文章针对钢铁厂和铸造厂韦运钢(铁)水的起重机(行车)上的电子秤存在容易失灵的问题进行了实地观察 分析，并提出了切实有效的改进措施。

钢铁厂和铸造厂吊运钢(铁)水的起重机(行车)上都安装有 电子秤。传感器是电子秤的感应部件，也是主要部件之一，为 使称量准确，传感器应安装在能够准确感受吊物重量引起的压 力的地方（比如行车定滑轮轴的正下方)。

一些小钢铁厂和铸造厂反映，吊运钢(铁)水的小吨位行车 上的电子秤比别的行车上的电子秤更容易失灵，生产常常因此 受到影响。到现场查看后，我们发现，行车的定滑轮轴及传感 器安装在小车架的上平面以下(见图1)，暴露在温度很高的钢 (铁)水的正上方，没有任何遮挡，传感器直接被钢(铁)水高温 烘烤。很明显，电子秤容易失灵，是传感器被钢(铁)水高温烘 烤所致。

因此，要彻底解决这个问题，必须把传感器的安装位置移 至小车架的上平面之上，使传感器能够被小车架遮挡住，避免 钢(铁)水的直接高温烘烤。为此，我们对整套定滑轮组进行了 改造(见图2)。

1.定滑轮组的结构改进

(1)传感器的安装位置的改变。首先，传感器（见图1和图2中的序号4)的安装位置改变了，这是最根本的改进。

即，改进前传感器安装在小车架上平面之下，改进后传感器 安装在小车架上平面之上。为此，必须进行下面（2)、（3)和 (4)共3项改进。

（2）增加4块侧板（见图2中的序号2)，侧板的材料采 用Q235-B,侧板尺寸为：厚度50 mm,宽度500mrt,长度 900 mm;每块侧板上下各加工1个通孔，上下通孔的直径分 别为：$ 150mm和$ 110mm, 2个通孔的中心距离为510mm; 4块侧板分为2组，每组2块，在每组侧板下面装配一根定滑 轮轴（定滑轮轴2端的轴径均为￠ 110 mm),在每根定滑轮轴 上装配2个定滑轮（见图2中的序号6),即定滑轮和滑轮轴 悬挂在侧板的下面，不与其他零部件接触。

（3）增加1根长轴（见图2中的序号1),长轴的材料采用 40 Cr,长轴的总长度为864 mm,长轴的直径为￠150 mm; 长轴穿进4块侧板上面￠150 mm的孔中，即4块侧板吊挂在 长轴的下面，长轴两端的下面均压着传感器，传感器则安装在 小车架上平面之上。为使侧板能够定位，每一组侧板的两板之 间的长轴上还要安装一个挡圈（见图2中的序号3)。

（4）定滑轮轴（见图2中的序号5)的加工改造：把2根 定滑轮轴两端的直径加工为$110 mm,使之与侧板下面的通 孔直径（￠110mm) —致，以使2者能够装配在一起。定滑 轮轴的中间段无需改变，和改进前一样。

2.长轴的设计与计算

由于固定滑轮组的下面通过钢丝绳直接连接的是吊钩组和 吊物一~钢(铁)水包，因此，上述长轴和侧板的安全直接关系 钢(铁)水包的安全，必须对两者进行详细的设计与计算。

因侧板的设计与计算比较简单，本文不作详述。以下仅对 长轴的设计与计算进行详述（以额定起重量63 t为例)。

2.1长轴的截面几何性质

根据图2可确定：

长轴的直径D = 150 mm = 0.15 m;

长轴的总长为864 mm;

长轴的跨度（计算长度）L = 758 mm = 0.758 m;

长轴的截面积A = πD2/4= tt x0.152/4 = 0.017 662 5 m2;

长轴的抗弯截面模量(根据《机械设计手册》，化学工业出 版社出版)：W, = πDV32 = x 0.153/32 = 0.000 331 2 m30 

2.2长轴的受力分析与计算

长轴的受力为简支梁受力模式(见《机械设计手册》，化学 工业出版社出版），长轴两端的2个传感器为简支点，中间4 块侧板为4个集中载荷（P,、P2、P和P4，见图3)。为偏于 安全计算，并且简化计算，把4个集中载荷简化为一个集中 载荷(P),这一个集中载荷为4个集中载荷之和（P = P1+P2 + P3+ P4),其位置在长轴的跨中（见图4)。

2.2.1长轴受到的集中栽荷(P)的计算

起重机（行车)的额定起重量：Q = 63t = 63OOOON (含吊 具钢水包的重量);

动载系数：K = 1.1;

计算载荷：（Q计 = KQ=l.lx630 000 = 693 000N;

滑轮组的倍率为5，受力钢丝绳总支数为5 x 2 = 10; 定滑轮数量为4个，定滑轮组上受力钢丝绳总支数为4x 2 = 8；

长轴的集中载荷：计 X 8/10=693 000x8/10 = 554 400No

2.2.2长轴受到的最大弯矩(Mmax)的计算

根据《机械设计手册》(化学工业出版社出版),计算过程如

下：

Mmax=PL/4 = 554 400 x 0.758/4 = 105 058.8 N-m 最大弯矩的位置在长轴的跨中。弯矩(JW)图见图5。

2.2.3长轴受到的最大剪力（Qmax)的计算

根据《机械设计手册》(化学工业出版社出版)，计算过程如

下：

Qmax = P/2 = 554 400/2 = 277 200 N 剪力(0)图见图6。

2.3长轴的强度计算

2.3.1长轴跨中受到的最大正应力的计算

根据《材料力学》(高等教育出版社出版)，长轴跨中受到的 最大正应力为：

trm = = 105 058.8/0.000 331 2 = 317 206 522 N/m2 = 317.2 MPa

2.3.2长轴受到的最大剪应力(Tmax)的计算

根据《材料力学》(高等教育出版社出版)，计算过程如下： Tmax=4Qm/( 3A) = 4x277 200/( 3x0.017 662 5)

=20 925 691 N/m2 = 20.9 MPa

2.3.3长轴跨中受到的最大合应力(o合)的计算

a合=V317.22 +20.92 = 317.9 MPa

2.3.4长轴的强度校验

长轴的材料选用40Cr。根据《材料力学》(高等教育出版 社出版)及《起重机设计手册》（中国铁道出版社出版），40 Cr 的屈服强度为o'. = 500 MPa,安全系数取U.5,则容许应 力为：[o'] = (tJK, = 500/1.5 = 333.3 MPa。 a合BP，长轴的强度足够。

长轴的刚度计算本文不作详述。

3.结语

经过上述的改进设计，钢铁厂和铸造厂吊运钢(铁)水行车上的电子秤可以像别的行车上的电子秤一样正常工作了，不 容易出现失灵。因为改进后，电子秤的传感器处在小车架上 平面之上了，传感器被小车架遮挡住，不会被高温钢（铁)水 直接烘烤。

其中的2项主要的结构改变(长轴和侧板)也很安全，没有 任何变形。这说明，这样的改进设计是成功的。