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，注意事項及解決方案。

1 .引言

在日常的生產(chǎn)維護中，我們經(jīng)常會碰到這樣一種情況，汽車衡或軌道衡在使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)傳感器會歪斜，有時是一個有時是幾個，有時甚至是整個一節(jié)秤臺往一邊偏，將傳感器拆下，經(jīng)常會看到傳感器壓頭嚴重磨損或爆裂，秤臺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

目前新余鋼鐵集團有限公司 （以下簡稱“新鋼公司”） 共有汽車衡 11 臺，軌道衡 11 臺，肩負著新鋼公司所有進出廠原材料的物質計量重任，一旦出現(xiàn)故障，將嚴重影響物質的正常計量工作，就在 2013 年 9 月份，新鋼公司一臺渣山汽車衡秤臺在搭接處出現(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，新鋼公司一下兩臺秤出現(xiàn)相同的狀況，造成兩臺汽車衡癱瘓，這對新鋼公司物質計量帶來嚴重的后果，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)濟的快速發(fā)展，各類物質的運輸越來越多，大部分的司機都想多拉快跑,于是，車子越來越大，擋板越加越高，貨物裝得越來越多，超載也越來越嚴重，可是卻不知道這對汽車衡的傷害是巨大的，甚至會是致命的。

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汽車衡的損壞更為嚴重，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有一個個凹坑，如五泵站汽車衡秤臺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 GB 158- 2004 《道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》 的規(guī)定，以 6 輪 2 軸 9m 長的車為例：它的軸距是 4.35m，國標規(guī)定其最大總質量為 16t，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約已達到 50t。

軸重載荷分布：通過對該車型的軸重進行測試，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，國標規(guī)定其最大總質量為 25t，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約已達到 70t。軸重載荷分布：通過對該車型的軸重進行測試，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：國標規(guī)定其最大總質量為31t，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約已達到 90t。

軸重載荷分布：通過對該車型的軸重進行測試，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，國標規(guī)定其最大總質量為 31t，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約已達到 90t。

軸重載荷分布：通過對該車型的軸重進行測試，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：國標規(guī)定其最大總質量為35t，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約已達到 100t。

軸重載荷分布：通過對該車型的軸重進行測試，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：國標規(guī)定其最大總質量為49t，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約達到 150t。

軸重載荷分布：通過對該車型的軸重進行測試，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，各種車型的超載情況非常嚴重，我們目前衡器已遠遠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稱重臺面上，已大大超過了稱重傳感器的載荷，對衡器的傷害是非常致命的。

5.超載對汽車衡的傷害

在平常過磅時，汽車開上秤臺，當后軸走到兩節(jié)秤臺中間時，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)在汽車衡所過的實際重量已遠遠地超過了國際規(guī)定的汽車總重量，這對汽車衡的傷害是非常嚴重的，最直接的是對稱重傳感器的傷害，特別是短軸車，不光會損壞傳感器，對我們的秤臺也是一個非常大的傷害，這還不算汽車上秤時的沖擊力，在汽車衡稱重時，汽車上衡和剎車會產(chǎn)生一個橫向沖擊力，據(jù)權威測驗，對于 16m 長的地磅，剎車時會產(chǎn)生近 30t 的水平?jīng)_擊力，火車在光滑的軌道上行駛，也會產(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。

以我們汽車衡為例，在 2008 年進行過一次大修，當時基礎開裂下沉，除把基礎全部挖掉重新澆注外，還更換了 8 個傳感器 （總共 10

個），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，在去年又進行了一次大修，又是基礎開裂下沉需要重新澆灌，秤臺吊起時，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)磨損嚴重，需要全部更換，這次又一次性更換了六個傳感器，加上平時陸陸續(xù)續(xù)更換的傳感器，從 2008 年到這次大修，共更換了十幾個，這可是一筆相當可觀的費用，不僅是經(jīng)濟受到損失，對汽車衡的安全性也已是一個不小的威脅。

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？既然我們無法避免超載車，短軸車上磅，只能從稱重臺面、承載傳力裝置，限位裝置等三部分重新進行全面考慮，采取一切可靠措施，讓超載車對秤臺的傷害降至最低，現(xiàn)在能做的也只是權宜之計，重要的還是建議廠家在設計時就要緊跟不斷發(fā)展的新形勢，聯(lián)系實際，設計更加適合各種車型的汽車衡，以適應快速發(fā)展的經(jīng)濟速度。

 6.1 稱重臺面

汽車衡的稱重臺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，稱重臺面應有足夠的剛度和強度，根據(jù)汽車衡的實際應用，其剛度要求在最大載荷下產(chǎn)生的撓度應小于稱重臺面兩承重點間距離的1/1000。由于過磅量大及超載嚴重，汽車衡基礎和機械臺面都或多或少有些變形，使用越頻繁，時間越長，變形越嚴重，而造成傳感器受力不一致。

因此汽車衡稱重臺面剛度要大，可適當增加秤重臺面的厚度，這樣可以減少稱重臺面在稱重傳感器支承點上產(chǎn)生的轉角，因為此轉角將造成載荷作用點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量準確度，我們可以采用在稱重臺面上加裝鋼板的方法來達到增加稱重臺面的厚度的目的，如果秤臺太單薄，將會引起秤量不準。

例如：原料合金庫一臺 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，因長期放在同一個點 （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，開始還可以通過加墊片的方法來進行調整，隨著時間的推移，變形越來越厲害，情況越來越嚴重，加墊片已解決不了問題，這個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，四角誤差已無法修正，稍微偏移一點就會相差幾公斤，這對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，對于這種變形嚴重的秤，要徹底解決這個問題不只是簡單地加固秤臺就可以，現(xiàn)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重臺面上的載荷準確地傳遞給稱重傳感器，正確、合理設計承載傳力裝置，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%。從力學上分析，這種傳感器具有一定的自動定位，自動復位功能，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，因為當擺角超過一定值時，整個系統(tǒng)就會倒下，因此，限位裝置就在此時發(fā)揮了重要作用，采用這種支承結構的汽車衡，對稱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

限位裝置主要用來防止稱重臺面發(fā)生位移，稱重臺面是直接用來加載并把載荷傳給稱重傳感器的裝置，是確保計量準確、低故障率、高使用壽命的一個非常重要的因素。好的限位裝置可以使秤臺既能上下活動自如，把載荷正確地傳遞給傳感器，又能在車輛通過臺面時，保證整個稱重臺無水平方向的位移。稱重臺面是由稱重傳感器支撐的，同時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重臺面上時，限位裝置使稱重臺面位置不發(fā)生變化或變化很小，當被測負荷加于稱重臺面時，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，限位間隙一般調整至 3mm～5mm，承重臺在水平方向能自由擺動。在夏天要特別注意，對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突出的問題，對稱量結果影響不大，所以偏載作用力對稱重傳感器影響可以忽略不計。但是現(xiàn)在很多大型衡器的秤體尺寸達十幾米，甚至二十幾米，當秤體的長度達到 18m以上，環(huán)境溫度變化時所產(chǎn)生的熱脹冷縮是比較大的，就成為一個不容忽視的問題了。由于稱重傳感器結構受力特點所確定，金屬的線膨脹系數(shù)：溫度范圍 20℃～100℃ （如果實際使用范圍為60℃時，夏天在室外使用的汽車衡上的溫度變化可能超過這個范圍），碳鋼10.6～12.2/10- 6℃- 1（選用 11.4/10- 6℃- 1），對于一秤臺長 18m 的汽車衡來 講， 其 秤 臺 變 化 應為 ： 18000mm ×[50-（- 10） ]℃×11.4/10- 6=12.312mm。這個變化必將會使該汽車衡兩端的稱重傳感器產(chǎn)生傾斜，這個傾斜量所產(chǎn)生的分力就會直接影響到汽車衡的計量性能。要解決這個問題，首先在澆灌基礎的時候就應該考慮到這個問題，預埋底板螺絲孔要留足夠的活動余量。

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間內(nèi)穩(wěn)定下來進行準確稱重，但又不會在熱脹冷縮時卡死臺面，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(xiàn)象。我們以前在汽車衡上所使用的限位，安裝在秤臺里面，調整起來非常不方便，每次檢查和調整都需要開蓋板，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，根本調不動，現(xiàn)在我們對原有汽車衡限位進行改造，把限位從秤臺內(nèi)移至秤臺外四角處，這樣每次檢查或調整限位非常直觀，不需開蓋板就可很方便地調節(jié)，且每次調節(jié)不需停磅，從去年大修改造限位到現(xiàn)在，實際使用效果非常好，大大減少了我們的維護量，保障了載荷準確、安全地傳遞給稱重傳感器。

6.5  加強巡檢工作及早發(fā)現(xiàn)隱患

一臺汽車衡在發(fā)生故障前是一定有征兆的，這就要求我們在平時的巡檢中一定要認真仔細，不能走馬觀花、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，以免影響稱量準確性。還應經(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，保證稱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)常檢查稱重臺面限位裝置，不能過緊、不能過松，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。對于整個機械結構，應檢查其剛性和強度，檢查有無焊縫開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之內(nèi)的短軸車輛過衡，這種短軸車對汽車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。在 2014 年 1月份～2 月份新鋼公司又有三臺秤出現(xiàn)了開裂現(xiàn)

象，有時由于空間受限，在平時的巡檢中很難看到開裂的地方，一定要吊起秤臺，把臺面翻起來，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，采取重車壓段的方法，如果秤臺裂開，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，另外兩臺開裂就是通過壓段差發(fā)現(xiàn)的，當發(fā)現(xiàn)地磅有段差時，不能輕易放過，應仔細檢查，特別是兩個秤臺搭接處，特別容易撕裂，一旦發(fā)現(xiàn)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，特別是兩個秤臺的搭接處，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

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