地磅承重臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)后翻轉(zhuǎn)問題試析
近年來,隨著地磅的廣泛應(yīng)用,對(duì)其研究和探索是 眾多廠家所關(guān)心的問題。尤其是對(duì)其承重臺(tái)的設(shè)計(jì),更為人們所關(guān)注。本文 就承重臺(tái)支點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的翻轉(zhuǎn)問題進(jìn)行了詳細(xì)分析,其后提出一種增設(shè) 的防勉機(jī)構(gòu),可供同行們參考。
前言
地磅以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量速度快、 準(zhǔn)確度高、稱重訊號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)、可以連續(xù)自 動(dòng)計(jì)量和便于系統(tǒng)控制、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)程序自動(dòng) 化等優(yōu)勢(shì),在商業(yè)、工礦企業(yè)、交通運(yùn)輸和對(duì) 外貿(mào)易等部門,得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)衡器行業(yè) 來講,在產(chǎn)品暢銷時(shí),對(duì)其不斷的進(jìn)行研究和 探索,在提高技術(shù)性能的同時(shí),進(jìn)行優(yōu)化設(shè) 計(jì),降低成本,是十分必要的。第三屆衡器專 家技術(shù)委員會(huì)會(huì)議紀(jì)要指出:對(duì)于廣泛使用 的汽車衡,其承載器的設(shè)計(jì)和材料有待優(yōu)化, 如在保證強(qiáng)度和剛度的前提下,減輕重量,降 低成本或選用適當(dāng)?shù)匿摻罨炷僚_(tái)面替代 之。
近年來,對(duì)地磅承重臺(tái)的研究與 探索,如同傳感器和稱重儀表的研究,都一直 沒有停過。如《衡器工業(yè)通訊》1990年第5期 發(fā)表的“地磅承重臺(tái)的設(shè)計(jì)”、《衡器》 1993年第2期發(fā)表的“地磅承重平臺(tái) 支點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)”及第4期發(fā)表的“地磅承重臺(tái)設(shè)計(jì)”等文章,都對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了 有益的探索。筆者結(jié)合實(shí)際工作中的體會(huì),以 SCS-30B型地磅為例,就承重臺(tái)支 點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的翻轉(zhuǎn)問題,談些粗淺看法。
一、承重臺(tái)翻轉(zhuǎn)時(shí)受力分析
誠(chéng)如《衡器》1993年第4期“地磅 承重臺(tái)設(shè)計(jì)”一文所指出的那樣,目前國(guó)內(nèi)衡 器廠家生產(chǎn)的30B型地磅,支距多采 用10m,其理論依據(jù)為翻轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算。但如 何進(jìn)行翻轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算,還有待于進(jìn)一步探 討。
在稱量過程中,有下列四種情況可能會(huì) 使承重臺(tái)翅起:
汽車前輪上秤瞬間;
汽車后輪上秤瞬間;
汽車前輪下秤瞬間;
汽車后輪下枰瞬間。
眾所周知,汽車滿載時(shí),后軸重約占總重 的2/3。從上述四種情況可以明顯的看出,只 要在第4種情況下承重臺(tái)不翹起,則在任何 情況下承重臺(tái)就不會(huì)翹起。
二、承重臺(tái)翹起時(shí)翻轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算
力學(xué)橫型如圖1所示。
關(guān)鍵在于P值大小的確定,亦即汽車后 軸重大小的確定。
筆者認(rèn)為,以超載和沖擊載荷為依據(jù),簡(jiǎn) 單地確定P= 30t來進(jìn)行翻轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算是不妥的。
假定P=30t普遍成立,則有后軸重P= 30t,而后軸重約占總重的2/3,則總重P總=30X2/3=45t.這樣的總重量不僅超出30t地磅的最大枰量,而且也超出檢定規(guī)程中所 要求的超載125%(30X125% = 37. 5t)的要 求。由此可見,以P=30t對(duì)30B型地磅承重臺(tái)的翻轉(zhuǎn)力矩進(jìn)行計(jì)算是不盡合理的 (若P總=45t,則應(yīng)考慮選用50t地磅)。
例如,《衡器工業(yè)通訊》1990年第5期發(fā) 表的“地磅承重臺(tái)的設(shè)計(jì)”一文提出了 采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法的設(shè)想,即把最大秤量的 3/4平均分配到后橋的兩根軸上,彎矩按兩 軸的滾動(dòng)載荷計(jì)算,撓度則取梁跨中央的撓 度,并把后橋兩軸距定為1. 3m,據(jù)此計(jì)算的 平均每軸承受載荷為:
P = 30X3/4X1/2 = 11. 25t
若以P=ll. 25t代入翻轉(zhuǎn)力矩(見圖2) 的計(jì)算公式,則有
若根據(jù)實(shí)際車型考慮,筆者經(jīng)查閱由中 國(guó)汽車工業(yè)總公司和中國(guó)汽車技術(shù)研究中心 合編的、山東科學(xué)技術(shù)出版社出版的《中國(guó)汽 車車型手冊(cè)》,總重在23?32t范圍的汽車均 為三軸或三軸以上的車,沒有二軸的車。表1所示為某些車型的有關(guān)參數(shù)。
現(xiàn)以表1中奧斯力牌LQZ3300(LQZ3190)型自卸汽車為例進(jìn)行計(jì)算: 總重量30t (等于秤的最大秤量)
軸距 3200+1400 滿載軸荷分配6300/23700 下秤瞬間受力簡(jiǎn)圖如圖3所示。 翻轉(zhuǎn)力矩計(jì)算如下:
三、防翹機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
SCS—30B型地磅在使用中,稱 量次數(shù)最多的為三軸車、四軸車或小噸位二 軸車帶拖掛的。對(duì)某一用戶來講,其稱量車型 基本上是固定的。為了解決用戶偶而稱量進(jìn)口二軸車(滿載30t)的需要(國(guó)外車型資料 掌握不全,尚未查到有這種車,現(xiàn)假定有),或 30噸位三軸車偶而超載較多,筆者設(shè)計(jì)了一 種防翹機(jī)構(gòu)(見圖4)。
圖4中,件1為墊板,與建地基時(shí)一起 做;件2為限位支承;件3為限位螺栓。在承 重臺(tái)一側(cè)還焊接一限位板。安裝時(shí),待承重臺(tái) 落到地基上,傳感器、搖擺器等全部安裝后再將限位支承用螺栓與地基上的墊板緊固在 一起,然后調(diào)整限位螺栓,保證限位間隙為2 ?4_,最后用螺母緊固。至此,該防翹裝置 安裝完畢。
這種防翹裝置不與承重臺(tái)接觸,僅在計(jì) 量結(jié)束后工作,因而對(duì)計(jì)量性能沒有影響。另 外,該防翹裝置為非連續(xù)性工作,偶而工作一 次,若限位間隙調(diào)整得當(dāng),對(duì)傳感器壽命的影 響是很微小的。
四、結(jié)論
綜上所述,筆者認(rèn)為:
1.重臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,X=l. 5m較適宜。
2.承重臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,再增設(shè)一防翹機(jī) 構(gòu),X=l. 5m具有普遍的實(shí)用價(jià)值。
以上所述若有不當(dāng)之處,請(qǐng)指正。