本文对地磅的大修改造做了理论上的分析和计算,介绍7“不倒翁’’连接件在地磅的复位机 构上的原理,并对传感器的安装方式进行了理论上的分析验算。
50吨复检地磅担负着安阳钢铁公司 外发钢材的把关任务,直接关系着公司的信 誉和经济效益。该秤1989年初安装并投入使 用,不久就发现前后台面重量仪表读数不一 致,1992年底到了不大修巳无法使用的地 步。1993年元月份对该秤实施大修改造,经 近两年的使用证明大修改造是成功的。日常 基本上不需调整,两次强制检定均顺利通过。
1.分析该秤原来的主要缺陷为两个方面
1.1秤休结构设计保度偏低
该秤台长14米、宽3. 5米,结构为双秤 台,六个传感器支承。强度核算按纵向两支点 间距6米计算,考虑汽车载荷重心在尾部,危 险界面在两支点正中,最大荷重按30吨计 算。原秤台断面简化图1 .1示:主梁为4根 25#槽钢,上面敷焊S=8mm钢板,下面两两 槽钢相对,用S= 8mm钢板封焊。见图1。
1.1.4 分析
1.1.4. 1 一般碳钢许用应力(S弯)= 1500kg/cm2秤台实际使用应力小于许用应 力I/3,显然690kg/cm2的使用应力大了。
1.1.4.2相对挠度,对衡器秤台而言最 大应不超过0.16%(1:600),该秤台相对挠 度已接近这个数。
1.2秤台传力机构有缺陷
原秤台选用柱状压式传感器,在秤台的 纵横向设计了严格的限位机构,不允许秤台 摆动,以保证传感器垂直受力。实际上不许秤 台摆动是不可能的;一是汽车每上下一次都 会冲动秤台,特别是露天安装,冬夏昼夜温差 分别可达50℃和20℃,夏日中午秤台表现温 度可达50℃,昼夜之间秤台长度变化可达 3 — 4mm(碳钢膨胀系数10. 6?12. 2X10 —6)。秤台设计时忽略了复位机构,传感器长期 在倾斜状态下受力,传感器相关的精度技术 指标很快超差,表现为衡器的计量性能的恶 化。
2、大修改进措施
2.1加固秤台
重新制作秤台或大幅度提高秤台强度, 受现场条件限制(水泥台基)和吋间限制都不 可行,仅在原秤台上做了些焊接加固处理。主 要是对原秤台下面未封口的部分用12mm 钢板焊接,这样使用应力降到500kg/cm2左 右,挠度略有减少。
2.2更换传感器,改变秤台限位方式
原传感器卸后经检测都巳无法使用,改用SB系列20吨传感器,考虑秤 台露天安装传感器不宜放在台基上(主要防 夏季雨水浸泡),所以装在秤体上。
所有秤重传感器制造时都采取了特殊的 工艺技术,以保证传感器的抗侧载性能(侧载 抑制)。原秤设计时传感器装在台基上,在传 感器不倾斜的情况下,其检测出的力只含载 荷的重力。而当传感器装于秤体上时传感器 检出的是垂直于秤体的力,由于加载时秤体 挠曲,这个力巳不是重力,所以对计量准确度 肯定有影响,有必要对其给出定量的结论。见 图2所示.
上,由于秤台挠曲而对计量结果的影响可以 忽略不计。
改造选用的SB系列传感器为剪切梁 式,其最突出的优点是:传感器配有“加荷承 载件”(简称连接件)。见下图3。
如图示:连接件的核心是“不倒翁”。当水 平力引入时,“不倒翁”倾斜,秤台略有抬高, 由于重力的作用线与支持力的作用线不在一 条直线上,所以在水平力使“不倒翁”摆动的 同时,就产生了一个恢复力矩;水平力消失 后,恢复力矩作用使秤台很快复位。连接件另 一个作用发生在件4一约1mm厚的聚四氟 乙烯圆板和不锈钢滑板之间。不锈钢滑板固 定在地基上,圆板与不锈钢滑板间磨擦系数 很低,这样可以在连接件与不镑钢板之间发 生“爬行”,避免“不倒翁”与连接件座圆筒发 生碰撞而损坏连接件。
秤台的限位机构是必不可少的,这次改 造利用原秤基上的予埋件,焊上顶丝,从纵横 两个方向上限位,允许种台在3—5mm范围 内摆动,小范围内的复位靠传感器下的“不倒 翁”保证了传感器垂直受力,且秤台不发生擦 靠,计量保持了准确。