Устройство рычажных механических весов

Любые рычажные весы состоят из общих для них элементов, отличающихся друг от друга лишь конструктивным исполнением. К таким элементам относят: грузоприемное устройство, на которое помещают груз, подлежащий взвешиванию; систему рычагов, связывающую грузоприемное устройство с уравновешивающим устройством, предназначенным для регистрации результатов взвешивания.

Весы также снабжают вспомогательными устройствами, служащими для прекращения колебаний указателя и грузоприемного устройства весов (арретир), освобождения призм весов от приложенной нагрузки (изолир) и правильной установки весов (уровень) (рис. 3.1).

Грузоприемные устройства. Конструктивное исполнение грузоприемного устройства определяется характером груза, для взвешивания которого предназначены весы. Если весы используют для различных грузов, их снабжают универсальным грузоприемным устройством: площадкой, чашкой у равноплечих и настольных весов, платформой у неравноплечих весов. Чашки изготавливают из стали, латуни, алюминия, дюралюминия, пластмасс.

Платформу неравноплечих весов изготавливают из чугуна, дерева, листовой стали, алюминия.

Рычажные системы. Представляют собой совокупность рычагов І и ІІ рода, опорных и соединительных деталей. Они предназначены для передачи усилий от грузоприемного устройства к уравновешивающему. Вид выбранной в весах рычажной системы во многом зависит от конструкции грузоприемного устройства, используемого для приемки груза. В зависимости от размеров и числа точек опоры грузоприемного устройства подбирают систему рычагов с наиболее рациональным отношением линейных размеров плеч, обеспечивающим оптимальные метрологические параметры.

Призмы, подушки и серьги. Эти детали являются обязательными элементами любых рычажных систем весов. Точность показаний весов во многом определяется состоянием, качеством изготовления и правильностью установки этих деталей.

По характеру соединения призм с рычагами их можно подразделить на призмы, заделанные в рычаг нижней частью, заделанные в рычаг одним концом (одноконсольные), серединой (двухконсольные), двумя концами (двухопорные). Обычные шарниры в этих системах невозможно использовать из-за высоких требований, предъявляемых к чувствительности весов, поэтому и используются сочления призм с подушками.

Призмы подразделяют на грузоподъемные, опорные и концевые. Грузоприемными называют призмы, воспринимающие нагрузки со стороны грузоприемного устройства или других рычагов, а опорными - призмы, посредством которых рычаги опираются на подушки или серьги. Концевые призмы служат для передачи усилий на другие рычаги или уравновешивающие устройства.

Сопряжение призм с другими элементами весов происходит по линии, поэтому в месте контакта возникают значительные контактные напряжения. Это обуславливает высокие требования к прочностным свойствам материала призм.

Подушки, используемые в рычажных системах весов, разделяют на два типа: подушки, служащие опорами для призм и рычагов, которые размещают в опорах рычагов; подушки, передающие усилия на призмы рычагов, которые помещают в опорах грузоприемного устройства или серьгах.

Серьги могут быть опорными, грузоприемными, концевыми или соединительными.

Опорными называют серьги, используемые в качестве опор для рычагов, а грузоприемными - серьги, воспринимающие нагрузку от грузоприемного устройства или смежного рычага. Концевые серьги передают усилия на другой рычаг. Отсюда следует, что одна и та же серьга может выполнять две функции: быть грузоприемной для одного рычага и концевой для другого.

Указатели. Они совмещают две функции: служат для показания уравновешенности нагруженных и ненагруженных весов и показывают окончательные результаты взвешивания. Поэтому указатели имеют две части: уравновешивающую и указывающую. Все показатели по классу точности можно разделить на следующие группы: 1) показатели высокой точности, 2) повышенной точности, 3) средней точности, 4) пониженной точности. К первой группе относят коромысловые указатели, ко второй – циферблатные квандрантного типа с автоматическим отсчетным устройством, к третьей – те же указатели, но без оптического отсчетного устройства, к четвертой – циферблатные указатели с пружинным уравновешивающим устройством.

Изолир. Это устройство предназначено для освобождения ответственных элементов весов от нагрузки и предохранения их от повреждения на время, в течение которого на весах не выполняют взвешивания, а также при их транспортировке и монтаже. Изолир используют в лабораторных настольных, циферблатных и технологических весах.

Арретир. Вспомогательное устройство весов, служащее для прекращения колебаний как указательных, так и грузоприемных устройств.

Успокоитель колебаний (демпфер). Его включают в схему весов для увеличения производительности труда оператора, работающего на них. Успокоители колебаний подразделяют на воздушные, жидкостные и магнитные. Везде энергия колебаний расходуется на преодоление сил сопротивления.

Отвесы и уровни. Их используют для установки весов при монтаже и эксплуатации. Эти элементы необходимы для обеспечения правильной работы весов, точность которых зависит от того, насколько близко к вертикальному положению расположены тяги и серьги рычажных систем весов.

Отвес представляет собой груз с заостренным концом, который подвешивают на цепочке к планке с загнутыми с обеих сторон концами. Цепочка должна быть гибкой и иметь длину не менее 200 мм. О правильности установки весов судят по отклонению острия груза от заостренного нижнего загнутого конца планки.

Уровни представляют собой выпуклую стеклянную ампулу с жидкостью, заделанную в оправку, которую закрепляют на станине весов. На поверхности ампулы, нанесены две концентрические окружности, при правильной установке весов воздушный пузырек должен находиться в пределах малой окружности.

Тарировочные приспособления. Служат для тарирования (приведения в равновесие) ненагруженных весов. В лабораторных весах они представляют собой тарные грузы, перемещающиеся на винтах. В настольных весах тарировочными приспособлениями являются камеры, которые закрепляют под чашками или площадками весов. В камеры по мере необходимости добавляют или из них убавляют тарировочный груз (кусочки металла).

В весах, снабженных гиредержателями, для грубой тарировки весов используют камеры, встроенные в гиредержатель. Для точного регулирования весов используются два законтренных между собой грузика – гайка.

3.4. Устройство электронных весов

Электронные весы предназначены для взвешивания заранее расфасованных или продаваемых поштучно продовольственных товаров (при взвешивании птицы, рыбы, отдельных кусков мяса, батонов колбасы, кочанов капусты, арбузов, дынь и т.п.), одновременно со взвешиванием на весах определяется и стоимость товара в соответствии с установленной ценой за 1 кг. На цифровом табло указывается цена, стоимость и масса взвешиваемого товара.

Принцип работы весов основан на преобразовании силы тяжести взвешиваемого товара в аналоговый сигнал на выходе силоизмерительных датчиков и последующей цифровой обработке сигнала в микропроцессорном терминале с выдачей результата на табло индикации и выходной разъем для связи с внешними регистрирующими устройствами по стандартным интерфейсам. Весы имеют выход на внешние регистрирующие устройства (принтер, компьютер, ЭККА).

Принципиальная блок-схема электронных весов приведена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Блок схема электронных весов.