固定式軸重秤,固定式動態(tài)軸重衡結(jié)構(gòu)設(shè)計

時間：2012-8-23閱讀：1985

【摘要】影響軸重秤動態(tài)稱重精度的因素很多，其中稱重臺面系統(tǒng)設(shè)計的好壞，是影響動態(tài)稱重精度重要因素之一，本文就其稱重臺面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進行探討。

【關(guān)鍵詞】動態(tài) 軸重秤結(jié)構(gòu) 設(shè)計

固定式動態(tài)軸重衡越來越多的應(yīng)用高速公路的收費系統(tǒng)中，它的應(yīng)用對于遏制超限超載運輸車輛毀壞公路、延長公路使用壽命，保護國家公路路產(chǎn)、路權(quán)不受侵害起到有效的作用，同時也有效減少收費人員與駕駛員因車型判別引起的爭議，維護守法運輸經(jīng)營者的合法利益，保證車輛的行駛安全，實現(xiàn)公路收費效益與治理公路超載超限運輸?shù)碾p贏具有重要意義。本文就固定式動態(tài)軸重衡的結(jié)構(gòu)設(shè)計作如下介紹。

一、軸重臺面系統(tǒng)設(shè)計的要求固定式動態(tài)軸重衡的軸重臺面系統(tǒng), 它是用來承受車輛及裝載貨物重量的承重裝置,并要求將所承受重量準(zhǔn)確、集中的傳遞給稱重傳感器，因此,它應(yīng)滿足如下要求:

1、軸重臺面應(yīng)有足夠的機械強度和剛度,能承受車輛動載荷長期頻繁的沖擊,保證行車安全;

2、與稱重傳感器連接的部件應(yīng)能準(zhǔn)確將承受的重量傳遞給稱重傳感器;

3、軸重臺面安裝系統(tǒng)穩(wěn)定性要好，自振頻率應(yīng)高一些，以避免車輛通過臺面產(chǎn)生共振。

二、軸重臺面系統(tǒng)的組成

固定式動態(tài)軸重衡的軸重臺面系統(tǒng)主要由: 軸重臺、底架、稱重傳感器組件和限位器裝置等部份組成。如圖1所示：

圖1：軸重臺系統(tǒng)安裝總圖

1、底框架 2、軸重臺 3、稱重傳感器組件 4、限位器裝置

三、軸重臺面的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）、軸重臺面的尺寸確定

軸計量方法是稱量車輛一個輪對（即一根軸）使過軸重臺面的單軸重量，然后將所稱量軸重數(shù)量累加起來，從而得出整車的重量。采用軸計量方式時，為了滿足稱重控制儀表的動態(tài)稱重時間，本軸重臺面長度定為900mm,而寬度定為3200mm, 寬度也可根據(jù)實際而定。

（二）、臺面的的強度和剛度要求

1. 臺面的的強度要求

為使臺面有足夠的機械強度, 并能承受車輛動載荷長期頻繁的沖擊條件下使用和安全過載時不致?lián)p壞,因此,計算臺面在自重和外載荷作用下,產(chǎn)生的應(yīng)力s和總彎矩M應(yīng)滿足以下要求:

（1）. 臺面的應(yīng)力s的要求為:

s£[s]

式中: [s]-為材料的許用應(yīng)力

（2）. 臺面總彎矩M為:

M=M1+M2

式中: M1-為臺面在自重產(chǎn)生的彎矩

M2-為臺面在外載荷產(chǎn)生的彎矩

（3）. 臺面截面抗彎模數(shù)W為:

因: s= M/W£[s]

則: W/M/[s]

注; 臺面材料的許用應(yīng)力一般取[A]=150MPa,并按稍大于W值選取臺面截面尺寸。

2. 臺面的的剛度要求

要求臺面應(yīng)有足夠的剛度,則在外載荷作用下產(chǎn)生的變形量要小,否則會影響稱重的準(zhǔn)確度。其剛度條件是:

（1）.zui大撓度fmax應(yīng)小于許用撓度[f],即:

fmax£[f]

一般取[f]=1/1000L

（2）. 臺面的zui大撓度fmax為:

fmax=f1+f2

式中: f1-為臺面在自重產(chǎn)生的撓度

f2-為臺面在外載荷產(chǎn)生的撓度

（三）. 臺面的結(jié)構(gòu)設(shè)計

本臺面設(shè)計成為上翻式結(jié)構(gòu)，即稱重傳感器安裝于高于秤臺的位置，由于傳感器安裝在地面以上，不容易受水的浸泡，同時更換傳感器及維護較為方便。但這種結(jié)構(gòu)兩頭有突起，必須將突起部分加于保護以免被壓壞。臺面采用鋼板及普通工字鋼焊接成整體鋼結(jié)構(gòu)形式，如圖2所示:

圖2：軸重臺面結(jié)構(gòu)圖

即：其主梁和橫梁采用工字鋼，在鋼梁上鋪以適當(dāng)厚度的普通鋼板作為面板。采用這樣的焊接整體結(jié)構(gòu)，臺面具有較高的機械強度和整體剛度，加工方便，簡單。缺點是易變形，不易保證加工精度和公差。

四．稱重傳感器組件設(shè)計

稱重傳感器組件包括:稱重傳感器及上下安裝部件等, 如圖4：所示。

圖4：稱重傳感器組件總圖

1、上壓板 2、鎖定螺母 3、上壓座 4、傳感器 5、限位螺釘 6、下壓座 7、座板

稱重傳感器組件選擇和設(shè)計的好壞，直接影響到動態(tài)軸重衡的計量準(zhǔn)確性。

（一）. 稱重傳感器選擇

如何選擇和考慮稱重傳感器的精度,容量以及它各種技術(shù)性能是一個十分重要的問題。首先, 稱重傳感器的精度需要根據(jù)用途,使用場合和綜合精度全面加于考慮，而外形結(jié)構(gòu)和額定量程需要根據(jù)稱量范圍,使用稱重傳感器數(shù)目以及安裝部位,受載方式等因素加于考慮。綜上所述，在本裝置中,稱重傳感器選用柱式,而傳感器額定量程按以下公式計算確定:

Pn=Qt/4+M.N.Qz/4

公式中:

Qt---為秤臺自重

Qz---為秤的額定載荷

M---為動載荷系數(shù),（一般取M=1.2）

N---為偏載系數(shù)

柱式稱重傳感器具有以下優(yōu)點：

1.柱式稱重傳感器具有抗震動和沖擊能力強，重復(fù)性誤差及滯后誤差小，加工方便。

2.彈性體剛度大,固有頻率高,動態(tài)響應(yīng)快,有利于進行動態(tài)測量。

3.結(jié)構(gòu)簡單,體積小, 重量輕,便于安裝。

二. 稱重傳感器安裝部件設(shè)計

由于彈性體上下設(shè)計成雙球面,而上壓座設(shè)計成帶R球面座, 下壓座為平面座, 這樣傳感器與上下壓座組裝后,形成搖桿結(jié)構(gòu)形式，它具有自動復(fù)位和自動對中等功能, 從而有效提高稱重準(zhǔn)確性。

五．限位裝置的設(shè)計

當(dāng)車輛輪對進入和離開臺面時，車輪對臺面的沖擊，車輪和臺面之間的動摩擦以及車輛蛇行等因素。使臺面除了由于車輛重量作用于臺面的垂直外，還有沿著臺面縱向和橫向的力，這兩個附加水平力將會引起臺面沿著水平方向擺動，為了抵消水平力的作用，保證臺面的正確位置和垂直狀態(tài)，限制其擺動幅度，需在臺面縱向兩側(cè)面分別安裝兩對限位裝置。如圖3所示：