Das Beste aus Ihrem Lastmessbolzen herausholen 📰

^17. Februar 2023

Einführung

Lastmessbolzen sind für viele verschiedene Anwendungen als direkter Ersatz für Gabel- oder Drehzapfen konzipiert. Sie haben viele Vorteile gegenüber anderen Lastsensoren, da sie in der Regel keine Änderungen an der zu überwachenden mechanischen Struktur erfordern. Lastmessbolzen werden typischerweise in Seil-, Ketten- und Bremsankern, Seilscheiben, Schäkeln, Lagerböcken und Drehzapfen eingesetzt.

 

Allgemeine Beschreibung

Ein Lastmessbolzen misst die auf ihn einwirkende Kraft über Dehnungsmessstreifen, die in einer kleinen Bohrung in der Mitte des Bolzens angebracht sind. In den äußeren Umfang des Bolzens sind zwei Nuten eingearbeitet, die die Scherebenen definieren, die zwischen den zu messenden Kräften liegen.

 

Schutz der Umwelt

Da sich der instrumentierte Bereich des Lastmessbolzen vollständig in einer kleinen zentralen Bohrung befindet, ist der Lastmessbolzen Sensor von Haus aus wasserdicht. Gefertigt aus speziellen Edelstählen, ausgestattet mit geschweißten oder mit O-Ringen abgedichteten Endkappen und unter besonderer Berücksichtigung der Signalkabelverschraubung kann eine sehr hohe Betriebszuverlässigkeit auch für Lastmessbolzen im Unterwasserbetrieb garantiert werden.
 

 Typische Standorte

Wenn ein Bolzen innerhalb eines definierten Lastpfades liegt oder so angebracht werden kann, dass er eine Kraft erfährt, kann ein LCM Lastmessbolzen installiert werden, um diese Last zu überwachen. Die nachstehenden Skizzen zeigen typische Einbauorte für Lastmessbolzen.

Lastmessbolzen Verschlusssysteme

Ein Lastmessbolzen muss sicher in seiner Position verriegelt werden, um seine Ausrichtung in Bezug auf die zugehörige Baugruppe zu fixieren. Dieser muss sowohl im Axial- als auch im Rotationsmodus fixiert werden, um sicherzustellen, dass das System genaue und wiederholbare Ergebnisse liefert.

Ein standardmäßiger Lastmessbolzen ist so konzipiert, dass er die Kraft nur in einer Richtung misst. Eine Kraft, die im rechten Winkel zu dieser Kraft steht, führt zu einer Nullausgabe des Sensors.

Kabel- und Steckeranordnungen

Das Signalkabel kann in der Regel je nach Installations- und Platzbedarf von der Lastmessbolzen abgehen. Es sollte darauf geachtet werden, dass das Verkabelungssystem während der Installation und des Betriebs vor versehentlicher Beschädigung geschützt ist. Falls erforderlich, kann auf der Website Lastmessbolzen eine Stecker- und Buchsenunterbrechung vorgesehen werden. Ein zusätzlicher Schutz kann über das standardmäßig mit Polyurethan ummantelte Kabel in Form eines Hydraulikschlauchs angebracht werden. Dieser bietet einen ausgezeichneten Schutz und hat den Vorteil, dass die zugehörigen Anschlüsse leicht erhältlich sind.

Standard- und kundenspezifische Lastmessbolzen Größen

Die folgende Tabelle zeigt das LCM-Sortiment an Standardstiften Lastmessbolzen im Bereich von 2,5 bis 50 Tonnen. Die meisten Bolzen entsprechen jedoch nicht diesen exakten Abmessungen und werden daher kundenspezifisch für einen bestimmten Standort und eine bestimmte Anwendung entworfen. Für die Konstruktion eines kundenspezifischen Stifts fallen keine zusätzlichen Kosten an.

Tragfähigkeit

Für die Herstellung aller LCM Lastmessbolzen werden spezielle hochfeste Stähle verwendet, um die Tragfähigkeit der einzelnen Stiftdesigns zu optimieren. Es gibt jedoch immer einen Kompromiss zwischen dem Ausgangssignal und der Endfestigkeit eines jeden Lastmessbolzen Designs. Das nachstehende Diagramm zeigt die optimalen Tragzahlen für gegebene Stiftdurchmesser für eine Lastmessbolzen in doppelter Scherung.

Wenn ein Bolzen ohne Größenbeschränkungen für eine bestimmte Tragfähigkeit in eine Baugruppe eingebaut werden soll, sollte die Konstruktion auf die dargestellte optimale Kurve ausgerichtet sein. Viele Lastmessbolzen sind jedoch für die Nachrüstung bestehender Strukturen konzipiert und fallen nicht immer in den idealen Bereich.

Der obere Teil des Diagramms zeigt an, dass Lastmessbolzen bei einer gegebenen Last einen Ausgang von 2,5 bis 3,5 mV/V liefert, wobei jedoch ein gewisser Kompromiss hinsichtlich des ultimativen Sicherheitsfaktors dieses Pins eingegangen wird.

Das untere Ende des Diagramms führt zu einem Lastmessbolzen, das entweder eine geringe Leistung bei seiner Nennlast hat oder mit übermäßigen Scherkerben bearbeitet werden muss, um genügend Signal zu erzeugen. Für das untere Ende der Kurve schlagen wir in der Regel eine Lastmessbolzen vor - Einzelheiten sind auf Anfrage erhältlich. 

Hinweise zur Installation

Verschiedene Faktoren beeinflussen die Leistung einer Lastmessbolzen , wenn sie in Betrieb genommen wird. Die meisten Lastmessbolzen sind so konzipiert, dass sie in bestehende Strukturen passen, so dass jede Konstruktion von der Größe und den Beschränkungen dieser Struktur abhängt. Wenn ein Bolzen im Verhältnis zu seinem Durchmesser einer hohen Belastung ausgesetzt ist (siehe Tragfähigkeitsdiagramm), wird er nicht so gut funktionieren wie ein Bolzen, der für den optimalen oder niedrigen Bereich dieses Diagramms ausgelegt ist.

Eine starre Struktur support ist erforderlich, um die auf den Stift einwirkenden Biegekräfte zu minimieren. Der Stift funktioniert, indem er die Scherung abtastet, und jede Biegespannung innerhalb des Stifts beeinträchtigt seine Gesamtgenauigkeit. Die Passung des Stifts in den entsprechenden Bohrungen ist wichtig für die Gesamtleistung des Lastmessbolzen. Für einen "optimalen" Messbolzen wird normalerweise eine H7, g6 Passung empfohlen. Dies ist jedoch in der Praxis nicht immer möglich, und ein gewisser leichter Verlust an Wiederholbarkeit und Linearität kann normalerweise auf Kosten einer "einfachen" Passung toleriert werden.

Bei der Konstruktion eines neuen Bolzens werden immer die Lagerbelastung und die Gesamtproportionen des Bolzens berücksichtigt. Wir sind stets bestrebt, die Leistung eines jeden Bolzens (innerhalb seiner Betriebsstruktur) angesichts der ihm auferlegten Beschränkungen zu optimieren. Die wichtigste Überlegung bei der Leistung eines jeden Lastmessbolzen ist, dass eine hohe Leistung zu erwarten ist, wenn sich die Geometrie des Bolzens, die Belastungsstruktur oder die Belastungsbedingungen über den gesamten Bereich des Bolzens (0-100%) nicht ändern. Selbst eine minimale Biegung der Struktur, Änderungen der Auflageflächen oder eine Biegung der Lastmessbolzen (bei hoher Belastung) wirken sich auf die Leistung aus, die Wiederholbarkeit wird jedoch wahrscheinlich nicht beeinträchtigt.

 Kalibrierung

Lastmessbolzen wird normalerweise in halben oder ganzen Blöcken in einer rückführbaren Druckprüfmaschine kalibriert. Wenn ein Lastmessbolzen als Messglied eines Schäkels geliefert wird, kalibrieren wir normalerweise die gesamte Schäkelbaugruppe unter Zug.

Wir bemühen uns, die im Betrieb auftretenden Belastungsbedingungen nachzubilden, aber es wäre unrealistisch, die Struktur vor Ort für jede hergestellte Lastmessbolzen vollständig zu simulieren. Aus diesem Grund wird für eine optimale Systemgenauigkeit eine Kalibrierung in der Endmontage empfohlen. 

Indirekt aufgebrachte Last

Ein Lastmessbolzen kann in einem Seilscheibensystem installiert werden, um die resultierende Kraft zu überwachen, die auf diese Seilscheibe wirkt. Die auf den Draht ausgeübte Last und der Umschlingungswinkel, den der Draht mit der Seilscheibe bildet, bestimmen die resultierende Kraft. Das folgende Diagramm zeigt die auf die Seilscheibe/den Stift wirkende Last im Verhältnis zur Drahtspannung.

     

Variabler Kraftwinkel

Wenn sich der Kraftwinkel, der auf den Standard Lastmessbolzen ausgeübt wird, während des Betriebs ändert, entweder durch Änderungen des Umschlingungswinkels oder durch einen anderen äußeren Faktor, kommt es zu einem Verlust des Ausgangssignals dieses Stifts, wie in der Grafik oben gezeigt. Es ist anzumerken, dass bis zu +/-8 Grad der Belastungsvariationen aufgenommen werden können, bevor ein Verlust von 1 % im Signalausgang verzeichnet wird.

 X/Y Lastmessbolzen

Wenn ein hohes Maß an Winkelschwankungen auftritt, kann normalerweise ein X/Y Lastmessbolzen angeboten werden. Dieser liefert zwei Ausgänge, wie im folgenden Diagramm beschrieben, die gleichzeitig gelesen werden können, um die tatsächliche resultierende Kraft zu berechnen, die auf diesen Stift wirkt. Die Richtung der auf den Stift ausgeübten Kraft kann auch anhand der Polarität und des Betrags der X- und Y-Signale berechnet werden.

  
Die winklige Ausrichtung des Lastmessbolzen in der zugehörigen mechanischen Baugruppe hängt von dem Winkelfenster ab, in dem dieser Stift arbeitet. Dieser muss definiert werden, um die Installation und die Ergebnisse dieses Stifts zu optimieren.

Um diese technischen Informationen als pdf herunterzuladen, klicken Sie bitte hier.

Wenn Sie ein Angebot von Lastmessbolzen wünschen, füllen Sie bitte unseren FragebogenLastmessbolzen aus.