Guía para calcular cargas extrañas

FUTEK Advanced Sensor Technology cree firmemente en brindar a todos nuestros clientes datos confiables que les ayuden a determinar el producto adecuado para su aplicación. Proporcionamos esta “Guía de coeficientes y cargas extrañas” para ayudar a determinar la idoneidad del sensor en presencia de cargas y momentos que no están en la dirección prevista del sensor.

Las fuerzas representadas en la Figura anterior se pueden caracterizar de la siguiente manera:

Cargas (Fx, Fy, Fz [lbs]). Definidas como una carga a lo largo de cada eje respectivo, estas fuerzas son aplicadas por el cliente durante o después de la instalación. La dirección de cada carga está indicada en la hoja de especificaciones de cada modelo de celda de carga.

Momentos (Mx, My, Mz [in-lb]). Los momentos (torques) son fuerzas que hacen que la estructura se doble o gire. Para etiquetar correctamente los ejes de cada uno de los sensores de FUTEK, consulte las fichas de los sensores individuales de cada modelo específico.

La mayoría de las veces, el diseñador del proyecto debe tener una buena idea de qué fuerzas y/o momentos actuarán sobre el sensor. Utilizando esta información, FUTEK utiliza una ecuación de tensión combinada para determinar si un sensor es adecuado o no para la aplicación.

Calcular las cargas externas

Hay cuatro sencillos pasos para determinar si las cargas externas son aceptables en la celda de carga:

Encuentre las hojas de cargas extrañas para la celda de carga deseada, puede solicitarla al correo de soporte de Logicbus soporte@logicbus.com
Determine las fuerzas y momentos extraños que actuarán sobre el sensor.
Seleccione los coeficientes de carga extraña proporcionados por la tabla para la capacidad del sensor.
Por último, resuelva la ecuación básica para la tensión combinada debida a todas las cargas del paso 2. La tensión combinada calculada debe ser igual o menor que el σmax elegido en el paso 3. Si excede el valor de tensión permitido, se debe usar un modelo de mayor capacidad. elegido.

La ecuación básica para la tensión combinada es la siguiente:

σmáx ≥ (A)|Fx| + (B)|Fy| + (C)|Fz| + (D)|Mx| + (E)|Mi| + (F)|Mz|

A, B, C, D, E, F son los coeficientes (paso 3) determinados por los ingenieros de FUTEK. Las unidades de A, B y C se proporcionan en psi/lbf, mientras que las unidades de D, E y F se proporcionan en psi/in-lb. La respuesta resultante de la ecuación anterior tiene unidades de psi.

Ejemplo

Estamos buscando ver si podemos usar una celda de carga en línea LCM300 de 500 lb de capacidad para una aplicación. La celda de carga experimentará una fuerza hacia abajo de 300 lb en la dirección Fz, una fuerza de 25 lb en la dirección Fx, una fuerza de 2.5 lb en la dirección Fy y un momento de 1 in-lb alrededor del eje z.

Para calcular si las fuerzas y momentos combinados permitirán que se utilice la capacidad de 500 lb en esta aplicación, debemos consultar el Documento de carga externa de la celda de carga específica.

Primero necesitamos obtener los coeficientes fuera del eje (A,B,C,D,E,F) para la capacidad deseada. Luego colocamos los coeficientes y las fuerzas en la ecuación de tensión combinada.

Tenga en cuenta que la ecuación requiere el valor absoluto de las fuerzas o momentos. Por ejemplo, aunque la fuerza principal en la dirección Fz se aplica en la dirección negativa (-300 lb), la fuerza debe ingresarse como 300 lb en la ecuación (es decir, |-300|=300).

σ ≥ (A)|Fx| + (B)|Fy| + (C)|Fz| + (D)|Mx| + (E)|Mi| + (F)|Mz|
σ ≥ 665×|25|+665×|2.5|+150×|-300|+1420×|0|+1420×|0|+1250×|1|

σ ≥ 3325+1662,5+45000+0+0+1250
σ ≥ 64537,5 psi

A continuación debemos observar la tensión máxima (σmax) que la estructura es capaz de soportar.

Todas las tensiones en la estructura deben ser menores o iguales a la tensión máxima (σmax), dependiendo de cómo se esté cargando la celda de carga.

σmáx ≥ σ

En nuestro ejemplo vemos que las cargas extrañas son aceptables si son estáticas o no reversibles. Si estas cargas se invierten completamente, la estructura podría ceder, por lo que se debe seleccionar una unidad de mayor capacidad. Cabe señalar que la condición de tensión máxima de inversión total se determina de modo que la estructura dure al menos de 10 a 20 millones de ciclos. Si la celda de carga necesita durar más de 100 millones de ciclos, la tensión de fatiga máxima para una carga inversa debe ser inferior a σmax × 0,75 (46.500 psi en nuestro caso). En este caso, si queremos que la celda de carga dure una vida infinita en condiciones de fatiga completamente reversibles, necesitaremos buscar una mayor capacidad de carga.