堡盟应变力传感器助力混凝土泵车实现创新式减振--控制网



堡盟应变力传感器助力混凝土泵车实现创新式减振
企业:堡盟电子(上海)有限公司 日期:2020-07-30
领域:传感器 点击数:301

重量更轻、布料杆更长的混凝土泵车日益受到市场青睐。德国施维英(Schwing)公司凭借最新的技术成果成为该领域的市场领袖之一。为了提高长布料杆混凝土泵车的操作舒适性,施维英推出了一套创新减振系统。堡盟电子与施维英联合开发了一款全新的应变力传感器,该产品具有IP69K防护等级,测量范围极广,可即时提供精确的布料杆偏移信号。

德国施维英公司成立于20世纪30年代,自那时起,该公司便开始设计、制造和销售用于混凝土生产、运输和再加工的各种泵、机械和工厂设备,例如配料设备、混凝土搅拌车、固定式混凝土泵、混凝土泵车以及混凝土回收设备等。无论是用混凝土修建家庭游泳池,还是打造举世闻名的公共项目,例如美国纽约的世贸中心一号楼、土耳其的亚武兹苏丹塞利姆大桥(原名“第三博斯普鲁斯大桥”)……凡是使用混凝土的地方,几乎都可以看到施维英设备的身影,它们为各种建筑和设施的长期稳定性助一臂之力。施维英在全球拥有六个生产基地,子公司和代理商遍布100多个国家。该公司致力于为世界各地的混凝土应用提供高效可靠的长期解决方案。施维英设备的所有核心部件全部自己独立生产,从而保证严格的检测流程和高产品质量。

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施维英混凝土泵车在大型工地作业。

施维英位于德国黑尔讷(Herne)、印度金奈(Chennai)和巴西圣保罗的生产基地可生产各种规格和型号的混凝土泵车。施维英集团德国总部生产的泵车则配备了全球最长的混凝土布料杆。这种布料杆采用全新的驱动设计和高强度钢,具有重量更轻、操作舒适性更佳等特点,满足市场在经济性、环保性和人体工程学方面日益增长的需求。

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重量更轻、布料杆更长的轻量化混凝土泵车已成大势所趋。这需要采用创新解决方案,以提高操作舒适性。

苛刻的施工条件

现代混凝土布料杆的长度达到了近65米。凭借高效双缸活塞泵和高达85bar的泵压,布料杆每小时最高可泵送164m3的混凝土——这显然会导致布料杆振动。为了提高施工人员在末端出料软管处的操作舒适性,施维英开发了一套创新减振系统,其中包括对液压元件的全面改造。该方案需要使用一只高精度传感器,用于接收由于整个布料杆移动而导致传感器安装杆发生形变的信号,并将控制变量传输给控制单元,以实现减振。传感器需安装在直接受力处(力来自于布料杆已发生形变处)并与泵车的几何结构精确匹配。通过检测布料杆的形变量大小以实现减振,可显著减少研发工作量,因为机械结构只要受力就一定会产生形变,而形变量则取决于被测物体的几何结构及其弹性模量。

客户专属解决方案

施维英与堡盟电子展开紧密合作,共同为客户开发定制化的创新应变力传感器,以便从容应对各种挑战。新的传感器采用全新的高强度钢替代以前使用的材料,从而让机械应力和形变现象发生在更高的区域,而传统的应变力传感器在这些区域完全无法工作。

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堡盟DST55R应变传力感器具有耐腐蚀性和IP69K防护等级,即使在苛刻的施工条件下也能可靠完成外力测量,性价比极高。

堡盟采用FEM仿真算法,开发出测量范围达±2000μm/m的全新传感器结构。该传感器易于安装,具有长久密封性,即便泵车在苛刻的施工条件下进行多档位操作,传感器的性能表现也堪称完美。传感器在出厂前已完成校准,从而提高了安装速度,并缩短传感器更换时间。这款全新的传感器内置放大器,可直接向混凝土泵车的控制系统传输高分辨率CANopen数字量信号。

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用螺栓将应变力传感器安装在主杆下部,用于记录布料杆的动作,并向控制单元发出减振信号。

力传感器须根据泵车的几何结构进行精调,才能实现安装及测量,而应变力传感器只需两颗螺栓就可以轻松安装至最佳位置。这非但不会影响泵车的结构,还能缩短研发周期,有效简化安装。传感器采用坚固型设计,不受振动、冲击以及其他机械载荷的影响,因此是建筑行业的理想选择。同时,传感器性能稳定,反应迅速,可精确检测极细微的形变。产品采用腐蚀外壳,具有出色的抗风性和耐候性;防护等级高达IP69K,密封性能绝对可靠,适用于高压水或蒸汽清洗。

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备选安装方案

2018年初,施维英在美国拉斯维加斯混凝土展上推出的最新S 65 SX混凝土泵车也采用了这套创新减振系统。堡盟在开发阶段便进行了全面的样机试验和产品优化,随后这款全新的DST55R应变力传感器才得以顺利量产。未来,越来越多的施维英混凝土泵车将会搭载堡盟传感器去完成各种项目。

摘自《自动化博览》2020年7月刊

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