Dependiendo del uso y la aplicación para la que están diseñadas, las células de carga extensiométricas tienen características diferentes: su forma, método de carga, tecnología de medición de la deformación, material de fabricación, capacidad, grado de protección de entrada, entre otras.
→ Lea también: ¿Cómo elegir una célula de carga? Guía de características técnicas
A continuación se ilustran los principales tipos de células de carga disponibles en el mercado, con un enfoque específico en los modelos que ofrece LAUMAS.
1. Células de carga off-center
2. Células de carga de compresión
3. Células de carga de compresión para montaje en pie
4. Células de carga de columna
5. Células de carga de flexión
6. Células de carga de cizallamiento
7. Células de carga de tracción
8. Células de carga de compresión y tracción
9. Células de carga de doble cizallamiento
Célula de carga off-center, modelo AZL.
También conocidas como células de carga single point, o células de carga para plataformas, las células de carga off-center son recomendables cuando no es posible asegurar el centrado de la carga a pesar.
Presentan un hueco en el centro del cuerpo mecánico, que a menudo tiene forma binocular.
El hueco se obtiene mediante mecanizado con máquina herramienta y se afina durante el ensayo para aportar al sensor las características de un cuadrilátero articulado simétrico.
Esta peculiaridad permite a las células de carga off-center ignorar las torsiones provocadas por la carga descentrada y garantizar la lectura correcta del peso dentro de su área de trabajo.
Por consiguiente, una vez colocadas en el centro de un plano de dimensiones conocidas, las células de carga off-center pueden pesar correctamente en cualquier punto donde se aplique la fuerza peso, dentro de una determinada área máxima indicada en la ficha producto.
El área de carga varía dependiendo del modelo y la capacidad de la célula; la oferta de LAUMAS abarca desde un mínimo de 150 x 150 mm hasta 1200 x 1200 mm.
Las células de carga off-center son muy precisas, alcanzando incluso clases de precisión muy elevadas, como C9 según OIML R 60.
Se trata de células de carga muy versátiles que se utilizan en numerosas aplicaciones: plataformas, balanzas de sobremesa, pequeños transportadores de rodillos, pequeños depósitos y tolvas, máquinas de llenado y envasado, ensacadoras, cintas transportadoras y rodillos en sistemas de tensado.
También son adecuadas para pesaje dinámico.
Célula de carga off-center aplicada en el centro de un transportador de rodillos.
Aplicación sobre rodillo en un sistema de medición y regulación del tensado.
Las células de carga off-center suelen trabajar individualmente.
Debido a su tipo de construcción, tienen una sensibilidad muy diferente entre sí, por lo tanto al trabajar en grupo, podrían producirse interferencias llegando a afectar su exactitud.
Sin embargo, no se puede descartar que en determinadas aplicaciones tengan que trabajar conectadas en paralelo.
En este caso, es importante comunicar este requisito al proveedor en el momento de la compra, ya que habrá que intentar acoplar células de carga con sensibilidad similar y ecualizar sus señales de salida.
Las células de carga off-center LAUMAS se fabrican en su mayoría en aleación de aluminio, un material conveniente así como adecuado para muchas de sus aplicaciones más comunes, en las que el acero inoxidable no es un requisito necesario.
Sin embargo, también están disponibles en acero inoxidable, tanto AISI 420 como 17-4 PH.
Tienen capacidades medianas, de 250 g a 2.000 kg, y alcanzan la clase de precisión C5 según OIML R 60.
El grado de protección que pueden ofrecer (es decir, el grado de resistencia a la entrada de polvo y agua) es elevado tanto para lavado con chorros a presión más o menos fuertes (IP65, IP66 e IP69K), como para inmersiones de duración y profundidad variables (IP67 e IP68).
Célula de carga de compresión-perfil bajo, modelo CBL.
Las células de carga de compresión tienen en su interior una membrana circular deformable cuyo espesor varía en función de la capacidad de la célula. La anchura de la membrana garantiza que todas las células de carga del mismo modelo tengan la misma sensibilidad y sean todas iguales.
Por esta razón, son perfectamente intercambiables y sustituibles incluso después de mucho tiempo, siendo adecuadas para trabajar en grupo, conectadas en paralelo en un mismo sistema de pesaje.
El diseño de las células de carga de compresión, en particular el cilindro de carga superior con su superficie convexa, les permite tener un único punto de carga.
Por consiguiente, cualquier leve desnivelación de la carga no afecta a la exactitud de su detección, ya que siempre se hece referencia al centro.
Las células de carga de compresión se utilizan habitualmente en el pesaje de silos, depósitos, tolvas, mezcladores y reactores, incluidos los de grandes dimensiones y capacidad.
Sistema de pesaje debajo de un depósito con 4 patas.
Las células de carga de compresión LAUMAS están fabricadas en acero inoxidable 17-4 PH o AISI 420. Por lo tanto, son células muy robustas.
Tienen capacidad de 200 kg a 1.000.000 kg y están disponibles con altos grados de protección, dependiendo de los requisitos (IP67 e IP68 o IP69K).
Una característica especial de las células de compresión de bajo perfil LAUMAS es su facilidad de montaje.
Se suministran con accesorios de montaje especialmente diseñados para que esta operación sea más fácil y segura.
▷ Montaje más fácil:
los accesorios de montaje serie V y serie Z se fijan a la estructura a pesar sin la célula de carga en su interior. La misma se coloca fácilmente más tarde, una vez finalizados los trabajos de soldadura y montaje.
De este modo, nunca se corre el riesgo de dañarla.
Se garantiza la misma facilidad de montaje también cuando haya que sustituir una célula de carga defectuosa: basta con extraerla del accesorio sin desmontarlo e insertar una nueva célula de carga equivalente.
Accesorio de montaje V10000.
Accesorios de montaje PV80CLS y PSCLS con vínculos antivuelco.
▷ Montaje más seguro:
todos los accesorios de montaje de células de carga de compresión pueden servir también como vínculos antivuelco y contra fuerzas laterales, asegurando estabilidad a la estructura y protegiendo la célula contra tensiones potencialmente perjudiciales.
Se trata de un tipo especial de célula de carga de compresión, que se caracteriza sobre todo por su facilidad de montaje.
En efecto, gracias a sus roscas métricas correspondientes a las de los principales pies de uso industrial, se puede colocar fácilmente entre los pies y la estructura a pesar, sin modificar sustancialmente la instalación.
Célula de carga higiénica para montaje en pie FLC 3A.
La célula de carga FLC 3A para montaje en pie forma parte de la nueva línea higiénica LAUMAS y es totalmente higienizable y conforme a la norma 3-A Sanitary Standard.
FLC 3A está fabricada en acero inoxidable 17-4 PH y tiene un diseño innovador, estudiado al detalle para garantizar la higiene de la célula.
Tiene un grado de protección IP69K, siendo así totalmente resistente al polvo y al agua y apta para aplicaciones en las que se utilizan chorros de agua a alta presión y alta temperatura.
Cuenta con prensacable higiénico, cable especial para contacto con alimentos y juntas de silicona alimentaria.
Requisitos higiénicos de la célula de carga para montaje en pie FLC.
Uno de los puntos fuertes de nuestra célula de carga para montaje en pie es precisamente su facilidad de montaje. Se puede montar rápida y fácilmente debajo de silos o depósitos sin tener que realizar modificaciones mecánicas y sin accesorios de montaje.
Es compatible con la mayoría de pies disponibles en el mercado y bajo pedido también se suministra con su propio pie higiénico.
FLC 3A tiene una capacidad desde 1.000 a 20.000 kg y es habitual su montaje en grupos de al menos 3 células de carga conectadas en paralelo.
Las células de carga para montaje en pie certificadas 3-A Sanitary Standard normalmente se aplican a tanques refrigeradores de leche, cubas, reactores y depósitos, en todos aquellos sectores en los que la higiene es un requisito necesario o importante: industria alimentaria, láctea, químico-farmacéutica o del curtido.
Célula de carga de columna, modelo COK.
Las células de carga de columna son células de compresión cuya parte deformable adopta la forma de una columna cilíndrica que se acorta al someterse a esfuerzo: esto permite a la célula soportar cargas elevadas manteniendo un diámetro reducido.
Suelen instalarse en básculas puente o bien en silos de gran capacidad, en grupos de al menos 4 células de carga conectadas en paralelo.
Célula de carga COK instalada en una báscula puente.
Montaje de células de carga de columna en silos de alta capacidad.
Las células de carga de columna LAUMAS son de acero inoxidable 17 4-PH y acero niquelado AISI 4340.
Tienen una capacidad elevada, de 10.000 kg a 50.000 kg, pero también se pueden suministrar con capacidades aún mayores con diseño personalizado.
Grado de protección: IP68.
También existe una versión digital: el modelo COD, una célula de carga de acero niquelado AISI 4340 con grado de protección IP69K, compatible con los instrumentos para básculas puente WINOX BGE y WTAB BGE.
Para su montaje en básculas puente, se suministran con accesorios de montaje específicos, mientras que el robusto accesorio de montaje VCOKDTL permite montarlas con seguridad en silos de gran capacidad.
Accesorios de montaje KITCO, KITCOK y KITCOL, aptos para básculas puente.
Accesorio de montaje VCOKDTL, para el pesaje de silos, depósitos, mezcladores y tolvas sujetos a vibraciones.
Célula de carga de flexión, modelo FCOL.
Las células de carga de flexión son las células de carga más sencillas y funcionan según el principio de la "deformación de la ménsula": una parte de la célula tiene una sección reducida (mediante orificios circulares o cuadrados) que se deforma flexionándose cuando se aplica la carga.
La parte debilitada siempre está protegida con tapas soldadas que a veces tienen forma de fuelle: en este caso, la célula también se denomina "célula de carga de fuelle".
Las células de carga de flexión se utilizan habitualmente en sistemas de pesaje de pequeña capacidad, como sistemas de dosificación y llenado, ensacadoras, llenadoras, envasadoras y pequeñas tolvas.
Las células de carga de flexión funcionan normalmente en grupos de 2, 3 o 4 células de carga conectadas en paralelo. También se pueden utilizar en aplicaciones de célula única, por ejemplo, en el tirante de una báscula mecánica para convertirla en una báscula electrónica.
Sin embargo, su uso individual es menos frecuente y requiere que la fuerza se aplique siempre perfectamente perpendicular al punto de carga.
Células de carga de flexión debajo de una tolva con 4 soportes.
Las células de carga de flexión LAUMAS son de acero inoxidable 17 4-PH, AISI 420 y acero niquelado AISI 4340.
Tienen un rango de capacidad de 5 a 500 kg aproximadamente y grados de protección IP67 e IP68.
Para este tipo de célula de carga, la versatilidad está garantizada por la compatibilidad con hasta 11 accesorios de montaje equipados con vínculos antivibrantes o antivuelco.
Cuando se instalan con un adecuado accesorio de montaje complementario, algunos modelos de células de carga de flexión pueden trabajar en tracción para pesar cargas suspendidas.
Célula de carga de flexión FCK con dos soportes de acero inoxidable STAFFECMONT para uso de tracción.
Célula de carga de cizallamiento, modelo FT-P.
Las células de carga de cizallamiento ofrecen prestaciones de precisión y exactitud muy elevadas.
Tienen una geometría similar a las células de carga de flexión, pero difieren de la tecnología "de cizallamiento" utilizada para medir su deformación.
Cuentan con una lámina en el centro de la perforación, de espesor creciente a medida que aumenta la capacidad, sobre la que se pegan las galgas extensiométricas a 45°, para maximizar la sensibilidad y minimizar los errores debidos a posibles rotaciones de la célula.
La célula de carga de cizallamiento trabaja siempre en compresión y, dependiendo del tipo de aplicación, se puede montar en el bastidor de la estructura, con la zona de carga apoyada en el suelo, o viceversa: en el suelo, con la zona de carga apoyada en el bastidor.
Las células de carga de cizallamiento suelen utilizarse en plataformas multicélula.
Son aptas para pesar silos de pequeñas y medianas dimensiones, tolvas, mezcladoras, llenado y vaciado de big bag y para sistemas de transporte con cintas, transportadores de rodillos, etc.
Por regla general, las células de cizallamiento son también especialmente rentables.
Silo horizontal apoyado en bastidor con 4 células de cizallamiento.
Los modelos de células de carga de cizallamiento LAUMAS se fabrican en acero inoxidable 17-4 PH o AISI 420 y acero niquelado AISI 4340 o AISI 4140.
Tienen capacidades medianas y altas, de 300 kg a 10.000 kg, y grados de protección IP67, IP68 e IP69K.
Son muy versátiles, también porque cuentan con 9 accesorios de montaje diferentes que, dependiendo de la aplicación, también pueden tener funciones antivibración o antivuelco.
Para aplicaciones que requieren un pesaje muy preciso, también está disponible el accesorio de montaje complementario ACCSFER, consistente en una bola a través de la cual la fuerza se transmite sin fricción y, por tanto, con la máxima repetibilidad y precisión.
Célula de carga de tracción, modelo CTL.
Cuando las cargas a pesar deben estar suspendidas, se utilizan células de carga de tracción.
Se trata de células de carga especiales de flexión o cizallamiento, dependiendo de su capacidad.
Gracias a sus múltiples opciones, se pueden montar en todos los sistemas de medición de fuerzas de tracción, ya sea mediante empalmes de rosca o con los clásicos cáncamos/grilletes de elevación.
Ejemplo de célula de carga de tracción CTL empleada en un gancho pesador.
Célula de carga en forma de S, modelo SL.
Por su forma, algunos modelos de células de carga de tracción también se denominan "células de carga en forma de S".
Aunque en la mayoría de los casos se utilizan en aplicaciones en las que trabajan en tracción, también pueden hacerlo en compresión.
Célula de tracción en forma de S, aplicada al tirante de una balanza mecánica para digitalizarla.
Las células de carga de tracción se utilizan individualmente o en grupos, conectadas en paralelo.
Se emplean en sistemas de pesaje suspendidos como grúas puente, grúas, máquinas elevadoras, plataformas aéreas, ganchos pesadores, así como en tolvas, cintas de pesaje e instalaciones de hormigonado, o para convertir viejas balanzas mecánicas en balanzas electrónicas (revamping).
Instalación de hormigonado: pesaje de áridos en cinta suspendida sobre células de tracción.
Las células de carga de tracción LAUMAS son de acero inoxidable, 17-4 PH y AISI 420, y de acero niquelado AISI 4140 y AISI 4340.
Tienen los grados de protección IP65 e IP69K para protección contra chorros de agua; IP67 e IP68 para protección contra inmersión.
Cubren una gama muy amplia de capacidades: de 15 kg a 250.000 kg.
Para los modelos de capacidad mediana y baja, se dispone de juntas esféricas con tuerca (EM - DADO), cáncamos que permiten que la célula de carga trabaje siempre libre de fuerzas de torsión, evitando así tanto errores de pesaje como posibles daños a la propia célula.
Célula de carga de tracción CTL con 2 juntas esféricas EM – DADO
Célula de carga de tracción modelo TAL, con dispositivo de seguridad.
Célula de carga de tracción CTL con dos cables de salida para sistemas redundantes de doble seguridad.
Células de carga de compresión y tracción, modelos CL y CLBT.
Las células de carga de compresión y tracción son versiones especiales de las células de carga de compresión que también pueden detectar fuerzas de tracción, gracias a la presencia de orificios de fijación y zonas de carga roscadas.
Existen modelos con una rosca central (macho) y otros con un orificio en el centro (hembra).
La fuerza se aplica al perno roscado o al orificio, ya sea en tracción o compresión, mientras que los orificios del anillo exterior permiten fijar la célula de carga a la estructura.
Existen dos tipos principales de células de compresión y tracción:
Se utilizan tanto de forma individual como en grupos, conectadas en paralelo.
Las aplicaciones más comunes son máquinas de ensayo de materiales, ensayos de campo, máquinas de control de calidad y prensas.
Pareja de células de carga CL aplicadas a una máquina de prueba de neumáticos.
Las células de carga de compresión y tracción LAUMAS están disponibles en aleación de aluminio, acero inoxidable 17-4 PH o acero niquelado AISI 4340; con grados de protección IP65, IP67 e IP68.
La capacidad estándar es de 50 kg a 200.000 kg, pero en algunas versiones personalizadas puede llegar hasta 500.000 kg en compresión y 250.000 en tracción.
Células de carga de doble cizallamiento DTL y DTX.
Las células de carga de doble cizallamiento son una versión especial y especialmente precisa de las células de carga de cizallamiento, caracterizadas por la simetría con respecto al punto de carga. De hecho, están diseñadas para fijarse en ambos extremos y cargarse en el centro.
Esta simetría mejora las prestaciones de las células y garantiza una cierta insensibilidad a posibles fuerzas laterales, siendo por ello aptas para aplicaciones especiales.
Célula de carga DTX utilizada para el pesaje de un caja a bordo de un medio de transporte.
Además de ser especialmente precisas, las células de doble cizallamiento también son robustas y adecuadas para pesar cargas elevadas.
Se suelen utilizar en el interior de básculas puente, en el pesaje a bordo de medios de transporte y en silos de gran capacidad, instaladas también en el exterior.
LAUMAS ofrece dos modelos de células de carga de doble cizallamiento, ambos fabricados en acero niquelado AISI 4340 y con grado de protección IP68.
La capacidad es elevada: de 9.000 kg a 27.000 kg.
Están disponibles los accesorios de montaje más adecuados:
El accesorio de montaje VDTX en sus 2 opciones de uso: tracción y compresión.
Eje dinamométrico LAU.
Los ejes dinamométricos son tipos especiales de células de carga de doble cizallamiento (más raramente también células de carga en cizallamiento, dependiendo de los requisitos de montaje).
Ofrecen prestaciones de precisión y tienen un alto coeficiente de seguridad, requerido en sistemas de elevación, donde suelen desempeñar la función de limitadores de carga.
Eje dinamométrico sobre polea de reenvío en un sistema de elevación.
Los ejes dinamométricos se aplican en sistemas de elevación sobre el extremo fijo o una polea de reenvío (como grúas puente y grúas).
A menudo se utilizan para complementar un sistema de pesaje o limitación de carga en una estructura existente, sin ninguna modificación ni impacto en la misma: se instalan en lugar de ejes genéricos existentes sin función de medición, con los que se pueden intercambiar fácilmente.
Los ejes siempre tienen dimensiones diferentes, por lo que LAUMAS fabrica normalmente ejes dinamométricos personalizados según el diseño del cliente.
También está disponible un modelo estándar en catálogo: LAU.
LAU es de acero inoxidable 17 4-PH, con capacidad de 5.000 a 20.000 kg y grado de protección IP67.
Algunos ejemplos ejes dinamométricos personalizados realizados.
Célula de carga para la medición de la tensión del cable FUN.
Las células de carga para la medición de la tensión del cable son un tipo especial de células de carga de doble cizallamiento, cuya geometría permite acoplarlas perfectamente a los modelos de cable más habituales, sin tener que modificar el montaje.
Debido al tipo específico de montaje, directamente en el cable, aún siendo células de doble cizallamiento presentan una menor exactitud y precisión. Sin embargo, normalmente estas células sólo se utilizan como limitadores de carga en aplicaciones que no requieren esta característica.
En todo caso, la exactitud y la precisión también dependen en gran medida del grado de rigidez del cable, que está relacionado con su densidad, determinada a su vez tanto por el tipo de hilo como por las dimensiones y el número de cordones.
Normalmente, las células de carga para la medición de la tensión del cable funcionan individualmente como limitadores de carga para grúas puente y grúas.
Célula de carga FUN aplicada a grúa puente como limitador de carga.
La célula de carga para la medición de la tensión del cable que ofrece LAUMAS es FUN.
Es de acero niquelado AISI 4140 y tiene un grado de protección IP67.
Está disponible con capacidad de 2.000 a 40.000 kg y admite cables con diámetros de 6 a 36 mm.
FUN es muy fácil de montar: se acopla como un mordaza al cable, directamente bajo el extremo fijo, sin necesidad de modificar mecánicamente el sistema.
Esta célula no es apta para el pesaje de precisión, sino que sólo se utiliza como limitador de carga.
Es muy segura: no es necesario ningún dispositivo de seguridad adicional ya que no tiene función estructural, así que un posible fallo mecánico no afecta al sistema.
Célula de carga para tirantes, modelo CA.
Las células de carga para tirantes, también llamadas "células de carga toroidales" o "células de carga de anillo", se utilizan principalmente en sistemas de monitorización o para medir fuerzas transmitidas o soportadas por ejes.
Se trata de células de carga de membrana, en las que la misma tiene dimensiones radiales reducidas para dejar espacio al alojamiento de tirantes y ejes.
Las células de carga para tirantes se instalan para medir y controlar la fuerza de tracción de tirantes en obras civiles como presas, puentes, túneles, estructuras de contención.
Desempeñan esta función de medición durante los ensayos y a lo largo del tiempo, para detectar cualquier variación significativa de la fuerza y prevenir posibles fallos estructurales.
La célula de carga para tirantes LAUMAS es CA, de acero inoxidable 17-4 PH, con capacidad de 30.000 a 250.000 kg y grado de protección IP68.
Se puede suministrar con placas especiales para la distribución de la carga: placas de acero galvanizado rectificadas que permiten que la célula de carga apoye perfectamente y distribuya así la carga uniformemente por toda la circunferencia.
Célula de carga para pedal de freno LPED.
Las células de carga para pedal de freno son una variante de bolsillo y manejable de las células de carga de flexión, específicas para comprobar los empujes aplicados por un usuario.
Un uso típico es medir la fuerza ejercida con el pie sobre el pedal de freno de un coche, al que se fija la célula de carga con velcro.
También se utilizan ampliamente para medir las fuerzas aplicadas manualmente por los operarios sobre carrocerías, chasis y componentes estéticos de vehículos y maquinaria, también para simular tensiones externas.
LAUMAS ofrece el modelo LPED, de aluminio, con grado de protección IP65 y una capacidad única de 100 kg, ideal para la aplicación específica a la que se destina la célula de carga.
Cuando no sea posible utilizar una célula de carga estándar para pesaje y medición en contextos especiales, se puede plantear la realización de una célula de carga personalizada, según el plano del cliente, para satisfacer necesidades únicas y específicas.
Las células de carga personalizadas LAUMAS, además de estar diseñadas con dimensiones mecánicas especiales, pueden:
LCB Profinet integrado en célula de carga de tracción y compresión CL.
Según el tipo de transmisión de la señal, las células de carga pueden ser digitales o bien analógicas.
Las células de carga digitales tienen una electrónica integrada para procesar los resultados de la medición y presentarlos en el formato previsto.
En cambio, las células de carga analógicas deben conectarse a un transmisor o un indicador de peso.
LAUMAS ha presentado una propuesta innovadora: los digitalizadores universales LCB para células de carga, transmisores de peso muy compactos que, al conectarse y al atornillarse directamente a cualquier célula de carga con salida analógica, la convierten en una célula de carga digital.
Existen 3 versiones:
Los digitalizadores LCB están diseñados para un montaje totalmente solidario al cuerpo de la célula de carga, pero también se pueden instalar en pared.
Todos se pueden gestionar y configurar desde PC mediante el software gratuito Instrument Manager y se conectan al PLC a través de los buses de campo más extendidos (Profinet IO, EtherNet/IP, Ethernet TCP/IP, Modbus/TCP, Modbus RTU, Profibus DP, EtherCAT, POWERLINK, CANopen, CC-Link, Sercos III, IO-Link, CC-Link IE Field Basic).
→ Lea también: ¿Cómo elegir una célula de carga? Guía de características técnicas
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Células de carga off-center
Células de carga de compresión
Células de carga de compresión y tracción
Células de carga digitales
Células de carga de columna
Células de carga de tracción
Células de carga de doble cizallamiento
Células de carga de flexión
Células de carga de compresión
Células de carga de cizallamiento
Células de carga para medición cable
Digitalizador para células de carga
Células de carga de tracción