當汽車載重量超過(guò)120t以後,過磅總是出現偏(piān)差,出現了一些以(yǐ)前沒有出現過(guò)的現象,幾十噸的時候又沒有事,這些現(xiàn)象表現在稱量性能上,實際其根源(yuán)在設(shè)計和製造中。不同噸位的地磅,所用的材料是不一樣的(de)。以下帶你一一(yī)了解。
問題一:
(一)載荷停留位置引(yǐn)起的誤差
(1) 一台最大秤量為150t的汽車衡,其承載 器為三段結構,中間段為主段使用四隻稱重(chóng)傳感 器支承停(tíng)留位置引起不同誤差的原因,與承載(zǎi)器哪(nǎ)一段(duàn)作為主段沒有必(bì)然關係,這個問題在下 文中進行了分析(xī)。在使用叉車調整完成(chéng)偏載誤差 後,當使用50t之內(nèi)重(chóng)量值的載重車輛分別停留於(yú) 中間和兩端時,偏差比較小。但是,當使用70多 噸載重車輛時,越接近(jìn)兩端部的示值比停留於中 間位置的示值之(zhī)差明顯增大(dà)。
(2)同樣一台150t以上的汽(qì)車衡,承載器也 是三段結構,使用8個稱(chēng)重(chóng)傳感器的產品(pǐn)。當使 用三軸組或兩軸組的載重車輛(liàng)稱量時,軸組越接近兩塊搭接處,稱重指示器(qì)所顯示(shì)的重量值差別 越大。
原因
㈠停留位置不同所產生問(wèn)題的原因
(1)因為衡器的(de)秤量比較大(dà),沒有合適的載 荷(hé)進行偏載調試,所以偏載誤差調(diào)試不是很(hěn)精細; 偏載調試的目(mù)的(de)是保證(zhèng)相同重量的(de)載荷,在承載 器不同位置時輸入到(dào)稱重(chóng)指(zhǐ)示器中的信號電壓㈠ 致,而當使用偏載調(diào)試的載荷不足時(shí),僅僅隻能 保證較小稱量範圍(wéi)的信號㈠致(zhì)性。
(2)承載器的設計結構(gòu)是否合理?剛度是(shì)否 能夠滿足要求(qiú)?特別是搭(dā)接處結構是否合理?在GB/T 7723-2008《固(gù)定式電子衡器》國家標準中 規定,不同規格產品的承載器在一定載荷(hé)作用下, 其相對(duì)變形量要求控製在1/800範圍之內,目的 就是保證承載器的(de)剛度(dù)對稱重傳感器產生的分力 不影響稱量性能。
多(duō)塊承載器連(lián)接處搭接結構,一是必須(xū)保證 結(jié)構的剛度和強度指標,二是要盡可能減少接觸 麵,目的是對邊界條件減少影響,但(dàn)是減少接觸麵的前提是保證接觸強度。
(3)安裝調試(shì)是否合(hé)格?比如稱重傳感器安 裝是否能夠保持“橫平豎直” ?如果是柱式(shì)稱重傳 感器安裝在長承載器的大型汽(qì)車衡(héng)上,當環境溫 度發生較大變化,由於受到熱脹冷縮的影(yǐng)響,即 使初期保證了稱重傳感器的“橫平豎直”,也會發(fā) 生改變,由於其抗偏載性能比較差,可能產生的 問題比較大(dà)一些。
(4 )—般汽車衡出廠的隨機文件(jiàn)中都明確規 定,限位間隙應該(gāi)保(bǎo)持在3mm左右,太大了會影 響衡器的(de)稱量(liàng)性能,太小了(le)可能一天的溫度變化就會使縱向限位頂死。但是,又要求使用人員要(yào) 經常注意限位間隙,最好一年之內調整兩次。
(5)限位結構設計(jì)首先必須保持足夠(gòu)的強度 和(hé)剛度,其次必須方便(biàn)對限位間隙進行調(diào)試。
(6)焊接工藝可能存在的問題,一些(xiē)焊接工 人為了提(tí)高工作效率,私自修改焊機的參數,加 大了電流(liú)和行走速度,使被焊結(jié)構的(de)熱影響區變 大(dà),後期也沒有(yǒu)采取相應的處理措施,所以產生 的焊接(jiē)應力在釋(shì)放(fàng)時承載器產生較大變(biàn)形,兩塊 承載器搭接處不平整,接觸位置(zhì)隨著載重量的變(biàn) 化而變化。
(二)使用(yòng)稱重傳(chuán)感器不同所產生問題的原因
(1)橋式稱重傳感(gǎn)器的恢複力矩不如雙球麵 搖(yáo)柱式(shì)稱重傳感器。橋式稱重傳感器(qì)壓頭的直徑(jìng) 為76mm,而柱式稱重(chóng)傳感器40t的(de)球麵半徑為180mm;60t的(de)球麵半徑為220mm。同時,橋式稱 重傳感(gǎn)器的壓頭硬度比(bǐ)彈性體高,在使用了一(yī)段 時間後會在彈性體的接觸麵上壓出壓痕,也會影 響其恢複(fù)力矩。
(2)由於受到橋式稱重傳感器結構特點的影 響,彈性體的變形量必然會大於柱式稱重傳感器 彈性體變形量,特別是目前橋式稱(chēng)重(chóng)傳感(gǎn)器(qì)一般 都是采用分體結構,當外部作用力比較大時,緊固螺栓可能不能阻止彈性體(tǐ)的變形,而產生滯後 誤差。
(3對於長結構(gòu)的承載器,當使用柱式(shì)稱重 傳感器時(shí),在環(huán)境(jìng)溫度(dù)變化比較大(dà)的情況(kuàng)下,載 荷在承載器兩端的誤差要(yào)大於中部的誤差。其原因就是由於熱脹冷縮造成兩端(duān)柱式稱重傳感器傾 斜,所產(chǎn)生的分(fèn)力影響了稱量誤差。
基礎結構問題所引起問題的原因
(1)基礎板安裝要求保證其平麵(miàn)度在1/500之 內,基礎板安裝不平整威上平麵沒有加工,使 稱重傳感器也不垂(chuí)直,產生(shēng)稱量分力。
(2)基礎板下的混凝土充填不充足時,就會產 生較大空隙,當重載車輛停留於此點時,基礎板發 生一定下沉,該稱重傳感器受力產生變化,改變了 此(cǐ)台衡(héng)器的初始零點,使此稱量點誤差變化大。
(3)多塊基礎板之間高度誤差較大,使個別(bié) 稱重傳感器(qì)受力漂浮,沒有載重車輛時(shí)此隻稱重 傳感器基本是零載荷。
三、解決方(fāng)法
(一)從設計方麵(miàn)
(1)保證承載器的剛度和強度指標 ,要求承載(zǎi)器的相對(duì)變形量應該控(kòng)製在 1/800之內。這個指標是否是必須的昵?答案是肯 定的,因為對於相同(tóng)重量載荷在不同軸距車輛上 對(duì)承載器的變形(xíng)量(liàng)是不同(tóng)的。這就如同一個人試圖通過冰(bīng)層,而冰層厚度剛好能支持起他/她的 重量一樣,這個人很可能要掉下去,如果同樣(yàng)那 個人(rén)伸展身體俯臥在同樣的冰層上迅速滑行,他 就不可能掉下去(qù)。這是(shì)因為後者(zhě)的負荷或重量分 布在較大的麵積上,同樣道理,車輛通過橋梁時 長的車(chē)輛通過橋(qiáo)梁時的壓力比短車要小(假如車(chē) 輛同樣重量和同(tóng)樣軸載,如同上述的人伏在冰上 滑行一樣。那個短車就如同(tóng)一人站立在冰麵上, 全(quán)部負荷集中於有限的麵積上。
(2)保證(zhèng)各個輔助部件的剛度和強度指標 承載器自身的剛度和強(qiáng)度是大家比較重視的 指標,但是許多製(zhì)造商對多段承載器之間連接部件的剛度和強度就不是很(hěn)重視了,這裏(lǐ)㈠個是這 些部件自身的剛度和強度問題,而更重(chóng)要的是這 些部(bù)件與(yǔ)承載器之間的連接強度。這些(xiē)連接部(bù)件可(kě)以選擇比較大的結構,但是他們與承載器的連 接強度不(bú)僅僅是依靠焊縫,還必須在設計中安(ān)排 巧妙。
(3)保證稱重指示器(qì)和稱(chēng)重傳感器(qì)與整機性(xìng) 能的兼容性
R76 (2006年中對於㈠台電子衡器不同部 件之間的兼容性提出了專門的(de)要求,為設計電子 衡器(qì)給出了很好的方法。隻要(yào)設(shè)計者將選擇的稱重傳感器(qì)、稱重指示器等指標輸入所提供的“兼 容性核查表”中,就能比較容易地看出選擇的可 行性。
(4)安裝基礎的(de)強度必須滿足稱量要求
地磅安裝基礎的設計(jì)必須首(shǒu)先考慮基礎的 基層土壤的耐壓能力(lì)簡稱“地耐(nài)力”,㈠般(bān)要 求大於120kPa ;其次是按照單個支撐點的承載力確定基礎鋼筋混凝土(tǔ)中的(de)鋼筋配置尺寸和結構; 最後才是考慮混凝土的標號,㈠般要求大於C30。
設計時一定要使基礎有(yǒu)良好的排水能力,一方麵是防止積水泡軟基層(céng)土壤,另一方麵是防止 積水(shuǐ)影響稱重傳感器的使用壽命。
(5)限位機構應該有效
限位機(jī)構(gòu)的作用就是保(bǎo)證承載器在使用中能 夠正確傳遞作用力的(de)同時,承載器不會產生水平 位移。在“談衡器的限位機構”㈠文中,總結了目前國內外多種限位機構後,得到了㈠個結論就 是:隻有(yǒu)在正確理解限位機構原理的基礎上,才 有可能隻(zhī)用(yòng)㈠種限位機構就能滿足所有產品(pǐn)的需 要(yào)。
(6)大秤量汽車衡不宜選擇橋式稱重傳感(gǎn)器(qì), 特別是分(fèn)體式橋式稱重傳感器。
這個問題必須從這種稱重傳(chuán)感(gǎn)器的結構來談, 從編寫的《電阻(zǔ)應變式稱重傳感(gǎn)器》 的教(jiāo)材,對《梁式(shì)剪切應力稱重(chóng)傳感器》的設計 中,可以清楚看出這種稱重傳感器的彈性體和托 架部(bù)分是㈠同計算的,它的形變情況是依靠兩側 的高強度螺栓緊密聯(lián)係在㈠起的。
如果在製造過(guò) 程中由於緊固力矩不(bú)足,那麽就有可能(néng)該稱重傳 感器的滯後指標達不到要求,影響了地磅的計 量性能。
(二)從製造方麵
(1)設計編製合理的加工工藝,盡可能減少 加工應力的影響。
對於目(mù)前流行的U型梁的(de)承載器(qì)結構(gòu),必須 認真考慮如何(hé)安排焊接(jiē)加工的工藝流程。如果在 焊接U型梁之前將兩端的(de)端板(bǎn)首先焊接,那麽在連續焊(hàn)接U型梁的過程中產生的焊接應力,將使 承載器產生較大的變(biàn)形。當然,解決方法也不是 唯㈠的,當(dāng)采(cǎi)用手工焊接工藝時,是可以先將各 個部件(包括(kuò)端板定位,然後選擇“斷續跳躍” 的工(gōng)藝焊(hàn)接完成全部焊縫。
(2)嚴格按照工藝文件規定的工藝參數進行加工
工藝參數是經(jīng)過技術人員和工人多次工藝試(shì)驗而總結出來的結晶。比如(rú)焊接工(gōng)藝規定的:直徑多大的焊(hàn)條、在(zài)電流多(duō)少的情況下、走行速度是多大,就能將熱影(yǐng)響量減小到最小,也就是減 少被焊接件的變形量。如果操作人員為了提高生 產(chǎn)能力,隨意更改工藝參數,可能是勞動(dòng)效率是 提高了,但是給(gěi)產品帶來(lái)的隱患卻大大增加(jiā)了, 有可能給現場(chǎng)安裝增加了麻煩,甚至需要(yào)拉回來 更換,增加了安裝的(de)費用,所以工藝與工藝紀律 執行情況的考核是十分重要的。
(3)關鍵部位應該設計製造工藝裝備
製造過程中(zhōng)的工藝裝備是保證製造質量的有效手段,可以控製部件的平麵度,以及部(bù)件之(zhī)間 的定位精度,減少加工應力(lì)的影響。所以(yǐ)在機械行業(yè)很重視專用工藝裝(zhuāng)備與零部(bù)件的比率,比率 越高越說明(míng)質量的保(bǎo)證力度越(yuè)大,對操作人員技 術等級的要(yào)求也可以降低。例如,汽車製造行(háng)業 大批量(liàng)生(shēng)產時的比率(lǜ)係數(shù)在5-10左右。
(4)應該盡可能對焊接結束的承載器進行時效處理
對於汽車衡這個產(chǎn)品的製造過程,其重點就是“承載器”的製造。而承載器(qì)的製(zhì)造過程主要 是由焊接(jiē)加工來完成的,前麵也談到了焊(hàn)接加工存在的弊端,從焊接工藝理論上講,在正確控製焊接工(gōng)藝流程和工藝參數的情況下,焊(hàn)接應力不(bú) 會很快釋放出(chū)來的,隻(zhī)有在外界作用力影響下, 才會使被焊(hàn)接件(jiàn)的應力釋(shì)放而變形。所以可以在 盡量短的時(shí)間內對(duì)被(bèi)焊接件(jiàn)進(jìn)行(háng)時效處理(lǐ),如: 振動時效、脈動時效和過載時效等等。
從安裝(zhuāng)方麵
(1)保證承重板的混(hún)凝(níng)土二次灌漿(jiāng)質量 保證二次灌漿質量應該從幾個方麵注意(yì):一 是灌漿的混凝土質(zhì)量(liàng)必須是收縮量小;二是混凝 土灌入後的搗固質量必須均勻;三是混凝土充填(tián) 必須飽滿,避免承重板下產生空隙。當然在注意 了以上(shàng)三個方(fāng)麵問題的(de)同時,也不能忽視其最重要的質量,就是混凝(níng)土的質量。
(2)控製承重板的高度差在允許範圍內 這個問題在(zài)目前(qián)製造商的安(ān)裝資料中都是必 備的內容了,但是現場實際控製的怎樣昵?問題 經常出在檢測時使用的“水準儀”上,因為有許 多水準儀超出了檢定周期,失準了,特別是物(wù)鏡 轉動產生(shēng)的誤差,影響到測量準確度。所以,水準儀應該架設在基礎(chǔ)長度軸線的延長線上(shàng),因為 這時水準(zhǔn)儀在(zài)測量多個標高點時,物鏡轉動的角 度最(zuì)小(xiǎo),誤差對其的影響也小。
(3)稱(chēng)重傳感(gǎn)器安裝應(yīng)該做到“橫平豎(shù)直(zhí)” 安裝的“橫平豎直”是保證(zhèng)承載器上的作用 力,能夠(gòu)全部傳遞到(dào)稱重傳(chuán)感器上(shàng)的必(bì)備條件。 特別是“柱式稱(chēng)重傳感(gǎn)器”由於結構特點,其抗 偏載性能在所有稱重傳感器中是(shì)比較差的,對 “垂直度(dù)”要求比較高。
(4)應該保證承載器與四周基礎的間(jiān)距合理 因為現在汽車衡的長度都比較長(zhǎng),當使(shǐ)用環 境溫度變化比較(jiào)大時,其熱脹冷縮變化也比較大, 所以(yǐ)在設(shè)計基礎時(shí)一定要(yào)留(liú)出合理的間距。
(5)承載(zǎi)器限位裝置安裝(zhuāng)有效合理(lǐ) 一般(bān)在使用中限位間隙應該調(diào)整到 3mm'5mm,太大(dà)了會影響承載器垂(chuí)直將作用力傳 遞到稱重傳感器上(shàng),太小了可能一天的(de)溫差就使 限位頂住了。但(dàn)是在產品檢定時,為了控製汽車衡(héng)的重(chóng)複性,可以將限(xiàn)位間隙臨時調至1mm左 右。
(6)承載(zǎi)器上平麵與兩(liǎng)端通道在一個水平麵上
這個問題對(duì)於目前汽車(chē)衡承載器長度一般超 過汽車前後(hòu)軸距(jù),所以不會影響到衡器的計量性 能了,可能會被(bèi)許多人所忽視。當承載器略高於(yú)兩端通道時,哪怕隻有僅僅的10mm左右,由(yóu)於 汽車(chē)駛上承載器時所產生的衝擊力是比較大的, 這些衝擊力會對(duì)某些稱重傳感器將產生破壞性的(de)影響。
從調試方麵
(1)首先使用盡可(kě)能重的叉(chā)車,停留在各個 稱重傳感器(qì)上方,依次調試各稱重傳感器輸出信 號的一致性。
(2)再使用短軸距車輛或稱“後八輪”車 輛在重載情況下(xià),依次碾壓各對稱重(chóng)傳感器上 方處,特別是承載器搭接處,如果位置(zhì)之間示值 差超出規定值,采用墊片調整間隙。
(3)檢查各個稱重傳感器受力狀況,對於受 力偏(piān)輕(qīng)的稱重傳感器采用增減墊(diàn)片的(de)方法調整其 高(gāo)度。
(4)檢(jiǎn)查調整各個稱重傳感器(qì)垂直狀態。
—些問題和現象之所以不易尋找出原因,其根本在於產生問題的原因不是(shì)單(dān)一的,有些原因還是設計時考慮不足、製造工藝存在缺陷,而帶來的先天(tiān)性(xìng)問題。所以分析(xī)問題時應該從源(yuán) 尋找,特別是應該從理論上和(hé)設計上尋找。大的生產廠家對技術要求還是(shì)相對要高點,用的放心(xīn)。