Ottenere il meglio da Perni di Carico 📰

17 febbraio 2023

Introduzione

I perni di misurazione del carico sono progettati per molti diversi Applicazioni come sostituzione diretta dei perni a forcella o a perno. Hanno molti vantaggi rispetto ad altri sensori di carico in quanto normalmente non richiedono alcuna modifica alla struttura meccanica monitorata. Perni di Carico sono tipicamente utilizzati in funi, catene e freni, pulegge, grilli, blocchi di cuscinetti e perni.

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Descrizione generale

Un perno di misura del carico rileva la forza applicata attraverso di esso, tramite estensimetri installati all'interno di un piccolo foro attraverso il centro del perno. Due scanalature sono lavorate sulla circonferenza esterna del perno per definire i piani di taglio, che si trovano tra le forze da misurare.

 

Protezione dell'ambiente

Poiché l'area strumentata del Perni di Carico è totalmente contenuta in un piccolo foro centrale, il sensore Perni di Carico è intrinsecamente impermeabile. Costruito con speciali acciai inossidabili, dotato di tappi terminali saldati o ad anello `O' e con una particolare attenzione al pressaggio del cavo di segnale, si può garantire un'altissima affidabilità di funzionamento anche per Perni di Carico che opera sott'acqua.
 

 Luoghi tipici

Se un perno esiste all'interno di un percorso di carico definito o può essere montato per sperimentare una forza, allora un LCM Perni di Carico può essere installato per monitorare quel carico. Gli schizzi qui sotto mostrano le posizioni tipiche per Perni di Carico.

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Perni di Carico Sistemi di bloccaggio

Un perno di misurazione del carico deve essere bloccato in posizione in modo sicuro per fissare il suo orientamento rispetto al suo gruppo associato. Questo deve essere fissato, sia nella modalità assiale che in quella di rotazione, per garantire che si ottengano risultati accurati e ripetibili dal sistema.

Uno standard Perni di Carico è progettato per rilevare la forza in una sola direzione. Una forza ad angolo retto rispetto a quella forza produrrà un'uscita zero dal sensore.

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Disposizione dei cavi e dei connettori

Il cavo di segnale può normalmente uscire dal sito Perni di Carico in base alle esigenze di installazione e di spazio. Si deve porre l'accento sulla protezione del sistema di cablaggio da danni accidentali durante l'installazione e l'uso. Se necessario, è possibile incorporare un'interruzione della spina e della presa all'indirizzo Perni di Carico . Una protezione extra può essere fornita sopra il cavo standard con guaina in poliuretano sotto forma di tubo idraulico. Questo fornisce un'eccellente protezione con il vantaggio che i raccordi associati sono facilmente disponibili.

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Dimensioni standard e personalizzate Perni di Carico

La seguente tabella mostra la gamma LCM di standard Perni di Carico nella gamma da 2,5 a 50 tonnellate. La maggior parte dei perni, tuttavia, non corrispondono a queste dimensioni esatte e sono quindi progettati su misura per soddisfare una posizione e un'applicazione specifica. Non ci sono costi aggiuntivi per la progettazione di un perno personalizzato.

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Valutazione del carico

Acciai speciali ad alta resistenza sono utilizzati nella fabbricazione di tutti gli LCM Perni di Carico per ottimizzare le capacità di carico di qualsiasi disegno di perno. C'è sempre, tuttavia, un compromesso tra il segnale di uscita e la resistenza finale di qualsiasi disegno Perni di Carico . Per un Perni di Carico a doppio taglio, il grafico qui sotto indica le capacità di carico ottimali per determinati diametri di perno.

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Se un perno viene progettato in un assemblaggio senza restrizioni di dimensioni per una determinata portata, allora il progetto dovrebbe essere mirato alla curva ottimale come mostrato. Tuttavia, molti Perni di Carico sono progettati per adattare strutture esistenti e non sempre rientrano nella gamma ideale.

Il lato alto del grafico indica un Perni di Carico che darà un'uscita da 2,5 a 3,5 mV/V per un dato carico ma con un certo grado di compromesso sul fattore di sicurezza finale di quel pin.

L'estremità inferiore del grafico produrrà un Perni di Carico, che ha una bassa uscita al suo carico nominale o deve essere lavorato con tacche di taglio eccessive per creare abbastanza segnale. All'estremità molto bassa proporremmo normalmente una boccola Perni di Carico - dettagli disponibili su richiesta. 

Note sull'installazione

Diversi fattori influenzano le prestazioni di un Perni di Carico quando viene messo in servizio. La maggior parte di Perni di Carico è progettata per adattarsi a strutture esistenti, quindi ogni progetto dipende dalle dimensioni e dai vincoli di quella struttura. Se un perno è sottoposto a un carico elevato, in relazione al suo diametro (vedere il grafico dei coefficienti di carico), allora non avrà le stesse prestazioni di un perno progettato per rientrare nella gamma ottimale o bassa di quel grafico.

Una struttura rigida Supporto è necessaria per minimizzare le forze di flessione impartite al perno. Il perno funziona rilevando il taglio e qualsiasi sollecitazione di flessione all'interno del perno degraderà la sua precisione complessiva. L'adattamento del perno nei suoi fori di accoppiamento è importante per le prestazioni complessive di Perni di Carico. Per un perno di portata "ottimale", normalmente si raccomanda un adattamento H7, g6, tuttavia questo non è sempre realizzabile sul campo e una leggera perdita di ripetibilità e linearità può essere normalmente tollerata a scapito di un requisito "facile da montare".

Le sollecitazioni dei cuscinetti e le proporzioni generali del perno sono sempre prese in considerazione nella progettazione di un nuovo perno. Cercheremo sempre di ottimizzare le prestazioni di qualsiasi perno (all'interno della sua struttura di servizio) dati i vincoli imposti. La considerazione chiave nella prestazione di qualsiasi Perni di Carico è che se non ci sono cambiamenti nella geometria del perno, nella struttura di carico o nelle condizioni di carico, per tutta la gamma del perno (0 -100%), allora ci si può aspettare una prestazione elevata. Anche una minima flessione della struttura, cambiamenti nelle aree di supporto o la flessione del Perni di Carico (se altamente caricato) avrà un effetto sulle prestazioni, tuttavia è improbabile che la ripetibilità sia influenzata.

 Taratura

Perni di Carico sono normalmente calibrati in mezzi blocchi o blocchi completi in una macchina per prove di compressione tracciabile. Quando un Perni di Carico viene fornito come membro sensibile di un grillo, normalmente calibriamo l'insieme totale del grillo in tensione.

Ci sforziamo di riprodurre le condizioni di carico che si verificherebbero in servizio, ma non sarebbe realistico simulare totalmente la struttura in loco per ogni Perni di Carico prodotto. È per questa ragione che per una precisione ottimale del sistema, si raccomanda una calibrazione nell'assemblaggio finale. 

Carico applicato indirettamente

Un Perni di Carico può essere installato all'interno di un sistema di pulegge per monitorare la forza risultante applicata a quella puleggia. Il carico applicato al filo e l'angolo di avvolgimento che il filo fa con la puleggia determinano la forza risultante. Il seguente grafico indica il carico sulla puleggia/perno rispetto alla tensione del filo.

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Angolo di forza variabile

Se l'angolo di forza, come applicato allo standard Perni di Carico, varia in servizio, sia per cambiamenti nell'angolo di avvolgimento o per qualche altro fattore esterno, allora ci sarà una perdita di uscita di quel perno come mostrato nel grafico sopra. Si noterà che fino a +/-8 gradi di variazione del carico possono essere accettati prima che si registri una perdita dell'1% nell'uscita del segnale.

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 X/Y Perni di Carico

Dove si incontra un alto grado di variazione angolare, normalmente può essere offerto un X/Y Perni di Carico . Questo fornirà due uscite, come descritto dal seguente grafico, che possono essere lette simultaneamente per calcolare la vera forza risultante applicata a quel pin. La direzione della forza, applicata al perno, può anche essere calcolata dalla polarità e dalla grandezza dei segnali X e Y.

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L'orientamento angolare del Perni di Carico, nel suo gruppo meccanico associato, dipenderà dalla finestra angolare di funzionamento di quel perno. Questo deve essere definito per ottimizzare l'installazione e i risultati di quel perno.

Per scaricare queste informazioni tecniche in formato pdf, clicca qui.

Se desiderate un preventivo Perni di Carico , completate il nostro questionarioPerni di Carico .