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大噸位汽車衡用傳感器的量程選擇

作者：admin 日期：2012/7/6 14:30:32 閱讀：3369 次

【摘要】本文將探討大型汽車衡器配套稱重傳感器的選擇依據(jù)，供衡器同仁參考。

一、引言

隨著我國運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展的需求，高等級公路通車路段的日益加長，公路運(yùn)輸?shù)谋戎刂饾u增

大。運(yùn)輸車輛的大型化成為當(dāng)前發(fā)展趨勢，而與其相配套的大型汽車衡就成為計量方面的主力軍。

但是我國汽車衡器設(shè)計以及使用與國際發(fā)達(dá)國家還有一定差距，特別是對稱重傳感器的選擇方面。

以下將對大型汽車衡器配套稱重傳感器的選擇依據(jù)進(jìn)行探討。

二、目前現(xiàn)狀

1、汽車衡的日趨大型化

在國際《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》中，規(guī)定汽車最大允許總質(zhì)量的

最大限值為49噸，而實(shí)際情況在公路上出現(xiàn)了最大總質(zhì)量200噸的汽車。為了稱重這些超載汽車，

汽車衡量程從80噸擴(kuò)展到180噸，有些地方提出了200噸汽車衡制作要求。

2、汽車衡設(shè)計的隨意性，特別是對傳感器的選擇方面

在這些大型衡器的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，各個公司各顯神通。為了使自己的產(chǎn)品具有價格成本優(yōu)勢，

采用了多種多樣的設(shè)計理念。如采用U型鋼的柔性秤臺、彎板制作的方箱型秤臺、以及鋼混水泥秤

臺等等。但是大家均采用了多只傳感器為支點(diǎn)的多臺面的方案。

如：采用6只30噸（或40噸）傳感器，2節(jié)12米的秤臺，制作60-100噸的汽車衡；

采用8只30噸（或40噸）傳感器，3節(jié)18米的秤臺，制作80-120噸的汽車衡；

采用10只30噸（或40噸）傳感器，4節(jié)24米的秤臺，制作100-150噸的汽車衡。

※ 按照以上方式做汽車衡的結(jié)果如何呢？

（1）在廠房內(nèi)以及在使用現(xiàn)場標(biāo)定，很好，沒問題；稱量大噸位的汽車（汽車衡量程的80%～

100%）很少時，沒問題，很少有故障，客戶很滿意；

（2）在廠房內(nèi)以及在使用現(xiàn)場標(biāo)定，很好，沒問題，稱量大噸位的汽車（汽車衡量程的

80%~100%）很多時，有問題，表現(xiàn)為：稱量不準(zhǔn)，秤不回零，溢出（數(shù)字汽車衡）等等，客戶很

不滿意，我們的生產(chǎn)廠商服務(wù)費(fèi)用居高不下。

※ 造成以上問題是為什么呢？

（1）秤體本身原因；

（2）傳感器量程選擇原因。

秤體原因衡器廠商都會自己分析，我們將重點(diǎn)探討傳感器量程選擇原因。

三、大型汽車的載荷分布情況

在探討傳感器量程選擇原因之前，我們先來探討大噸位汽車載荷分布情況：

1、二軸車

根據(jù)國標(biāo)《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規(guī)定，我們依6輪2軸9米

長的車為例，如圖1所示。

圖1

軸距4.35米，國標(biāo)規(guī)定最大總質(zhì)量為16噸，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號車輛最大總質(zhì)量大約

達(dá)到50噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過對該車型的軸重進(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15噸左右，后軸35噸左右；（位置如圖2所示）。

圖2

2、三軸工程車

根據(jù)國標(biāo)《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規(guī)定，我們依10輪3軸9米

長的車為例，如圖3所示。

圖3

軸距4.35米，國標(biāo)規(guī)定最大總質(zhì)量為25噸，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號車輛最大總質(zhì)量大約

達(dá)到70噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過對該車型的軸重進(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。

前軸18噸左右，后兩軸共52噸左右；（位置如圖4所示）。

圖4

3、四軸車

根據(jù)國標(biāo)《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規(guī)定，我們依12輪4軸12

米長的車為例，如圖5所示。

圖5

國標(biāo)規(guī)定最大總質(zhì)量為31噸，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號車輛最大總質(zhì)量大約達(dá)到90噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過對該車型的軸重進(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30噸左右，后兩軸共60噸左右；（位置如圖6所示）。

圖6

4、四軸掛車

根據(jù)國標(biāo)《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規(guī)定，我們依14輪4軸12

米拖掛車為例，如圖7所示。

圖7

國標(biāo)規(guī)定最大總質(zhì)量為31噸，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號車輛最大總質(zhì)量大約達(dá)到90噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過對該車型的軸重進(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30噸左右，后兩軸共60噸左右；（位置如圖8所示）。

圖8

5、五軸掛車

根據(jù)國標(biāo)《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規(guī)定，我們依18輪5軸12

米長的車為例，如圖9所示。

圖9

國標(biāo)規(guī)定最大總質(zhì)量為35噸，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號車輛最大總質(zhì)量大約達(dá)到100噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過對該車型的軸重進(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30噸左右，后三軸共70噸左右；（位置如圖10所示）。

圖10

6、六軸掛車

根據(jù)國標(biāo)《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規(guī)定，我們依22輪6軸拖掛

車為例，如圖11所示。

圖11

國標(biāo)規(guī)定最大總質(zhì)量為49噸，實(shí)際在公路上運(yùn)行的改型號車輛最大總質(zhì)量大約達(dá)到150噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過對該車型的軸重進(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50噸左右，后兩軸共100噸左右；（位置如圖12所示）。

圖12

四、汽車衡用傳感器載荷探討

我們對汽車稱量時，汽車前后輪依次走上秤臺，當(dāng)后軸走在兩節(jié)秤臺中間的時候，兩節(jié)秤臺中

間為傳感器安裝位置，這兩只傳感器受載荷和的最大值F，如圖13所示。

圖13

F=（A+B）*D

其中：

A．為后軸載荷（多軸時為共計載荷）；

B．秤臺自重（6*3米的秤臺自重大約6噸）；

D．沖擊系數(shù)（一般為1.3左右）。

這樣，稱量汽車的衡器用兩只傳感器載荷之和如下表1。

表1

序號

汽車類型

國標(biāo)規(guī)定汽車

總質(zhì)量（噸）

實(shí)際汽車

總質(zhì)量（噸）

后軸載荷

（噸）

兩只傳感器

受載荷之和（噸）

二軸車

53.3

三軸工程車

75.4

四軸車

85.5

四軸掛車

85.5

五軸掛車

100

98.8

六軸掛車

150

100

137.8

單只傳感器受載情況，因?yàn)槠嚥荒荛_在秤臺寬度的正中，因此，載荷不能平分，以及我們需

要一定的安全系數(shù)。在此我們設(shè)車的后軸載荷為G、稱臺自重為G0、車輪無偏載情況時左端稱重

傳感器支撐力為F1、右端稱重傳感器支撐力為F2。這時有如下力學(xué)關(guān)系：

G×1500＋G0×1500＝F1×150＋F2×2850 ①

G＋G0= F1＋F2 ②

這里當(dāng)稱體自重G0忽略時，計算得：

F1=F2=G/2

車輪在最大偏載情況時左端稱重傳感器支撐力為F1′、右端稱重傳感器支撐力為F2′。這時有如

下力學(xué)關(guān)系：

G×1200＋G0×1500＝F1′×150＋F2′×2850 ①

G＋G0= F1′＋F2′ ②

這里當(dāng)稱體自重G0忽略時，計算得：

F1′≈0.61G

F2′≈0.39G

F1′/F1≈1.22

我們計算時僅以3米稱臺為例，實(shí)際現(xiàn)在稱臺寬已有3.3米，這樣經(jīng)分析，我們認(rèn)為，安全系

數(shù)C為1.2～1.5為妥。

因此，單只傳感器的載荷G

G = F/2*C

= (A+B)*D*C/2

稱量這些汽車的衡器量程與傳感器的選擇如下表2

表2

序

號

汽車類型

國標(biāo)規(guī)定汽

車總質(zhì)量

（噸）

實(shí)際汽車總

質(zhì)量（噸）

后軸載荷

（噸）

衡器量程

（噸）

兩只傳感器受

載荷之和（噸）

傳感器量程

（噸）

二軸車

53.3

30-40

三軸工程車

75.4

45-55

四軸車

100

85.5

50-65

四軸掛車

100

85.5

50-65

五軸掛車

100

120

98.8

60-75

六軸掛車

150

100

200

137.8

85-100

五、結(jié)論

汽車衡用傳感器的量程的選擇，不只是以總體傳感器量程總和為依據(jù)，由于現(xiàn)在的汽車超載的

情況較為嚴(yán)重，汽車的軸重分布不均，因此汽車衡用傳感器的量程選擇要以汽車后軸總重為主要依

據(jù)進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

1．GB1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》國家標(biāo)準(zhǔn)。

2．JJG555-96《非自動秤通用檢定規(guī)程》。