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地磅承重台优化设计后翻转问题试析


近年来,随着汽车衡的广泛应用,对其研究和探索是 众多厂家所关心的问题。尤其是对其承重台的设计,更为人们所关注。本文 就承重台支点优化设计后的翻转问题进行了详细分析,其后提出一种增设 的防勉机构,可供同行们参考。

前言

汽车衡以其结构简单、计量速度快、 准确度高、称重讯号传输距离远、可以连续自 动计量和便于系统控制、实现生产程序自动 化等优势,在商业、工矿企业、交通运输和对 外贸易等部门,得到了广泛应用。对衡器行业 来讲,在产品畅销时,对其不断的进行研究和 探索,在提高技术性能的同时,进行优化设 计,降低成本,是十分必要的。第三届衡器专 家技术委员会会议纪要指出:对于广泛使用 的汽车衡,其承载器的设计和材料有待优化, 如在保证强度和刚度的前提下,减轻重量,降 低成本或选用适当的钢筋混凝土台面替代 之。

近年来,对地磅承重台的研究与 探索,如同传感器和称重仪表的研究,都一直 没有停过。如《衡器工业通讯》1990年第5期 发表的“地磅承重台的设计”、《衡器》 1993年第2期发表的“地磅承重平台 支点的优化设计”及第4期发表的“地磅承重台设计”等文章,都对这个问题进行了 有益的探索。笔者结合实际工作中的体会,以 SCS-30B型地磅为例,就承重台支 点优化设计后的翻转问题,谈些粗浅看法。

一、承重台翻转时受力分析

诚如《衡器》1993年第4期“地磅 承重台设计”一文所指出的那样,目前国内衡 器厂家生产的30B型地磅,支距多采 用10m,其理论依据为翻转力矩的计算。但如 何进行翻转力矩的计算,还有待于进一步探 讨。

在称量过程中,有下列四种情况可能会使承重台翅起:

汽车前轮上秤瞬间;

汽车后轮上秤瞬间;

汽车前轮下秤瞬间;

汽车后轮下枰瞬间。

众所周知,汽车满载时,后轴重约占总重 的2/3。从上述四种情况可以明显的看出,只 要在第4种情况下承重台不翘起,则在任何 情况下承重台就不会翘起。

二、承重台翘起时翻转力矩的计算

力学横型如图1所示。


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关键在于P值大小的确定,亦即汽车后 轴重大小的确定。

笔者认为,以超载和冲击载荷为依据,简 单地确定P= 30t来进行翻转力矩的计算是不妥的。

假定P=30t普遍成立,则有后轴重P= 30t而后轴重约占总重的2/3,则总重P=30X2/3=45t.这样的总重量不仅超出30t地磅的最大枰量,而且也超出检定规程中所 要求的超载125%(30X125% = 37. 5t)的要 求。由此可见,以P=30t30B地磅承重台的翻转力矩进行计算是不尽合理的(P=45t则应考虑选用50t地磅)。

例如,《衡器工业通讯》1990年第5期发 表的地磅承重台的设计”一文提出了 采用标准计算方法的设想,即把最大秤量的 3/4平均分配到后桥的两根轴上,弯矩按两 轴的滚动载荷计算,挠度则取梁跨中央的挠 度,并把后桥两轴距定为1. 3m据此计算的 平均每轴承受载荷为:

P = 30X3/4X1/2 = 11. 25t

若以P=ll. 25t代入翻转力矩(见图2) 的计算公式,则有

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若根据实际车型考虑,笔者经查阅由中;国汽车工业总公司和中国汽车技术研究中心合编的、山东科学技术出版社出版的《中国汽;车车型手册》,总重在23〜32t范围的汽车均为三轴或三轴以上的车,没有二轴的车。表1所示为某些车型的有关参数。

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现以表中奥斯力牌LQZ3300(LQZ3190)型自卸汽车为例进行计算总重量30t;等于秤的最大秤量)

轴距3200+1400满载轴荷分配6300/23700下秤瞬间受力简图如图所示。>翻转力矩计算如下:

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三、防翘机构设计

SCS汽车衡在使用中,称量次数最多的为三轴车、四轴车或小吨位二轴车带拖挂的。对某一用户来讲,其称量车型;基本上是固定的。为了解决用户偶而称量进口二轴车(满载的需要国外车型资料掌握不全,尚未查到有这种车,现假定有),或30吨位三轴车偶而超载较多,笔者设计了一种防翘机构见图4。

图4中,件1为垫板,与建地基时一起;做件为限位支承件为限位螺栓。在承重台一侧还焊接一限位板。安装时,待承重台落到地基上,传感器、摇摆器等全部安装后再将限位支承用螺栓与地基上的垫板紧固在一起,然后调整限位螺栓,保证限位间隙为2〜4,最后用螺母紧固。至此,该防翘装置安装完毕。

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这种防翘装置不与承重台接触,仅在计量结束后工作,因而对计量性能没有影响。另外,该防翘装置为非连续性工作,偶而工作一次,若限位间隙调整得当,对传感器寿命的影响是很微小的。

四、结论:

综上所述,笔者认为:

1.重台优化设计后,X=l.5m较适宜

2.承重台优化设计后,再增设一防翘机构,X=l. 5m具有普遍的实用价值。

以上所述若有不当之处,请指正。