Postup nivelace silových nádob.
Tento materiál je určen pro provedení správné nivelace během vážení silových nádob. Pro správné vážení sil, je nutné zajistit rovnoměrné rozložení hmotnosti sila na snímače sil s účelem jejich nepřetěžování, prodloužení jejich životnosti a zajištění správného vážicího systému.
V silech o 3 podpěrách, hmotnost se většinou rovnoměrně rozdělí bez větších problému. U silach se 4 a více opěrnými body, je nutné provést správnou nivelaci. Budeme uvažovat o silach na 3 a 4 nohách.
Hlavní problém, když máme špatně nivelované silo je, že hmotnost se koncentruje v jedné diagonále a lze přetížit nominální kapacitu vybraných snímačů. Proto, je velice důležité mimo jiné, provést správný výběr snímače tak, aby tento byl dostatečně předimenzován.
Přesná nivelace není tak jednoznačný úkol a při velkých silech a nerovnostmi podkladů, je velice těžké zajistit přesnou nivelaci v desítkách milimetrů mezi jednotlivími opěrnými body. Snímače sil mají velmi malý průhyb, okolo 0,5 mm, takže pouhý posun nivelace o 0,1 mm může znamenat až 20% naměřené hmotnosti. Nicméně, velke struktůry mají také průhyb a nejsou tedy plně tuhé a tento průhyb se částečně přenese i na podpěry. Přesto, jsou připady, kdy struktůra je velice tuhá a potom, tento problém je velice markantní.
Praktický příklad sila, který není nivelován.
Mějme příklad sila o celkové hmotnosti 100t, na 4 opěrných bodech a na každém bodě, jeden snímač. Na sile se neprovedla žádná nivelace. Dále předpokládejme, že se chybně vybraly snímače o nominální kapacitě 30t. Součet kapacit těchto snímačů je 120t a předpokládalo se, že předimenzování o 20t bude postačující, ale jak uvidíme, není to tak, a jsou snímače které jsou zatíženy i 40t. Vidíme na obrázku 1, že nerovnost se projeví v jedné z diagonál.
Obr. 1 . Silo špatně nivelované.
Na tomto sile, při měření výstupního signálu z každého snímače samostatně, bychom si uvědomi jak je špatně nivelované.
| Číslo snímače | Zátěž | Signál snímače | % zatížení | |
| Snímač 1 | 40t | → | 2,66 mV/V | 133,33% nominální kapacity |
| Snímač 2 | 0t | 0mV/V | 0% nominální kapacity | |
| Snímač 3 | 40t | 2,66 mV/V | 133,3% nominální kapacity | |
| Snímač 4 | 20t | 1,33mV/V | 66,66% nominální kapacity |
Všimněme si, že snímače 1 a 3 jsou přetížení a že snímač 2 vůbec nepracuje.
V přitomnosti sila se 4 opěrnými body, je důležité předimenzovat snímače s bezpečnostním faktorem K≥1,5. Takto, správná volba snímače v tomto případě by vypadala následovně : 100t/4=25t x 1,5 = 37,5 tj. 40t) a nepřekročili bychom nominální kapacitu snímače.
Pro nivelování sila, použijeme širokou ocel jako podložky. Je vhodné mít sady o tloušťkách 0,5mm, 1mm a 2mm. Tyto se proloží mezi strukturou sila a montážním příslušenství snímače, tak jak vidíme na obr. 2. Provádíme vkládání tak, abychom docílili shodu v analogovém výstupu snímače (v mV). V praxi, postačí aby rozdíl mezi jednotlivími výstupy snímačů byl menší jak 30%.
Začneme nivalci přes opěrný bod, který dostává nejmenší zátěž, v našem případě je to snímač 2. Po vložení nivelační podložky, změříme výstupy ze snímačů a podložíme snímač s nejnišžím výstupním signálem.
Obr 2. Nivelace sila s podložky. A - nivelační podložka (0,5mm až 2 mm dle případu).
Ověříme si, že rozdíl mezi maximální a minimálním signálem všech snímačů je menší jak 30% tak, že poměr mezi největším a nejmenším signálem snímače bude menší jak 1,3.
Po provedení nivelace, bude přijatelné, pokud se hmotnosti rozdělí jako na obr. 3.
Obr. 3 Silo správně nivelované.
Nyní, je silo správně nivelované, a poměr mezi nejvíce zatíženým snímačem a nejméně je menší jak 30% (27t/21t = 1,28). Nyní, snímače nejsou přetížené a 30t snímač je postačující, nicméně je bezpečnější vybrat snímač o kapacitě 40t.
Postup nivelace sila. Provedení.
Po vizuální nivelaci sila, začneme s procesem kompletní nivelace. Tento proces má 3 kroky:
1. Nastavit napájení všech snímačů v systému.
2. Změřit signál z každého snímače samostatně
3. Nivelovat silo s ocelovými podložkami.
1. Napájení všech snímačů.
Pro měření analogového signálu snímače v mV, je nutné jej napájet. Použijeme napájení samotné vyhodnocovací jednotky. Zapojíme napřed všechny napájecí vodiče (Zelený = +IN a černý = -IN) do součtové krabice. Pokud používáme 6ti vodičové snímače, potom je zapojíme také (Modrý = +SENSE a Žlutý = - SENSE). Můžeme je zapojit paralelně k napájecím vodičům.
2. Změřit signál z každého snímače samostatně
Pro měření výstupního signálu v mV, necháme bez zapojení všechny signálové vodiče (Červený = +OUT a Bílý = -OUT) dle obr. 5.
Obr. 5 - Elektrické zapojení snímačů v součtové krabice pro čtení výstupního signálu v mV pomocí digitálního multrimetru.
Provedeme změření výstupního signálu z každého snímače v mV. Je nutné aby silo bylo naplněné. Pokud to není v daném okamžiku možné, alespoň je vhodné aby silo mělo 30% maximální náplně.
| Č. Snímače |
1ní kolo signál v mV |
2hé kolo signál v mV |
3tí kolo signál v mV |
4té kolo ignál v mV
|
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| max/min je ≤ 1,3? |
Tabulka1 - Měření analogového výstupu z jednotlivých snímačů pro kontrolu nivelace.
V Tabulce 1 si zapíšení výstupní hodnoty snímačů sila a začneme prvním kolem iterací.
Následně, na konci spočítáme poměr mezi maximální a minimání hodnotou. Až docílíme kladnou odpověď, tj. poměr je menší jak 1,3 můžeme říci, že silo je nivelováno.
3. Nivelace sila pomocí ocelových podložek.
Po prvním kolu měření, pokud odpověď je záporná, potom je nutné nivelovat silo. Začneme nivelováním snímače, který má nejmenší signál vložením ocelové podložky mezi strukturou sila a příslušenství snímače, tak jak ze zobrazeno na obr. 2.
Neexistuje přesný výpočet pro rozhodování výběru tloušťky podložky. Je nutné si vyzkoušet jak se signál změní při vložení různých tloušťek a dle toho vybrat správnou podloužku.
Po vložení podložky, provedeme druhé iterační měření a zapíšeme jej do tabulky 1. Ověříme si znovu výpočet max/min signálu. Opakujeme kroky 2 a 3 dokud nazajistíme, že rozdíl mezi snímači je menší jak 30% ( poměr 1,3).
Po provedené nivelaci, musíme ještě ověřit, že snímač nedostává větší zátěž než na kterou je určen, tj. že nebude překročena nominální kapacita v okamžiku, kdy v sile bude 100% náplň. Toto je velice důležité, jelikož timto zajistíme, že snímač bude pracovat v mezích nominální kapacity snímače a nedoje k jeho přetížení.