Come si fa una cella di carico?

La costruzione della cella di carico inizia nell'officina meccanica dove arrivano le barre in acciaio inossidabile 17-4 PH da trasformare.

Acciaio inossidabile 17-4 PH, per elasticità e durezza, è un materiale particolarmente adatto alle celle di carico.

Quando combinato con i corretti tensiometri, ha un errore molto piccolo nel ciclo di isteresi.
Questa caratteristica gli permette di rimanereflessibileanche per forze molto elevate: si deforma sotto un carico e poi ritorna alla sua condizione iniziale quando il carico non agisce più.

Tutte le barre sonocertificatoIn seguito, ogni barra viene contrassegnata con il suo diametro e il suo numero di fusione, in modo che il lotto sia facilmente rintracciabile.

La barra viene tagliata in cilindri, che vengono poi controllati uno per uno per assicurarsi che non ci siano "fessure".

FessureSono spesso crepe a filo di pelo invisibili all'occhio umano e possono causare problemi futuri durante la fabbricazione o l'utilizzo della cella di carico.

Una volta superati i controlli, il cilindro viene lavorato in3 fasiDue sul tornio e uno sulla fresatrice.

• Durante la prima fase di rotazione, l'operatore realizza laslotnella cella di carico, in cui verranno poi posizionati gli estensimetri.
   
• Nel secondo stadio di tornitura, ilpulsante di caricamento superiore, tipica delle celle di carico CBL, è realizzata sul lato opposto del cilindro.
   
• Nella terza fase, lasocketper la ghiandola del cavo e labucoper il passaggio del cavo sono anche realizzati con una fresatrice.

La meccanica delle celle di carico è pronta per passare alla fase successiva di produzione.

2Primi controlli meccanici e lavaggio

Una volta che il corpo vuoto della cella di carico è stato ricevuto dall'officina, viene effettuata la prima prova meccanica.

L'operatore, utilizzando undiametro certificato, verifica che le dimensioni siano entro le tolleranze specificate nel disegno di progetto.

Per rimuovere tutte le tracce di impurità, il pezzo viene poi lavato per la prima volta con unemulsione degrasantead una temperatura di 50° per 40 minuti.
Questo è solo il primo lavaggio che subirà la cella di carico, in realtà sarà pulita almeno altre 4 volte.

Infine, tutte le parti pulite vengono asciugate a mano una per una.

3Trattamento termico

Trattamento termico diinvecchiamentoQuesto serve ad eliminare e alleviare le tensioni nel materiale e a portare la cella di carico alla durezza desiderata, migliorandone l'elasticità.

L'invecchiamento porta al nucleo della produzione di cellule di carico.

 

Le celle di carico vengono immesse per lotti nel forno mentre il pannello di controllo della gestione supervisiona l'operazione e produce un grafico e un certificato sul trattamento termico effettuato.

 

Esistono due tipi diforni industrialiutilizzati per questo trattamento: forni ad aria e forni a muffa.

Il forno ad aria funziona mediante ventilazione, mentre il forno a muffle utilizza elementi di riscaldamento a spirale per produrre calore.

 

Percellule di carico speciale(come quelli certificati OIML R 60), il trattamento termico prevede un ulteriore passo prima dell'invecchiamento: la risoluzione.

 

DuranteRisoluzione, la cella di carico viene trattata a 1050°C in un forno industriale ad alto vuoto e successivamente raffreddata a -80°C in un forno criogeno.
Il forno ad alto vuoto assicura che la cella di carico non si deformi,mentre lo shock termico nel forno criogenico elimina le tensioni nella stella inossidabile 17-4 PH in modo che la cella di carico sarà ancora più accurata e lineare.

Questa fase di pre-invecchiamento viene eseguita sul pezzo bianco prima dell'elaborazione e elimina tutte le tensioni nella cella di carico.

4. lucidatura e sabbiatura

Dopo il trattamento termico, la cella di carico viene lucidata e sabbiata.

 

Polizione

La superficie è spazzolata con unpasta abrasivae lucido per ridurre la rugosità della cella di carico e prevenire l'accumulo di materiale, rendendola anche facile da pulire.

Sfregamento di sabbia

Con l'aiuto di unmacchine per sabbiatura, l'operatore spruzza microsfere di vetro sulla superficie della cella di carico rendendola porosa.

Questo sensore è lucidato all'esterno e sabbiato solo all'interno, in modo che gli estensimetri aderiranno meglio al corpo della cella di carico a causa delporositàdi cui all'allegato II, parte B, punto 2, del regolamento (CE) n. 1907/2006

La cella di carico è finalmentelavatodi nuovo a 50°C e completamente puliti dai residui sabbiosi delle microsfere e dai residui grassi della pasta abrasiva.
Quando il lavaggio è completato, le celle di carico sono impilate, facendo attenzione a inserire undischi di siliconeCiò impedirà loro di essere danneggiati o graffiati più tardi nel ciclo di produzione.

5Controllo dimensionale e di piattezza

La cella di carico viene trasportata in laboratorio, dove viene sottoposta a due controlli: quelli di dimensione e di piattezza.

Controllo delle dimensioni

Il controllo delle dimensioni è effettuato con calibri, a loro volta calibrati con blocchi di Johansson.

Cosa sono i blocchi di Johansson?

Conosciuti anche come "blocchi di calibro piatto parallelo", sono parallelepipedi magnetici in acciaio di spessore variabile (0,01 a 10 mm) lavorati per ottenere 2 facce perfettamente parallele.

Attraverso lo sfregamento e il collegamento di blocchi di valore nominale diverso,i calibricon una lunghezza di 20 mm o più ma non superiore a 20 mm,può essere verificato.

I blocchi Johansson hanno una scadenza e devono quindi essere periodicamente rivisti per ottenere una nuova certificazione o sostituiti con nuovi blocchi.

 

Controllo della piattazza

Per verificare la piattezza, la cella di carico viene posta su una superficie perfettamente piatta e viene esercitata una forza con le dita.

Se la cella di carico si muove, il supportocoronenon è perfettapiattoE' essenziale che rimanga immobile, altrimenti non potrà funzionare correttamente.

6. Prova di durezza

Dopo la lucidatura e i controlli meccanici, si verifica la durezza della cella di carico.
Circa il 10% dei pezzi viene controllato in modo casuale, il che è sufficiente a garantire che l'intero lotto soddisfi i parametri richiesti.

Per questa prova, l'operatore utilizza unDurometro, ossia una macchina con un penetratore che misura il grado di durezza assunto dal metallo dopo il trattamento termico di invecchiamento e conferma che il parametro misurato è corretto.

Per eseguire il controllo si possono utilizzare diversi metodi e scale, la più appropriata delle quali viene scelta in funzione della forma e del materiale del penetratore e delle forze di precarico e di carico applicate.
In questo caso la scala scelta èHRC(Durità cono Rockwell), che è quello usato per le parti in acciaio indurito.

La cella di carico è ora pronta per il tracciamento e la marcatura dell'asse.

7. Tracciamento e marcatura laser

Sia il tracciamento che la marcatura sono eseguiti con un marcatore laser in grado di incidere qualsiasi materiale, per un risultato estremamente pulito e preciso.

Tracciamento

La fase di tracciamento è fondamentale: è proprio in questa fase che, seguendo le istruzioni del disegno fornito dal progettista meccanico, il dispositivo vieneassisono incise all'interno della fessura della cella di carico che, durante la fase di incollaggio, indicherà all'operatore dove posizionare con precisione gli estensimetri.

Marcatura

Il marcatore si sposta da una cella di carico all'altra e su ciascuna si incide la specificaetichettacon i dati della targhetta per garantire la piena tracciabilità.

 

8. pulizia ad ultrasuoni

Una volta completati tutti i controlli meccanici, la cella di carico viene nuovamente lavata.
Questa volta si usa una lavatrice ad ultrasuoni industriale per assicurarsi che venga completamente sgrassata.

 

L'operatore mette circa 10 kg di celle di carico in un cestino e le abbassa nell'acqua a temperatura di 70°C.ultrasuonia 70 Hz per 2-5 minuti e poi risciacquato.

Dopo il lavaggio, la differenza tra lucidare e sabbiare è chiara e evidente.
La superficie della cella di carico lucida è liscia e fa scorrere l'acqua immediatamente; la superficie della cella di carico sabbiata è porosa e trattenere l'acqua, che richiede più tempo per evaporare.

 

9- Cosa c' e '?un tensiometro e come funziona?

 

Il deformazionometro è una piccola griglia composta da:fili costanti(una lega binaria di rame e nichel) ed è il componente di misura sensibile della cella di carico.

Colmato all'interno della fessura della cella di carico, segue la deformazione della sua superficie.
Quando si deforma, provoca unvariazione della resistenza,e quindi in segnale elettrico, proporzionale alla forza applicata alla cella di carico.

Queste variazioni sono misurate facendo unPonte Wheatstonecircuito.
Il ponte collega con fili elettrici e una scheda di circuiti stampati (PCB), che insieme rilevano l'entità della deformazione come variazione del segnale elettrico espressa in mV/V (millivolt per volt).

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Pulizia con balsamo e neutralizzante

La cella di carico raggiunge ora il reparto più delicato, dove gli estensimetri vengono selezionati, posizionati e incollati con competenza da tecnici qualificati e specializzati.

Tutto in questo reparto è tenuto sotto il massimo controllo:temperaturaè sempre compreso tra 20°C e 24°C, il livello diumiditàè mantenutocostantee c' èsenza polvereNon importa.
Tutto è attentamente monitorato, nulla deve influenzare lo strain gauge e il suo isolamento.

Tuttavia, la cella di carico deve essere pulita nuovamente prima di incollarla.
Il tecnicoLa pulizia a manocon due prodotti: il condizionatore e il neutralizzatore.

Conditioner

Il balsamo è un composto diacido fosforicoche corrode leggermente la superficie della cella di carico e consente la sua completa degrassa.

Il tecnico versa una goccia di balsamo nella fessura per pulirla a fondo, quindi asciuga i residui con una garza.

 

 

 

Neutralizzatore

Il neutralizzatore viene utilizzato per bloccare la reazione chimica avviata dal condizionatore e per creare le condizioni ottimali di pulizia per incollare i deformazioni.

Si applica dopo il condizionatore e aiuta a garantire che la cella di carico siaperfettamente pulita: se il condizionatore è stato efficace, la goccia di neutralizzatore si espanderà immediatamente sulla superficie della fessura.

Il tecnico può ora procedere alla incollatura.