Células de carga: cómo protegerlas correctamente frente a las sobrecargas

No obstante, la clase de precisión de una célula de carga siempre hace referencia a su capacidad máxima. Por tanto, y en función de la precisión necesaria y de los valores más pequeños que deban medirse, las células de carga no se pueden sobredimensionar de forma ilimitada, porque el error de medición absoluto es directamente proporcional a la capacidad máxima.

Invertir en una protección frente a la sobrecarga específicamente diseñada está justificada en los casos en que las células se cargan hasta su capacidad máxima, ya que entonces el riesgo de sobrecarga está siempre presente. Normalmente las células de carga deben contar con protección frente a la sobrecarga en los casos típicos siguientes:

  • Cuando se desconocen las cargas máximas que deben soportar las células.
  • Si se prevén cargas altamente dinámicas como, por ejemplo, en operaciones de pesaje de productos que caen (cargas dinámicas).

Células de carga con tope mecánico

La experiencia demuestra que las células de carga con menor capacidad se sobrecargan con más frecuencia que las que tienen capacidades máximas elevadas. Por ejemplo, una célula de carga con una capacidad máxima de 20 kg se puede ver seriamente afectada por la caída de una llave inglesa.

El diseñador puede desarrollar y aplicar una protección específica frente a la sobrecarga para una serie de células de carga con la misma geometría. La figura 1 ilustra un diseño de protección frente a la sobrecarga para la célula tipo Z6 de HBM. En estos casos, la posible deformación o desplazamiento de la célula de carga se limita mediante un tope mecánico.

Los datos de desplazamiento nominal de la ficha técnica describen el valor de deformación de la célula de carga a la carga nominal. En función del tipo de célula de carga y de su capacidad máxima, la posible desviación se limita al 120-150% del desplazamiento nominal mediante un tope mecánico, con el fin de evitar una sobrecarga de la célula.

Este tope se ajusta con galgas separadoras. Dado que las estas deformaciones son muy bajas (en la práctica de apenas unas décimas de milímetro), es conveniente emplear tornillos de rosca fina que se puedan tensionar. También se recomienda proteger de la contaminación el espacio entre la célula de carga y el tope. La contaminación puede provocar errores de medición; por ejemplo, por limitación no deseada de la desviación.

Cuando la estructura de apoyo de la célula de carga es blanda se puede producir un desplazamiento distinto del especificado en la ficha técnica. Con frecuencia la protección frente a la sobrecarga actúa demasiado pronto porque la placa de montaje se dobla. En estos casos, hay que incrementar el espacio entre la célula de carga y el tope. Para el usuario, lo más práctico es cargar el dispositivo de pesaje a la capacidad máxima y después ajustar la holgura restante con respecto al tope mecánico entre 0,05 y 0,1 mm.

Protección frente a la sobrecarga utilizando como ejemplo la célula de carga tipo Z6 de HBM

Montaje con muelles pretensados

Otra forma de protección frente a la sobrecarga es a través de kits de muelles pretensados integrados en la dirección de flujo de la fuerza (figura 2). Cuando la capacidad máxima supera un valor específico, el muelle se comprime y transmite la fuerza a un tope mecánico, a través de una estructura adecuada.

Con esta forma de protección, la holgura es considerablemente superior. Con ello, la configuración de las cargas admisibles es más sencilla y fiable. Además, las propiedades del muelle reducen considerablemente el riesgo de que se produzcan daños en la célula de carga como consecuencia de cargas dinámicas. Dada la baja sensibilidad a la contaminación de estos kits de muelles, la inversión se justifica fácilmente en una serie de aplicaciones, en comparación con otras formas de protección frente a la sobrecarga.

Protección frente a la sobrecarga de una célula de tipo C2 con un kit de muelles

Dispositivos de protección provisionales

También es recomendable utilizar dispositivos provisionales adecuados para proteger la célula de carga de los sistemas de de pesaje durante el transporte. Las vibraciones que se producen durante el transporte pueden provocar cargas dinámicas extremas en las células de carga y contribuir a que se deterioren. Siempre que sea posible, las células de carga solo deben montarse en el emplazamiento final del sistema. Hasta entonces, la célula de carga debe sustituirse por un marcador de posición en el sistema de pesaje. Para ello puede emplearse una maqueta con las mismas dimensiones externas que la célula. Si no es posible desmontar la célula, se puede utilizar una placa de metal gruesa como derivación de fuerza.

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