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

1 .引言

在日常的生產(chǎn)維護中，我們經(jīng)常會(huì )碰到這樣一種情況，汽車(chē)衡或軌道衡在使用一段時(shí)間后，發(fā)現傳感器會(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)一節秤臺往一邊偏，將傳感器拆下，經(jīng)常會(huì )看到傳感器壓頭嚴重磨損或爆裂，秤臺搭接處插銷(xiāo)孔磨成橢圓形。這到底是什么原因造成的呢？

2 .目前現狀

目前新余鋼鐵集團有限公司 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新鋼公司”） 共有汽車(chē)衡 11 臺，軌道衡 11 臺，肩負著(zhù)新鋼公司所有進(jìn)出廠(chǎng)原材料的物質(zhì)計量重任，一旦出現故障，將嚴重影響物質(zhì)的正常計量工作，就在 2013 年 9 月份，新鋼公司一臺渣山汽車(chē)衡秤臺在搭接處出現撕裂、脫焊，接下來(lái)在同一天是中冶環(huán)保汽車(chē)衡也出現了同樣情況，新鋼公司一下兩臺秤出現相同的狀況，造成兩臺汽車(chē)衡癱瘓，這對新鋼公司物質(zhì)計量帶來(lái)嚴重的后果，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(wèn)題，還是使用問(wèn)題？

3.現狀分析

近年來(lái)，隨著(zhù)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類(lèi)物質(zhì)的運輸越來(lái)越多，大部分的司機都想多拉快跑,于是，車(chē)子越來(lái)越大，擋板越加越高，貨物裝得越來(lái)越多，超載也越來(lái)越嚴重，可是卻不知道這對汽車(chē)衡的傷害是巨大的，甚至會(huì )是致命的。

由于現在汽車(chē)超載的情況已經(jīng)非常普遍了，汽車(chē)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(chē)衡，上去一輛 90t 的車(chē)，但車(chē)輛長(cháng)度較短只有 8m （前 4 輪后 8 輪的車(chē)），后輪軸載60t，實(shí)際上 100t 的汽車(chē)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(chē)超載對汽車(chē)衡的損壞更為嚴重，軸重超載對衡器秤臺的損傷最直接，我們經(jīng)常能看到有些秤臺表面板上會(huì )有一個(gè)個(gè)凹坑，如五泵站汽車(chē)衡秤臺面上有兩道深深的車(chē)轍印，這就是軸重超載造成的，我們的汽車(chē)衡護坡經(jīng)常損壞、開(kāi)裂，大部分也是由汽車(chē)軸重超載造成的。

4.各種車(chē)型軸載量超重情況

目前我們的汽車(chē)衡允許過(guò)衡汽車(chē)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(lái)看看大噸位汽車(chē)載荷分布情況。

4.1  二軸車(chē)

根據國標 GB 158- 2004 《道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》 的規定，以 6 輪 2 軸 9m 長(cháng)的車(chē)為例：它的軸距是 4.35m，國標規定其最大總質(zhì)量為 16t，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛最大總質(zhì)量大約已達到 50t。

軸重載荷分布：通過(guò)對該車(chē)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(chē)

三軸 10 輪的車(chē)：它的軸距是 4.35m，國標規定其最大總質(zhì)量為 25t，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛最大總質(zhì)量大約已達到 70t。軸重載荷分布：通過(guò)對該車(chē)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(chē)

12 輪 4 軸 12m：國標規定其最大總質(zhì)量為31t，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛最大總質(zhì)量大約已達到 90t。

軸重載荷分布：通過(guò)對該車(chē)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(chē)

14 輪 4 軸 12m 拖掛車(chē)，國標規定其最大總質(zhì)量為 31t，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛最大總質(zhì)量大約已達到 90t。

軸重載荷分布：通過(guò)對該車(chē)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(chē)

18 輪 5 軸 12m 長(cháng)：國標規定其最大總質(zhì)量為35t，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛最大總質(zhì)量大約已達到 100t。

軸重載荷分布：通過(guò)對該車(chē)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(chē)

22 輪 6 軸拖掛車(chē)：國標規定其最大總質(zhì)量為49t，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛最大總質(zhì)量大約達到 150t。

軸重載荷分布：通過(guò)對該車(chē)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。

從以上調查情況可以看到，各種車(chē)型的超載情況非常嚴重，我們目前衡器已遠遠不能滿(mǎn)足所有車(chē)型過(guò)磅需求，特別是短軸車(chē)所有重量全部集中到一個(gè)稱(chēng)重臺面上，已大大超過(guò)了稱(chēng)重傳感器的載荷，對衡器的傷害是非常致命的。

5.超載對汽車(chē)衡的傷害

在平常過(guò)磅時(shí)，汽車(chē)開(kāi)上秤臺，當后軸走到兩節秤臺中間時(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，現在汽車(chē)衡所過(guò)的實(shí)際重量已遠遠地超過(guò)了國際規定的汽車(chē)總重量，這對汽車(chē)衡的傷害是非常嚴重的，最直接的是對稱(chēng)重傳感器的傷害，特別是短軸車(chē)，不光會(huì )損壞傳感器，對我們的秤臺也是一個(gè)非常大的傷害，這還不算汽車(chē)上秤時(shí)的沖擊力，在汽車(chē)衡稱(chēng)重時(shí)，汽車(chē)上衡和剎車(chē)會(huì )產(chǎn)生一個(gè)橫向沖擊力，據權威測驗，對于 16m 長(cháng)的地磅，剎車(chē)時(shí)會(huì )產(chǎn)生近 30t 的水平?jīng)_擊力，火車(chē)在光滑的軌道上行駛，也會(huì )產(chǎn)生 4t 的水平?jīng)_擊力，它容易導致傳感器側翻和旋轉，這么大的載重量和沖擊力要使基礎下沉、秤臺脫焊和撕裂是非常容易的。

以我們汽車(chē)衡為例，在 2008 年進(jìn)行過(guò)一次大修，當時(shí)基礎開(kāi)裂下沉，除把基礎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(kāi)裂），有些已卡在連接件內根本取不下來(lái)，在去年又進(jìn)行了一次大修，又是基礎開(kāi)裂下沉需要重新澆灌，秤臺吊起時(shí)，發(fā)現搭接處插銷(xiāo)孔已經(jīng)磨成橢圓，插銷(xiāo)因剪切力，已經(jīng)磨損嚴重，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)陸陸續續更換的傳感器，從 2008 年到這次大修，共更換了十幾個(gè)，這可是一筆相當可觀(guān)的費用，不僅是經(jīng)濟受到損失，對汽車(chē)衡的安全性也已是一個(gè)不小的威脅。

6.解決辦法

面對這種狀況，我們應該怎么辦呢？要如何改善這種狀況？既然我們無(wú)法避免超載車(chē)，短軸車(chē)上磅，只能從稱(chēng)重臺面、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(chē)對秤臺的傷害降至最低，現在能做的也只是權宜之計，重要的還是建議廠(chǎng)家在設計時(shí)就要緊跟不斷發(fā)展的新形勢，聯(lián)系實(shí)際，設計更加適合各種車(chē)型的汽車(chē)衡，以適應快速發(fā)展的經(jīng)濟速度。

 6.1 稱(chēng)重臺面

汽車(chē)衡的稱(chēng)重臺面主要是用來(lái)承放載荷,并且通過(guò)承載傳力裝置把載荷重量傳給稱(chēng)重傳感器，稱(chēng)重臺面應有足夠的剛度和強度，根據汽車(chē)衡的實(shí)際應用，其剛度要求在最大載荷下產(chǎn)生的撓度應小于稱(chēng)重臺面兩承重點(diǎn)間距離的1/1000。由于過(guò)磅量大及超載嚴重，汽車(chē)衡基礎和機械臺面都或多或少有些變形，使用越頻繁，時(shí)間越長(cháng)，變形越嚴重，而造成傳感器受力不一致。

因此汽車(chē)衡稱(chēng)重臺面剛度要大，可適當增加秤重臺面的厚度，這樣可以減少稱(chēng)重臺面在稱(chēng)重傳感器支承點(diǎn)上產(chǎn)生的轉角，因為此轉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(chēng)重傳感器受到一個(gè)附加力矩和水平分力，這將影響稱(chēng)重傳感器的工作特性和計量準確度，我們可以采用在稱(chēng)重臺面上加裝鋼板的方法來(lái)達到增加稱(chēng)重臺面的厚度的目的，如果秤臺太單薄，將會(huì )引起秤量不準。

例如：原料合金庫一臺 5t 的秤，長(cháng)期稱(chēng)量貴重金屬，重量比較重且集中，每次稱(chēng)量 2 包，大約 2t 左右，因長(cháng)期放在同一個(gè)點(diǎn) （中間），已使秤體嚴重變形，中間凹陷，四角翹起，秤臺已成翹翹板形狀，這種變形已造成傳感器受力不平衡,造成四角誤差，開(kāi)始還可以通過(guò)加墊片的方法來(lái)進(jìn)行調整，隨著(zhù)時(shí)間的推移，變形越來(lái)越厲害，情況越來(lái)越嚴重，加墊片已解決不了問(wèn)題，這個(gè)變形量使傳感器受力產(chǎn)生分力，直接影響到計量的準確性，四角誤差已無(wú)法修正，稍微偏移一點(diǎn)就會(huì )相差幾公斤，這對于稱(chēng)量幾萬(wàn)元或幾十萬(wàn)元每噸的貴重金屬來(lái)說(shuō)，幾公斤的誤差客戶(hù)是無(wú)法接受的，對于這種變形嚴重的秤，要徹底解決這個(gè)問(wèn)題不只是簡(jiǎn)單地加固秤臺就可以，現在只有更換秤臺，或降級處理。

6.2  承載傳力裝置

承載傳力裝置主要將稱(chēng)重臺面上的載荷準確地傳遞給稱(chēng)重傳感器，正確、合理設計承載傳力裝置，可以充分發(fā)揮稱(chēng)重傳感器的精度。

在大秤量的汽車(chē)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(chēng)重傳感器兩支承點(diǎn)之間有一定的高度，所以只要稱(chēng)重傳感器偏斜 1°～2°，就可允許稱(chēng)重臺面作 2mm～8mm 的水平位移，而由此造成的稱(chēng)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格限制，因為當擺角超過(guò)一定值時(shí)，整個(gè)系統就會(huì )倒下，因此，限位裝置就在此時(shí)發(fā)揮了重要作用，采用這種支承結構的汽車(chē)衡，對稱(chēng)重臺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(lái)防止稱(chēng)重臺面發(fā)生位移，稱(chēng)重臺面是直接用來(lái)加載并把載荷傳給稱(chēng)重傳感器的裝置，是確保計量準確、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(chē)輛通過(guò)臺面時(shí)，保證整個(gè)稱(chēng)重臺無(wú)水平方向的位移。稱(chēng)重臺面是由稱(chēng)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。

當水平方向負荷作用于稱(chēng)重臺面上時(shí)，限位裝置使稱(chēng)重臺面位置不發(fā)生變化或變化很小，當被測負荷加于稱(chēng)重臺面時(shí)，則要求限位裝置不分掉任何被測負荷，以防引起測量誤差。間隙過(guò)大，將起不到限位作用，間隙過(guò)緊，將引起測量誤差，限位間隙一般調整至 3mm～5mm，承重臺在水平方向能自由擺動(dòng)。在夏天要特別注意，對于以前汽車(chē)衡承載器的長(cháng)度在 12m～14m 的情況下，秤體的熱脹冷縮不是一個(gè)突出的問(wèn)題，對稱(chēng)量結果影響不大，所以偏載作用力對稱(chēng)重傳感器影響可以忽略不計。但是現在很多大型衡器的秤體尺寸達十幾米，甚至二十幾米，當秤體的長(cháng)度達到 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(wèn)題了。由于稱(chēng)重傳感器結構受力特點(diǎn)所確定，金屬的線(xiàn)膨脹系數：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(chē)衡上的溫度變化可能超過(guò)這個(gè)范圍），碳鋼10.6～12.2/10- 6℃- 1（選用 11.4/10- 6℃- 1），對于一秤臺長(cháng) 18m 的汽車(chē)衡來(lái) 講， 其 秤 臺 變 化 應為 ： 18000mm ×[50-（- 10） ]℃×11.4/10- 6=12.312mm。這個(gè)變化必將會(huì )使該汽車(chē)衡兩端的稱(chēng)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(chē)衡的計量性能。要解決這個(gè)問(wèn)題，首先在澆灌基礎的時(shí)候就應該考慮到這個(gè)問(wèn)題，預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)間內穩定下來(lái)進(jìn)行準確稱(chēng)重，但又不會(huì )在熱脹冷縮時(shí)卡死臺面，在頻繁的撞擊下不易發(fā)生損壞，另外限位裝置還應滿(mǎn)足調整和維護方便經(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象。我們以前在汽車(chē)衡上所使用的限位，安裝在秤臺里面，調整起來(lái)非常不方便，每次檢查和調整都需要開(kāi)蓋板，有淤泥堵住，又要先清理淤泥，而且由于安裝在秤體內，螺絲容易銹死，根本調不動(dòng)，現在我們對原有汽車(chē)衡限位進(jìn)行改造，把限位從秤臺內移至秤臺外四角處，這樣每次檢查或調整限位非常直觀(guān)，不需開(kāi)蓋板就可很方便地調節，且每次調節不需停磅，從去年大修改造限位到現在，實(shí)際使用效果非常好，大大減少了我們的維護量，保障了載荷準確、安全地傳遞給稱(chēng)重傳感器。

6.5  加強巡檢工作及早發(fā)現隱患

一臺汽車(chē)衡在發(fā)生故障前是一定有征兆的，這就要求我們在平時(shí)的巡檢中一定要認真仔細，不能走馬觀(guān)花、敷衍了事，在日常維護中，我們要經(jīng)常檢查臺面基礎與四周之間的間隙，應保持通暢，嚴禁有垃圾、雜物等卡死，以免影響稱(chēng)量準確性。還應經(jīng)常檢查稱(chēng)重傳感器的安裝位置，檢查其安裝面有無(wú)下沉、裂縫、安裝稱(chēng)重傳感器的固定螺絲是否松動(dòng)，保證稱(chēng)重傳感器安裝位置不發(fā)生相對變化，使傳感器上下支承面互相平行.

經(jīng)常檢查稱(chēng)重臺面限位裝置，不能過(guò)緊、不能過(guò)松，太緊使秤臺卡死，影響秤量的準確度，太松起不到限位作用，限位裝置的接觸部分應保持其光潔度。對調整螺桿，應經(jīng)常注油，防止生銹。對于整個(gè)機械結構，應檢查其剛性和強度，檢查有無(wú)焊縫開(kāi)裂等影響整體結構剛度和強度的因素，確保衡器加載的合理性。特別要強調的是，要禁止接近最大秤量的鏟車(chē)之內的短軸車(chē)輛過(guò)衡，這種短軸車(chē)對汽車(chē)衡傷害是非常巨大的，軌道衡也應盡量避免鐵水重罐從靜態(tài)軌上經(jīng)過(guò)。在 2014 年 1月份～2 月份新鋼公司又有三臺秤出現了開(kāi)裂現

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

7.結束語(yǔ)

有了好的防護設施，并不是一勞永逸的，還需要我們平時(shí)的日常精心維護和保養，好的使用環(huán)境和定期的維護保養，能提高汽車(chē)衡稱(chēng)量的準確性和可靠性，延長(cháng)汽車(chē)衡的使用壽命。我們維護保養的目的就是：預防為主，防患于未然，這樣才能讓汽車(chē)衡更好地為生產(chǎn)服務(wù)。