第5期 2017年5月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)05004005
D0I:10. 13462/j. cenki. mmtamt.2017.05.011
No.5 May2017
称重传感器标定装置新型夹具设计及性能分析
冯博琳，王军利
（陕西理工大学机械工程学院，陕西汉中
723000）
摘要：为了解决某型称重传感器标定装置类具质量过重等问题，以传统称重传感器标定装置央具为研究对象，文通过对传统夹具左右L板进行轻量化减重，设计了一种新型传感器夹具装置。对新型类具进行了有限元分析，其结果表明：新型传感器夹具装置相比较于传统类具装置质量减少了减小了6%，而且具有更高的刚度和强度，新型夹具应力减小了44.9%，变形量减小了56%。对新型夹具进行模态试验以及仿真分析发现第4、6阶模态振型对气缸与支撑柱连接部位影响较大；通过瞬态动力学分析获得了夹具受到夹具压头压紧瞬间时的应力分布情况。以上研究可为其他传感器夹具的设计提供一定的理论参考
关键词：称重传感器；有限元；模态分析；夹具
中图分类号：TH164;TG65
文献标识码：A
Design and Performance Analysis of a New Type of Fixture for Calibration of Load Cell
FENG Bo-lin,WANG Jun-li
( School of Mechanical Engineering, Shaanxi University of Technology , Hanzhong Shaanxi 723000, China) Abstract : In order to solve the problems such as the quality of the fixture of a certain type of load cell cali-bration device is too heavy. In this paper, a new type of sensor fixture device was designed based on the weight reduction of the traditional fixture and the left and right L board, and the property of the new type of fixture was analyzed by using the finite element analysis technology. The results show that the quality of the new type of sensor was reduced by 6% , and the stiffness and strength were higher compared to traditional fixture device, the stress of the new fixture was reduced by 44. 9% and the deformation was reduced by 56% . The dynamic characteristics of a new type of sensor were studied by modal analysis and modal experi-mental, the results show that the fourth and sixth modes were of great influence on the connection part of the cylinder and supporting column; the stress distribution of the clamp pressed by the pressing head of the clamp was obtained by transient dynamic analysis. The above research can provide some theoretical refer-ence for the design of other sensor fixture
Key words: weighing sensor; finite element; modal analysis: fixture
0引言
随着科技的进步，称重传感器在测量、控制等领域得到了广泛的使用，同时用户对传感器的测量精度要求越来越严格，因此为了保证称重传感器的测量精度，有必要对称重传感器进行标定，在机械制造行业中，称重传感器检测设备制造与设计已经成为机械设计领域的一大热点"），如学者张博对称重传感器精确标定方法进行了研究，学者张昌明[341等对称重传感器标定装置托盘进行了参数化优化设计以及对称重传感器标定装置机架进行了动态特性研究，学者戴俊平[3]等对称重传感器误差标定装置托盘提升装置进行了设计与研究,国外学者RATNAMMM[6]等对托盘进行了有限元仿真分析
国内外目前对称重传感器误差标定装置的研究主要采用理论分析及试验研究的方法，但其试验成本高昂，在当今对称重传感器制造成本要求越来越严谨的情况下，运用有限元分析技术来对称重传感器标定装置进行研究变得越来越重要，称重传感器夹具作为称重传感器误差标定装置中重要部件，其作用是将础码加载过程中对称重传感器的振动传到机架上[7]，其受力的大小关系到称重传感器误差标定的效率【"}
传统称重传感器夹具由于重量偏重列，不方便在机架上装配，称重传感器标定效率不高，为了改善传统称重传感器的性能，在传统夹具的基础上，并参考文献[10]的基础上，对其组成构件进行了轻量化设计，通过减轻重量来使其更容易装配，进而提高传感器标定
收稿日期：20170116；修回日期：20170207
*基金项目：国家自然科学基金（51605270）；陕西省自然科学基确研究计划资助项目（2016JM1030）；陕西省教育厅科学研究项目（15JK1142）
作者筒介：冯博琳（1992—），男，陕西富平人，陕西理工大学预士研究生，研究方向为机械电子工程，（E-mail)18091604285@163.com；通信作者：
主军利(1977一)，男，陕西宝鸡人，陕西理工大学讲师，博士，研究方向为机概报动及气动弹性。
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