7S形剪切式稱重傳感器
7S形剪切式稱重傳感器簡圖,除了利用剪切應力代替彎曲應力外,其它
均無變化。圖中
A-A截面對于兩個軸都是對稱的,從側面角度看呈現(xiàn)兩倍的尺
寸關系。應變計粘貼在工字形截面的腹板上,其截面尺寸為
b、c、d、f和
t。
根據(jù)上述給定的尺寸,按計算程序計算出腹板的厚度
t。
下列中性軸切應力
Ss*大值計算公式,引自參考文獻[1]第
91頁公式(2),
即
式中:V—剪力。
t—腹板厚度。
A′—中性軸以上橫截面面積。
Z′—從中性軸到面積
A′形心的距離。
A′Z′=A1Z1+A2Z2
A1Z1—中性軸以上翼緣面積乘以中性軸到翼緣形心的距離,依照圖
7,A1Z1=fb(d+f/2)。
A2Z2—中性軸以上腹板的面積乘以中性軸到腹板形心的距離,A2Z2=td×(d/2)。
J—中性軸以上截面的慣性矩
例如圖
7中的7S形剪切式稱重傳感器,假設所需的輸出是
3.0mv/v,彈性體由
17—4PH
不銹鋼制成,Em=29.1×106磅/英寸
2,μ=0.29,利用公式(
6)、(
9)及
N=4(1+μ),求得應力為
33800磅/英寸
2,其中
E0/Ei=3.0mv/m,Gf=2.0,假設
所給的載荷及尺寸如下:
P=V=15000磅,d=0.80英寸,f=0.20英寸,c=1.00英寸,b=1.50英寸。
把這些數(shù)值代入公式(
14),即可得到一個有關
t的二次方程式,解此方程求得t=0.273英寸。
為確定強度,還需要其它尺寸大小,例如確定承受載荷螺紋的允許直徑,符合
螺紋外徑要求的寬度
b一定要足夠大等。圖中
A-A部分的箭頭指向是高彎曲應
力與拉伸應力合二為一的結合面,必須具有足夠大的強度才能**的承受載荷。
粘貼有應變計的腹板兩側的盲孔部分可以是方形、矩形,也可以是圓形使得加工
簡單。據(jù)估計稱重傳感器任意部分的應力都比應變計處的應力小。
工字形截面切應力稱重傳感器的誤差來源
依照慣例,當計算工字梁的應力時,假設腹板承受所有載荷。如果我們采用這種
方法,那么將利用平均應力
Sα=V/A的計算公式來確定腹板的厚度。采用上面的
例子,承受載荷的腹板截面面積是
A=2ct,又因為
A=V/Sα,則腹板厚度
t計算
7S形剪切式稱重傳感器如下:
此值比通過公式(
14)得出的
t值小
18%,盡管公式(
14)略顯繁瑣,但對于
不同的截面形狀,它的計算是比較準確的。
7S形剪切式稱重傳感器



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