本文主要探討汽車衡在使用過程中受到一些不合理的加載所引發(fā)的問題，注意事項(xiàng)及解決方案。

1 .引言

在日常的生產(chǎn)維護(hù)中，我們經(jīng)常會(huì)碰到這樣一種情況，汽車衡或軌道衡在使用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)傳感器會(huì)歪斜，有時(shí)是一個(gè)有時(shí)是幾個(gè)，有時(shí)甚至是整個(gè)一節(jié)秤臺(tái)往一邊偏，將傳感器拆下，經(jīng)常會(huì)看到傳感器壓頭嚴(yán)重磨損或爆裂，秤臺(tái)搭接處插銷孔磨成橢圓形。這到底是什么原因造成的呢？

2 .目前現(xiàn)狀

目前新余鋼鐵集團(tuán)有限公司 （以下簡稱“新鋼公司”） 共有汽車衡 11 臺(tái)，軌道衡 11 臺(tái)，肩負(fù)著新鋼公司所有進(jìn)出廠原材料的物質(zhì)計(jì)量重任，一旦出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響物質(zhì)的正常計(jì)量工作，就在 2013 年 9 月份，新鋼公司一臺(tái)渣山汽車衡秤臺(tái)在搭接處出現(xiàn)撕裂、脫焊，接下來在同一天是中冶環(huán)保汽車衡也出現(xiàn)了同樣情況，新鋼公司一下兩臺(tái)秤出現(xiàn)相同的狀況，造成兩臺(tái)汽車衡癱瘓，這對(duì)新鋼公司物質(zhì)計(jì)量帶來嚴(yán)重的后果，也帶給我們一系列思考，我們的秤到底是怎么了？是偶然還是必然，是秤的質(zhì)量問題，還是使用問題？

3.現(xiàn)狀分析

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類物質(zhì)的運(yùn)輸越來越多，大部分的司機(jī)都想多拉快跑,于是，車子越來越大，擋板越加越高，貨物裝得越來越多，超載也越來越嚴(yán)重，可是卻不知道這對(duì)汽車衡的傷害是巨大的，甚至?xí)侵旅摹?/span>

由于現(xiàn)在汽車超載的情況已經(jīng)非常普遍了，汽車的軸重分布不均，其最大的危害是會(huì)引起軸重超載，什么是軸重超載呢？例如，最大秤量

100t 的汽車衡，上去一輛 90t 的車，但車輛長度較短只有 8m （前 4 輪后 8 輪的車），后輪軸載60t，實(shí)際上 100t 的汽車衡，軸載最大只允許40t，這就叫軸重超載。而且軸重超載比整車超載對(duì)汽車衡的損壞更為嚴(yán)重，軸重超載對(duì)衡器秤臺(tái)的損傷最直接，我們經(jīng)常能看到有些秤臺(tái)表面板上會(huì)有一個(gè)個(gè)凹坑，如五泵站汽車衡秤臺(tái)面上有兩道深深的車轍印，這就是軸重超載造成的，我們的汽車衡護(hù)坡經(jīng)常損壞、開裂，大部分也是由汽車軸重超載造成的。

4.各種車型軸載量超重情況

目前我們的汽車衡允許過衡汽車的軸載量如表 1所示。

但是我們的實(shí)際使用情況是怎樣的呢？我們先來看看大噸位汽車載荷分布情況。

4.1  二軸車

根據(jù)國標(biāo) GB 158- 2004 《道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》 的規(guī)定，以 6 輪 2 軸 9m 長的車為例：它的軸距是 4.35m，國標(biāo)規(guī)定其最大總質(zhì)量為 16t，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號(hào)車輛最大總質(zhì)量大約已達(dá)到 50t。

軸重載荷分布：通過對(duì)該車型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 30%左右、后軸承重為總重的 70%左右。前軸承重為 15t 左右，后軸 35t左右。

4.2  三軸工程車

三軸 10 輪的車：它的軸距是 4.35m，國標(biāo)規(guī)定其最大總質(zhì)量為 25t，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號(hào)車輛最大總質(zhì)量大約已達(dá)到 70t。軸重載荷分布：通過對(duì)該車型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 25%左右、后兩軸承重為總重的 75%左右。

4.3  四軸車

12 輪 4 軸 12m：國標(biāo)規(guī)定其最大總質(zhì)量為31t，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號(hào)車輛最大總質(zhì)量大約已達(dá)到 90t。

軸重載荷分布：通過對(duì)該車型的軸重進(jìn)行測試，前兩軸承重為總重的 35%左右、后兩軸承重為總重的 65%左右。前兩軸承重 30t 左右，后兩軸共 60t 左右。

4.4  四軸掛車

14 輪 4 軸 12m 拖掛車，國標(biāo)規(guī)定其最大總質(zhì)量為 31t，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號(hào)車輛最大總質(zhì)量大約已達(dá)到 90t。

軸重載荷分布：通過對(duì)該車型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 35%左右、后軸承重為總重的 65%左右。前兩軸承重 30t 左右，后兩軸共60t左右。

4.5五軸掛車

18 輪 5 軸 12m 長：國標(biāo)規(guī)定其最大總質(zhì)量為35t，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號(hào)車輛最大總質(zhì)量大約已達(dá)到 100t。

軸重載荷分布：通過對(duì)該車型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 30%左右、后軸承重為總重的 70%左右。前兩軸承重 30t 左右，后三軸共70t左右。

4.6六軸掛車

22 輪 6 軸拖掛車：國標(biāo)規(guī)定其最大總質(zhì)量為49t，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號(hào)車輛最大總質(zhì)量大約達(dá)到 150t。

軸重載荷分布：通過對(duì)該車型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 35%左右、后軸承重為總重的 65%左右。前兩軸 50t 左右，后兩軸共 100t左右。

從以上調(diào)查情況可以看到，各種車型的超載情況非常嚴(yán)重，我們目前衡器已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足所有車型過磅需求，特別是短軸車所有重量全部集中到一個(gè)稱重臺(tái)面上，已大大超過了稱重傳感器的載荷，對(duì)衡器的傷害是非常致命的。

5.超載對(duì)汽車衡的傷害

在平常過磅時(shí)，汽車開上秤臺(tái)，當(dāng)后軸走到兩節(jié)秤臺(tái)中間時(shí)，中間兩只傳感器所受載荷和的最大值如表 2 所示：

從表 2 中，我們可以很清楚地看出，現(xiàn)在汽車衡所過的實(shí)際重量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了國際規(guī)定的汽車總重量，這對(duì)汽車衡的傷害是非常嚴(yán)重的，最直接的是對(duì)稱重傳感器的傷害，特別是短軸車，不光會(huì)損壞傳感器，對(duì)我們的秤臺(tái)也是一個(gè)非常大的傷害，這還不算汽車上秤時(shí)的沖擊力，在汽車衡稱重時(shí)，汽車上衡和剎車會(huì)產(chǎn)生一個(gè)橫向沖擊力，據(jù)權(quán)威測驗(yàn)，對(duì)于 16m 長的地磅，剎車時(shí)會(huì)產(chǎn)生近 30t 的水平?jīng)_擊力，火車在光滑的軌道上行駛，也會(huì)產(chǎn)生 4t 的水平?jīng)_擊力，它容易導(dǎo)致傳感器側(cè)翻和旋轉(zhuǎn)，這么大的載重量和沖擊力要使基礎(chǔ)下沉、秤臺(tái)脫焊和撕裂是非常容易的。

以我們汽車衡為例，在 2008 年進(jìn)行過一次大修，當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)開裂下沉，除把基礎(chǔ)全部挖掉重新澆注外，還更換了 8 個(gè)傳感器 （總共 10

個(gè)），更換下的傳感器大部分是壓頭損壞 （磨損，開裂），有些已卡在連接件內(nèi)根本取不下來，在去年又進(jìn)行了一次大修，又是基礎(chǔ)開裂下沉需要重新澆灌，秤臺(tái)吊起時(shí)，發(fā)現(xiàn)搭接處插銷孔已經(jīng)磨成橢圓，插銷因剪切力，已經(jīng)磨損嚴(yán)重，需要全部更換，這次又一次性更換了六個(gè)傳感器，加上平時(shí)陸陸續(xù)續(xù)更換的傳感器，從 2008 年到這次大修，共更換了十幾個(gè)，這可是一筆相當(dāng)可觀的費(fèi)用，不僅是經(jīng)濟(jì)受到損失，對(duì)汽車衡的安全性也已是一個(gè)不小的威脅。

6.解決辦法

面對(duì)這種狀況，我們應(yīng)該怎么辦呢？要如何改善這種狀況？既然我們無法避免超載車，短軸車上磅，只能從稱重臺(tái)面、承載傳力裝置，限位裝置等三部分重新進(jìn)行全面考慮，采取一切可靠措施，讓超載車對(duì)秤臺(tái)的傷害降至最低，現(xiàn)在能做的也只是權(quán)宜之計(jì)，重要的還是建議廠家在設(shè)計(jì)時(shí)就要緊跟不斷發(fā)展的新形勢，聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)更加適合各種車型的汽車衡，以適應(yīng)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)速度。

 6.1 稱重臺(tái)面

汽車衡的稱重臺(tái)面主要是用來承放載荷,并且通過承載傳力裝置把載荷重量傳給稱重傳感器，稱重臺(tái)面應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，根據(jù)汽車衡的實(shí)際應(yīng)用，其剛度要求在最大載荷下產(chǎn)生的撓度應(yīng)小于稱重臺(tái)面兩承重點(diǎn)間距離的1/1000。由于過磅量大及超載嚴(yán)重，汽車衡基礎(chǔ)和機(jī)械臺(tái)面都或多或少有些變形，使用越頻繁，時(shí)間越長，變形越嚴(yán)重，而造成傳感器受力不一致。

因此汽車衡稱重臺(tái)面剛度要大，可適當(dāng)增加秤重臺(tái)面的厚度，這樣可以減少稱重臺(tái)面在稱重傳感器支承點(diǎn)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角，因?yàn)榇宿D(zhuǎn)角將造成載荷作用點(diǎn)位置的偏離和作用力方向的改變，從而使稱重傳感器受到一個(gè)附加力矩和水平分力，這將影響稱重傳感器的工作特性和計(jì)量準(zhǔn)確度，我們可以采用在稱重臺(tái)面上加裝鋼板的方法來達(dá)到增加稱重臺(tái)面的厚度的目的，如果秤臺(tái)太單薄，將會(huì)引起秤量不準(zhǔn)。

例如：原料合金庫一臺(tái) 5t 的秤，長期稱量貴重金屬，重量比較重且集中，每次稱量 2 包，大約 2t 左右，因長期放在同一個(gè)點(diǎn) （中間），已使秤體嚴(yán)重變形，中間凹陷，四角翹起，秤臺(tái)已成翹翹板形狀，這種變形已造成傳感器受力不平衡,造成四角誤差，開始還可以通過加墊片的方法來進(jìn)行調(diào)整，隨著時(shí)間的推移，變形越來越厲害，情況越來越嚴(yán)重，加墊片已解決不了問題，這個(gè)變形量使傳感器受力產(chǎn)生分力，直接影響到計(jì)量的準(zhǔn)確性，四角誤差已無法修正，稍微偏移一點(diǎn)就會(huì)相差幾公斤，這對(duì)于稱量幾萬元或幾十萬元每噸的貴重金屬來說，幾公斤的誤差客戶是無法接受的，對(duì)于這種變形嚴(yán)重的秤，要徹底解決這個(gè)問題不只是簡單地加固秤臺(tái)就可以，現(xiàn)在只有更換秤臺(tái)，或降級(jí)處理。

6.2  承載傳力裝置

承載傳力裝置主要將稱重臺(tái)面上的載荷準(zhǔn)確地傳遞給稱重傳感器，正確、合理設(shè)計(jì)承載傳力裝置，可以充分發(fā)揮稱重傳感器的精度。

在大秤量的汽車衡和軌道衡我們建議使用柱式傳感器，這種傳感器的上下兩端都是球面圓柱體，由于稱重傳感器兩支承點(diǎn)之間有一定的高度，所以只要稱重傳感器偏斜 1°～2°，就可允許稱重臺(tái)面作 2mm～8mm 的水平位移，而由此造成的稱重誤差小于 0.02%。從力學(xué)上分析，這種傳感器具有一定的自動(dòng)定位，自動(dòng)復(fù)位功能，雖允許有一定角度的偏斜量，但它的偏擺角度受到嚴(yán)格限制，因?yàn)楫?dāng)擺角超過一定值時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)倒下，因此，限位裝置就在此時(shí)發(fā)揮了重要作用，采用這種支承結(jié)構(gòu)的汽車衡，對(duì)稱重臺(tái)面限位裝置的要求比較高，因此好的限位裝置就顯得尤為重要。

6.3  限位裝置

限位裝置主要用來防止稱重臺(tái)面發(fā)生位移，稱重臺(tái)面是直接用來加載并把載荷傳給稱重傳感器的裝置，是確保計(jì)量準(zhǔn)確、低故障率、高使用壽命的一個(gè)非常重要的因素。好的限位裝置可以使秤臺(tái)既能上下活動(dòng)自如，把載荷正確地傳遞給傳感器，又能在車輛通過臺(tái)面時(shí)，保證整個(gè)稱重臺(tái)無水平方向的位移。稱重臺(tái)面是由稱重傳感器支撐的，同時(shí)由限位裝置在水平方向固定其位置。

當(dāng)水平方向負(fù)荷作用于稱重臺(tái)面上時(shí)，限位裝置使稱重臺(tái)面位置不發(fā)生變化或變化很小，當(dāng)被測負(fù)荷加于稱重臺(tái)面時(shí)，則要求限位裝置不分掉任何被測負(fù)荷，以防引起測量誤差。間隙過大，將起不到限位作用，間隙過緊，將引起測量誤差，限位間隙一般調(diào)整至 3mm～5mm，承重臺(tái)在水平方向能自由擺動(dòng)。在夏天要特別注意，對(duì)于以前汽車衡承載器的長度在 12m～14m 的情況下，秤體的熱脹冷縮不是一個(gè)突出的問題，對(duì)稱量結(jié)果影響不大，所以偏載作用力對(duì)稱重傳感器影響可以忽略不計(jì)。但是現(xiàn)在很多大型衡器的秤體尺寸達(dá)十幾米，甚至二十幾米，當(dāng)秤體的長度達(dá)到 18m以上，環(huán)境溫度變化時(shí)所產(chǎn)生的熱脹冷縮是比較大的，就成為一個(gè)不容忽視的問題了。由于稱重傳感器結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)所確定，金屬的線膨脹系數(shù)：溫度范圍 20℃～100℃ （如果實(shí)際使用范圍為60℃時(shí)，夏天在室外使用的汽車衡上的溫度變化可能超過這個(gè)范圍），碳鋼10.6～12.2/10- 6℃- 1（選用 11.4/10- 6℃- 1），對(duì)于一秤臺(tái)長 18m 的汽車衡來 講， 其 秤 臺(tái) 變 化 應(yīng)為 ： 18000mm ×[50-（- 10） ]℃×11.4/10- 6=12.312mm。這個(gè)變化必將會(huì)使該汽車衡兩端的稱重傳感器產(chǎn)生傾斜，這個(gè)傾斜量所產(chǎn)生的分力就會(huì)直接影響到汽車衡的計(jì)量性能。要解決這個(gè)問題，首先在澆灌基礎(chǔ)的時(shí)候就應(yīng)該考慮到這個(gè)問題，預(yù)埋底板螺絲孔要留足夠的活動(dòng)余量。

6.4  限位裝置的改造

限位裝置要有足夠的強(qiáng)度，能夠抗擊縱向和橫向水平?jīng)_擊力而把秤體在很短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定下來進(jìn)行準(zhǔn)確稱重，但又不會(huì)在熱脹冷縮時(shí)卡死臺(tái)面，在頻繁的撞擊下不易發(fā)生損壞，另外限位裝置還應(yīng)滿足調(diào)整和維護(hù)方便經(jīng)久耐用的要求，不發(fā)生使用中限位松脫，限位螺栓變形折斷等現(xiàn)象。我們以前在汽車衡上所使用的限位，安裝在秤臺(tái)里面，調(diào)整起來非常不方便，每次檢查和調(diào)整都需要開蓋板，有淤泥堵住，又要先清理淤泥，而且由于安裝在秤體內(nèi)，螺絲容易銹死，根本調(diào)不動(dòng)，現(xiàn)在我們對(duì)原有汽車衡限位進(jìn)行改造，把限位從秤臺(tái)內(nèi)移至秤臺(tái)外四角處，這樣每次檢查或調(diào)整限位非常直觀，不需開蓋板就可很方便地調(diào)節(jié)，且每次調(diào)節(jié)不需停磅，從去年大修改造限位到現(xiàn)在，實(shí)際使用效果非常好，大大減少了我們的維護(hù)量，保障了載荷準(zhǔn)確、安全地傳遞給稱重傳感器。

6.5  加強(qiáng)巡檢工作及早發(fā)現(xiàn)隱患

一臺(tái)汽車衡在發(fā)生故障前是一定有征兆的，這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的巡檢中一定要認(rèn)真仔細(xì)，不能走馬觀花、敷衍了事，在日常維護(hù)中，我們要經(jīng)常檢查臺(tái)面基礎(chǔ)與四周之間的間隙，應(yīng)保持通暢，嚴(yán)禁有垃圾、雜物等卡死，以免影響稱量準(zhǔn)確性。還應(yīng)經(jīng)常檢查稱重傳感器的安裝位置，檢查其安裝面有無下沉、裂縫、安裝稱重傳感器的固定螺絲是否松動(dòng)，保證稱重傳感器安裝位置不發(fā)生相對(duì)變化，使傳感器上下支承面互相平行.

經(jīng)常檢查稱重臺(tái)面限位裝置，不能過緊、不能過松，太緊使秤臺(tái)卡死，影響秤量的準(zhǔn)確度，太松起不到限位作用，限位裝置的接觸部分應(yīng)保持其光潔度。對(duì)調(diào)整螺桿，應(yīng)經(jīng)常注油，防止生銹。對(duì)于整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，應(yīng)檢查其剛性和強(qiáng)度，檢查有無焊縫開裂等影響整體結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的因素，確保衡器加載的合理性。特別要強(qiáng)調(diào)的是，要禁止接近最大秤量的鏟車之內(nèi)的短軸車輛過衡，這種短軸車對(duì)汽車衡傷害是非常巨大的，軌道衡也應(yīng)盡量避免鐵水重罐從靜態(tài)軌上經(jīng)過。在 2014 年 1月份～2 月份新鋼公司又有三臺(tái)秤出現(xiàn)了開裂現(xiàn)

象，有時(shí)由于空間受限，在平時(shí)的巡檢中很難看到開裂的地方，一定要吊起秤臺(tái)，把臺(tái)面翻起來，才能看到裂紋，如何盡早地發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象呢，我們可以通過比對(duì)，采取重車壓段的方法，如果秤臺(tái)裂開，最早的表現(xiàn)是有段差，排除秤體卡死，被淤泥堵住等其它因素，出現(xiàn)了段差就要高度警惕，另外兩臺(tái)開裂就是通過壓段差發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地磅有段差時(shí)，不能輕易放過，應(yīng)仔細(xì)檢查，特別是兩個(gè)秤臺(tái)搭接處，特別容易撕裂，一旦發(fā)現(xiàn)有裂縫，應(yīng)立即停磅，馬上組織人員檢修以免事態(tài)擴(kuò)大，造成塌磅的危險(xiǎn)，先要把秤臺(tái)全部吊起，徹底清除秤底的淤泥，仔細(xì)查看每一處受力點(diǎn)，特別是兩個(gè)秤臺(tái)的搭接處，屬于特別容易撕裂的部位，應(yīng)用水沖洗干凈，耐心查找，而對(duì)待裂縫，也不能簡單地一焊了事，應(yīng)采取打“破口”的方式，焊接完畢后，還應(yīng)加筋板，以增大它的受力面積，提高其強(qiáng)度。

7.結(jié)束語

有了好的防護(hù)設(shè)施，并不是一勞永逸的，還需要我們平時(shí)的日常精心維護(hù)和保養(yǎng)，好的使用環(huán)境和定期的維護(hù)保養(yǎng)，能提高汽車衡稱量的準(zhǔn)確性和可靠性，延長汽車衡的使用壽命。我們維護(hù)保養(yǎng)的目的就是：預(yù)防為主，防患于未然，這樣才能讓汽車衡更好地為生產(chǎn)服務(wù)。