hysterezní smyčku úzkou, kde obě její větve jsou blízké střední hodnotě, tj. teoretické charakteristice siloměrného měřidla. Působením otřesů nebo poklepáváním na siloměraé měřidlo so — 2 — zmenší vliv vnitřního tření a hodnota údaje siloměraého měřidla na hysterezní smyčoe se změní na hodnotu bližší k teoretické charakteristice. Siloměrné měřidlo pak zdánlivě měří s větší citlivostí a jeví se jako kvalitnější. Stejně jako otřesy a poklepávání působí aa siloměrné měřidlo i pulzace a překmity v průběhu zatěžovací síly. Na zatěžovacím stroji dochází k překmitům při každém přidání závaží, kdy pohybová energie závaží vyvolá dynamický účinek vyšší než je tolerance hmotnosti závaží a než je tolerance ověřovaného siloměraého měřidla.In another known embodiment, the mechanical contact of the successively suspended weights, and thus the conductive connection, is used as an input signal to the control member. The accuracy of the load force acting on the load cell is determined by the weight of the individual weights, for example with a tolerance of 1.10 ^. Induced load cell data in dependence on load force gives its characteristic. When checking the measuring properties of load cells with high accuracy, it is necessary to respect the mechanical resistances and internal friction of the material, whose influence on the load characteristics is different from that of unloading. Both branches of this characteristic form a so-called hysteresis loop whose width is a measure of the quality of the load cell. A wide hysteresis loop indicates a high insensitivity of the load cell, while high-sensitivity load cells have a narrow hysteresis loop where both of its branches are close to the mean value, ie the theoretical characteristics of the load cell. By shaking or tapping the force gauge so - 2 - it reduces the influence of internal friction and the value of the force gauge reading on the hysteresis loop changes to a value closer to the theoretical characteristic. The load cell gauge then seems to measure with greater sensitivity and appears to be of better quality. As well as shaking and tapping, a and force transducer also causes pulsations and overshoots during the load force. On the load machine, overshoots occur whenever weights are added, where the motive energy of the weights produces a dynamic effect greater than the weight tolerance of the weight and the tolerance of the tested load cell.

Aby se tyto překmity zatěžovací síly zmenšily na oo nejmenší míru, mají známá provedení zatěžovaoíoh strojů programově řízenou rychlost ukládání závaží na táhlo. Tomuto účelu slouží řídíoí člen dostávající vstupní signály od snímače polohy závaží fa vydávající povely zdvihacímu mechanismu. U znaných provedení je rychlost řízena tak, že před dosednutím jednotlivých závaží je snížena např· na 0,2 mm/s. Nevýhodou je, že u velmi přesných siloměraých snímačů s tolěranóí např. Í.IO**^ vychází neúnosně pomalý pohyb závaží, a tím nehospodáraě prodloužený pracovní cyklus.In order to reduce these load force overshoots to a minimum, known machine load designs have a program-controlled rate of weight application on the drawbar. For this purpose, a control member receiving input signals from the weight sensor f and giving commands to the lifting mechanism serves this purpose. In the known embodiments, the speed is controlled such that it is reduced to, for example, 0.2 mm / s before the individual weights come to rest. The disadvantage is that with very accurate load cells with a tolerance of, for example, I10 * **, an unacceptably slow movement of the weights results in an uneconomically extended working cycle.

Jiná známá úprava spočívá v.tom, že ověřované siloměrné měřidlo je podloženo pružinami, případně pružiny jsou uloženy mezi měřidlem a závažím. Při každé změně zatížení nastane sioe mírné svislé rozkmitání, ale s malými hodnotami zrychlení, takže vyvolaný dynamický přírůstek zatěžovaoí síly může být udržen v mezích tolerance přesnosti siloměraého měřidla. Nevýhodou tohoto uspořádání však je, že vlivem propružování pružin poloha závaží kolísá a regulace ukládání závaží pomoci signálů od snímače polohy je obtížná.Another known feature is that the load cell to be verified is supported by springs or springs are placed between the meter and the weight. With each load change, a slight vertical oscillation occurs, but with small acceleration values, so that the dynamic load increase induced can be kept within the accuracy tolerance of the load cell gauge. However, the disadvantage of this arrangement is that due to the springing of the springs the position of the weights fluctuates and the regulation of the positioning of the weights by signals from the position sensor is difficult.

V případě, že siloměrné měřidlo je podloženo pružinami a místo snímače polohy závaží se použije ústrojí využívající pro odvození signálů vstupujících do řídícího Členu vodivého spojení, které na stává při dotyku postupně zavěšovaných závaží na centracní závěsné členy, vzniká ta nevýhoda, že propružování pružin způsobuje neurčitý a vícenásobný okamžik kontaktu, a to tím spíše, že nelze vyloučit vodorovné kývání bloku závaží, takže signál pro regulaci ukládání závaží je proměnlivý·If the load cell is supported by springs and instead of a weight position sensor, a device using a conductive connection to derive the signals entering the control member, which occurs when contacting the gradually suspended weights on the centration suspension members, has the disadvantage that spring biasing causes indeterminate and multiple moments of contact, all the more so because the horizontal swing of the weight block cannot be excluded, so that the weight control signal is variable ·

Uvedené nevýhody podstatně zmenšuje tlumicí a řídíoí blok pro zatěžovací stroje na ověřování slloměraýoh měřidel podle vynálezu, 256755The above-mentioned disadvantages are substantially reduced by the damping and control block for the loading machines for the verification of the gauges according to the invention, 256755.

- 3 jehož podstatou je, že sestává nejméně z jedné tlačné pružiny opřené jedním konoem o základnu a druhým koncem o horní desku, přičemž horní deska je spojena se základnou posuvně ve směru kolmém na základnu a s horní deskou a základnou je spřažen nejméně jeden snímač deformace tlačné pružiny. V jednom případě je snímač deformace tlačné pružiny výhodně proveden jako tenzometrický snímač; v druhém případě jako odporový nebo induktivní snímač dráhy. Pro zvýšení tlumicích schopností je mezi základnou a horní deskou uložen hydraulioký tlumič.- 3 comprising at least one compression spring supported by one end against the base and the other end against the top plate, the top plate being connected to the base slidingly perpendicular to the base and to the top plate and base coupled to at least one compression deformation sensor Springs. In one case, the compression spring deflection sensor is preferably designed as a strain gauge sensor; in the second case as a resistance or inductive travel sensor. A hydraulic damper is mounted between the base and the top plate to increase the damping capabilities.

Výhoda tlumicího a řídícího bloku podle vynálezu spočívá v tom, že eliminuje překmity zatěžovací síly a současně pracuje jako siloměraé zařízení, které zcela nezávisle na ověřovaném siloměrném měřidle dává řídícímu členu spojitou informaci o dosažené hodnotě zatěžovací síly. Tlumicí a řídící blok má velmi malou konstrukční výšku, a proto je ho možno montovat i do stávajících zatěžovaoíoh strojů, čímž se zvýší jejich přesnost až o dva řády.The advantage of the damping and control block according to the invention is that it eliminates load force overshoots and at the same time operates as a force measuring device which, completely independent of the load cell to be verified, provides the control member with continuous information about the load force achieved. The damping and control block has a very low overall height and can therefore be mounted on existing load machines, increasing their accuracy by up to two orders.

Ha připojených výkresech je sohematioky znázorněn příklad provedení tlumicího a řídícího bloku pro zatěžovací stroje podle vynálezu, kde znázorňuje obr. 1 řez tlumicím a řídícím blokem,' obr. 2 řez jiným jeho provedením, obr. 3 pohled na zatěžovaoí stroj· opatřený tlumicím a řídícím blokem.1 is a cross-sectional view of a damping and control block, FIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment thereof, and FIG. 3 is a view of a loading machine provided with a damping and control unit. block.

Tlumioí a řídící blok 2 je tvořen.základnou 21 a horní deskou 22. mezi nimiž je rozepřena nejméně jedna tlačná pružina 25« V provedení podle obr. 1 je tlačná pružina 25 tvořena jednou válcovou spirálovou pružinou. Tlačná pružina 25 může však sestávat z několika pružin řazených sériově, paralelně nebo kombinovaně. Jiné provedení tlačné pružiny 25 (obr. 2) je tvořeno souborem sestávajícím z talířových pružin 41«' z vnějších vložek 42 a vnitřních vložek 43.The damping and control block 2 comprises a base 21 and an upper plate 22 between which at least one compression spring 25 is interspersed. In the embodiment of Figure 1, the compression spring 25 is formed by a single cylindrical coil spring. However, the compression spring 25 may consist of several springs arranged in series, in parallel or in combination. Another embodiment of the compression spring 25 (FIG. 2) consists of a set consisting of disc springs 41 '' of outer inserts 42 and inner inserts 43.

_vHorní deska 22 je spojena se základnou 21 posuvně ve směru kolmém' na základnu 21. v důsledku Čehož je horní deska 22 stále rovnoběžné se základnou '21. Toho je dosaženo u provedení podle obr. 1 přímovodem 23. jehož střední čep 24 je pevně spojen se základnou 21 a kluzně uložen v otvoru 28 horní desky 22 a v otvoru víka 34. Víko 34 je připevněno k válci 31 uchycenému k horní desce 22. Mezi základnou 21 a víkem 34 je v odlehčeném stavu vůle 35. která při zatěžování omezí zdvih horní desky 22, a zamezí tak přetížení tlumicího a řídícího bloku 2. Posuvné spojení horní desky 22 ve směru kolmém na základnu 21 je v provedení podle obr. 2 zajištěno tak, že talířové pružiny 41 256755 _{v The} top plate 22 is connected to the base 21 slidingly in a direction perpendicular to the base 21. As a result, the top plate 22 is still parallel to the base 21. This is achieved in the embodiment of FIG. 1 by a duct 23 whose central pin 24 is rigidly connected to the base 21 and slidably received in the aperture 28 of the top plate 22 and the aperture of the lid 34. The lid 34 is attached to a cylinder 31 attached to the top plate 22. There is a play 35 between the base 21 and the lid 34 in a relieved state, which under load limits the stroke of the upper plate 22 and thus prevents overloading of the damping and control block 2. The sliding connection of the upper plate 22 in a direction perpendicular to the base 21 is in FIG. secured by the disc springs 41 256755

- 4 vnější vložky 42 a vnitřní vložky 43 jeou planparalelně opracovány a sestaveny bez radiálních vůlí. Takto sestavený soubor plní současně funkci přímovodu, omezovače zdvihu a frikčního tlumiče vibrací.The four outer inserts 42 and inner inserts 43 are planarly machined and assembled without radial clearance. The assembled set fulfills simultaneously the function of the duct, stroke limiter and friction vibration damper.

U obou tlumicích a řídících bloků 2 (obr. 1, 2) je se základnou 21 a horní deskou 22 spřažen nejméně jeden snímač deformace tlačné pružiny 25. V jednom případě je proveden jako tenzometrický snímač sestávající (obr. 1) z deformačního členu 26 vetknutého mezi základnu 21 a horní desku 22 a opatřeného nejméně jedním tenzometrem 27. Jakó snímač deformace tlačné pružiny 2$ může být použit i jiný známý prvek, např. elektrický odporový nebo induktivní snímač dráhy, jehož jedna část je spojena se základnou 21 a druhá s horní deskou 22. Snímač deformace tlačné pružiny 25 podle obr. 2 je tvořen rovněž aspoň jedním tenzometrem 27 připevněným alespoň na jednu talířovou pružinu 41» Spřažení takto uspořádaného snímače deformace tlačné pružiny '2^ se základnou 21 a horní deskou 22 je uskutečněno přes soubor talířových pružin 41. Pro zvýšení tlumicích schopností je mezi základnou 21 a horní deskou 22 upraven hydraulický tlumič JO (obr. 1). Je tvořen jednak válcem 31 pevně spojeným s horní deskou 22 a jednak pístem J2, který jo pevně spojen se středním čepem 24. Regulace pohybu hydraulického tlumiče 30 se provádí škrtícím otvoremIn both damping and control blocks 2 (Figs. 1, 2), at least one compression spring deformation sensor 25 is coupled to the base 21 and top plate 22. In one case, it is designed as a strain gauge consisting of (Fig. 1) a deformation member 26 fixed to it. between the base 21 and the top plate 22 and provided with at least one strain gauge 27. Another known element, such as an electrical resistance or inductive travel sensor, one part of which is connected to the base 21 and the other to the top The compression spring deformation sensor 25 of FIG. 2 is also formed by at least one strain gauge 27 mounted on at least one disk spring 41. The compression spring deformation sensor 2 thus coupled to the base 21 and the top plate 22 is provided via a plurality of disk springs. 41. To increase the damping capabilities, there is between the base 21 and the top des A hydraulic damper 10 is provided in FIG. It consists of a cylinder 31 fixedly connected to the upper plate 22 and a piston 12 which is rigidly connected to the central pin 24. The movement of the hydraulic damper 30 is controlled by a throttle bore

33. který je vytvořen buá v pístu 32 (obr. 1) nebo v nezakresleném obtokovém kanálu. Tlumicí a řídící blok 2 je určen pro zatěžovací stroj 1 (obr. 3)» který je tvořen rámem 6, na němž je upraven vodorovný ukládací stůl J. Na ukládacím stole J je uložen tlumicí a řídící blok 2 a na něm ověřované siloměrné měřidlo Na siloměrném měřidle £ spočívá horní příčka reverzoru ^k jehož spodní příčoe je připevněno táhlo 7, s centračními závěsnými členy J pro přivěšování závaží 8. Pod stohem závaží 8 je upravena zdvihací plošina 10 spřaŽená se zdvihacím mechanismem 11, např. hydraulickým zdvihacím zařízením. Hydraulické zdvihací zařízení je spojeno přes ovládací člen 15, např. proporciální vent^il, napájeoím vedením 17 s tlakovým čerpadlem 16. Do ovládacího členu 15 je od řídícího členu 13. např. řídícího počítače, zaústěno spojovací vedení lj.. Řídící člen 13 je spojen vstupním vedením 12 se snímačem deformace tlačné pružiny 25 upraveným v tlumicím a řídícím bloku 2.33. which is formed either in the piston 32 (FIG. 1) or in the bypass duct not shown. The damping and control block 2 is designed for the loading machine 1 (Fig. 3) », which is formed by a frame 6, on which the horizontal storage table J is arranged. The storage table J contains the damping and control block 2 and the load cell Na With the load cell 8, the upper crossbar of the reverser is attached ^to the lower crossbar by means of a drawbar 7, with centering suspension members J for hanging the weights 8. Under the stack of weights 8 is a lifting platform 10 coupled to the lifting mechanism 11, e.g. The hydraulic lifting device is connected via a control member 15, e.g. a proportional valve, via a supply line 17 to a pressure pump 16. A connecting line 11 terminates from the control member 13 of the control computer 13, for example. connected by the input line 12 to the compression spring deformation sensor 25 provided in the damping and control block 2.

Při zjišíování měrových vlastností siloměrného měřidla J se na táhlo reverzoru 2» resp. na oentrační závěsné členy J navěšují jednotlivá závaží 8, která před zavěšením jsou uložena na zdvihací plošině 10. Reverzor zatěžuje siloměrné měřidlo J, přičemž silové 256755 účinky od jeho zatěžování se přenášejí na tlumicí a řídící blok 2. Při každém přidání, resp. ubrání závaží 8 se tlačná pružina 25 stlačí, resp. uvolní. Jejím účinkem se omezí vyšší hodnoty zrychlení vertikálních kmitů, a tím se utlumí překmity zatěžovací síly. Zvýšeného tlumicího účinku se dosáhne při použití hydraulického tlumiče 30 (obr. 1). Pohyb horní desky 22 vzhledem k základně 21 se děje ve směru kolmém na základnu 21« óož znamená, že horní deska 22 je při jakémkoliv stlačení tlačné pružiny 25 stále rovnoběžná se ' základnou 21. Hovnoběžnost horní desky 22 se základnou 21 a zaohyoení bočníoh sil, resp. posuvů, je zajištěno přímovodem 23 nebo souborem tvořeným talířovými pružinami 41. vnějšími vložkami 42 a vnitřními vložkami Při pohybu horní desky 22 vzhledem k základně 21 dochází k deformaci deformačního členu 26 (obr. 1) nebo k deformaci talířových pružin 41 (obr. 2). Tyto deformace, resp. mechanická napětí, jež jsou úměrné zatížení siloměrného měřidla 2» jsou snímány tenzometry 27. Signály z tenzometrů 27. resp. jiných snímačů deformace tlačné pružiny 25 (např. induktivních snímačů dráhy nebo elektrických odporových snímačů dráhy) jsou vedeny vstupním vedením 12 do řídícího členu 13« Tyto signály slouží jako údaj o velikosti zatěžovací síly a současně jako výchozí impuls pro další postup zatěžování. Řídící člen 13 po jejioh vyhodnocení vyšle po spojovacím vedeni 14 signál k ovládacímu členu 15. V daném příkladu je jím proporcionální ventil, který ovládá průohod tlakového média od tlakového čerpadla 16 ke zdvihacímu mechanismu 11.When detecting the measuring properties of the load cell J, the reversing rod 2 »or 1 is connected to the measuring rod. The weight of the load gauge J is suspended by the reverser, and the force 256755 from its loading is transmitted to the damping and control block 2. To remove the weight 8, the compression spring 25 is compressed or compressed. release. Its effect reduces higher values of acceleration of vertical oscillations and thus attenuates load force overshoots. Increased cushioning effect is achieved by using a hydraulic damper 30 (FIG. 1). The movement of the top plate 22 relative to the base 21 takes place in a direction perpendicular to the base 21, which means that the top plate 22 is always parallel to the base 21 at any compression of the compression spring 25. The parallelism of the top plate 22 with the base 21 and respectively. The movement of the top plate 22 relative to the base 21 deforms the deformation member 26 (FIG. 1) or deforms the disk springs 41 (FIG. 2). . These deformations, respectively. the mechanical stresses, which are proportional to the load cell 2 load », are sensed by strain gauges 27. The signals from strain gauges 27 and 27, respectively. other compression spring compression sensors 25 (e.g., inductive displacement sensors or electrical resistance displacement sensors) are routed through input line 12 to control member 13. After its evaluation, the control member 13 sends a signal to the control member 15 via the connecting line 14. In the present example, it is a proportional valve that controls the passage of the pressure medium from the pressure pump 16 to the lifting mechanism 11.

Tlumioí a řídící blok je vhodným doplňkem zatěžovacích strojů při měrovém ověřování siloměrných snímačů, a to zejména v těoh případech, kde se požadují přesné výsledky měření.The damping and control block is a suitable accessory to load machines in measuring verification of load cells, especially in those cases where exact measurement results are required.

Claims

- 6 -

SUBJECT OF THE INVENTION

Cushioning and control block for load measuring machines for load cell verification, characterized in that it comprises at least one compression spring (25) supported by one end against the base (21) and the other end and an upper plate (22), the upper plate (22). 22) is connected to the base (21) slidably in a direction perpendicular to the base (21), and at least one compression spring deformation sensor (25) is coupled to the top plate (22) and the base (21).

And the second damping control unit according to section _f l, characterized in that between the base (21) and top plate (22) is arranged a hydraulic damper (30).

Damping and control block according to claim 1, characterized in that the deformation sensor of the compression spring (25) is designed as a strain gauge.

Damping and control block according to claim 1, characterized in that the deformation sensor of the compression spring (25) is designed as a resistance or inductive travel sensor.

3 drawings

23 28 24

GIANT.