1.前言

電子平臺(tái)秤是我公司物料量進(jìn)出廠的主 要計(jì)量手段。

我公司原有5臺(tái)套5?50t的深坑式計(jì) 量衡，在長(zhǎng)期使用中已暴露出技術(shù)落后、維修 不便、精度不高等問(wèn)題，一導(dǎo)致計(jì)量異議增多， 維修費(fèi)用不斷增加。為此我處先后對(duì)舊秤進(jìn) 行了全面更新，改造成15?50t不同噸位的 無(wú)坑式電子平臺(tái)秤近10臺(tái)套。新型無(wú)坑式電 子平臺(tái)秤與深坑式的最大區(qū)別是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)秤 臺(tái)的機(jī)械受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣既 確保其秤臺(tái)的有效剛度和強(qiáng)度，又降低了秤 臺(tái)受力梁的有效高度，使無(wú)坑式電子平臺(tái)砰 的綜合性能更趨優(yōu)越。且由于綜合高度的降 低而成為無(wú)坑式，縮短了引坡，節(jié)省了投資， 減少了占地面積。下面以我公司3號(hào)坑式30t地磅改造成30t無(wú)坑式電子平臺(tái)秤為例進(jìn)行介紹。

2.無(wú)坑式電子平臺(tái)秤的設(shè)計(jì)

電子平臺(tái)秤通常由四只傳感器支承著稱 重平臺(tái)(如為雙秤臺(tái)則由六只傳感器支承)。 由于傳感器對(duì)其受載荷的方向有著苛刻的要 求，故對(duì)于其傳力機(jī)構(gòu)——秤臺(tái)有著較高的 要求，不僅要有足夠的強(qiáng)度，而且要有足夠的 剛度，以保證秤臺(tái)在受載時(shí)不發(fā)生過(guò)大的撓變。一般要求方能滿足上述要求。

可以看出：在載荷一定的條件下，撓度Y 與四個(gè)參量有關(guān)。即材料的彈性模量E，梁支 座跨度L，梁的慣性矩12載荷點(diǎn)與支座間的距離b。彈性模量E越大，Y越小;支座跨度 即傳感器兩支承點(diǎn)間的距離L越小，Y越 小;梁的慣性距越大，則Y越小;力點(diǎn)與支點(diǎn) 間的距離即載荷點(diǎn)與傳感器間的距離b越 小，Y越小。

彈性模量選用彈性模量大的材料制作秤 臺(tái)，雖可減小撓度，但無(wú)疑會(huì)提高工程造價(jià)， 而且優(yōu)質(zhì)鋼材的彈性模量與普通鋼材的彈性 模量相差不大故采用提髙彈性模量來(lái)降低撓 度，即無(wú)實(shí)際意義又將增加秤臺(tái)造價(jià)。

若縮短支座跨度，則只能通過(guò)增加傳感 器的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，否則會(huì)造成載荷點(diǎn)在兩端 產(chǎn)生翹頭現(xiàn)象。

提高梁的慣性矩可減小撓度。從其慣性矩公式 

可以看出：提高慣性矩的有效措施是增 大梁的高度H。一般設(shè)計(jì)均采用此措施，故電 子平臺(tái)秤難以實(shí)現(xiàn)無(wú)坑式。如一臺(tái)跨度為 10m的30t電子平臺(tái)秤，其主梁高度 750mm方能滿足其剛性要求。

減小載荷點(diǎn)與支座間的距離，可有效的 減小撓度Y。從平臺(tái)枰的受力分析看:引起梁 撓度的載荷有兩個(gè):一個(gè)是梁自重(為均布載 荷）：一個(gè)是被稱物重量(為集中載荷）》通過(guò) 對(duì)某一個(gè)箱形梁的具體分析可以看出，造成 撓變的主要因素是后一個(gè)?集中載荷(分 析略)。

從集中載荷產(chǎn)生的撓度方程

可以看出，減小荷 9 LEI:

點(diǎn)到支座間距離b，可以有效地減小撓度。當(dāng) b^O時(shí)（即荷點(diǎn)移到支座處），則Y?x^0。此 時(shí)梁僅有自重產(chǎn)生的撓度？因此只需考慮梁 的強(qiáng)度要求，從而可以設(shè)if成低外形大梁，實(shí) 現(xiàn)無(wú)坑式平臺(tái)秤。

但是如何實(shí)現(xiàn)載荷點(diǎn)與支點(diǎn)的重合呢? 如一般的小秤量的平臺(tái)秤，可把重物放在傳 感器上方，但如果是汽車衡則通常的單梁臺(tái)

秤無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

利用雙層梁方案，即可方便地實(shí)現(xiàn)b = 0 的條件。在主梁下方設(shè)置一付梁(見圖1)，主 梁支座即主梁與付梁間的聯(lián)接點(diǎn)與傳感器軸 線重合。對(duì)于付梁而言，荷點(diǎn)與支點(diǎn)重合，即 b = 0。故付梁僅承受自重，其撓度可以大大 滿足電子平臺(tái)秤的剛性要求，使用普通型材 加工即可。至于主梁，因不與傳感器直接接 觸，無(wú)須考慮剛性要求，設(shè)計(jì)時(shí)只從強(qiáng)度要求 考慮即可。

根據(jù)上述理論我處設(shè)計(jì)了一臺(tái)30t電子 平臺(tái)砰。其中:秤臺(tái)面積3X12m2，載荷P,按 130%超載系數(shù)和1. 1倍的動(dòng)載荷系數(shù)設(shè)計(jì) 為汽車磅。計(jì)算中前后輪載荷按1 : 2分配， 按圖2所示設(shè)計(jì)。

根據(jù)以上計(jì)算可看出，使用一般A3鋼材即可滿足要求。另根據(jù)撓度公式可求出| 處最大撓度：

Ymax=YQ+YH+Yw：=s2, 43cm(計(jì)算略） 驗(yàn)算在最大載荷下,主梁支座間距因梁 撓變縮短為L' = 2psin -| = 999. 973cm(計(jì)算略)》即主梁支座間距僅縮短了 0.027cm，付 梁荷點(diǎn)仍可近似與支點(diǎn)重合。則付梁仍只承 受均布載荷，撓度仍可滿足要求。

從以上設(shè)計(jì)看出：一臺(tái)雙梁式30t電子 平臺(tái)秤，其主梁高度僅為42cm?至于付梁可 按圖1所示安裝在主梁下方，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)坑 式電子平臺(tái)秤。

3.無(wú)坑式電子平臺(tái)秤的使用

我處已將無(wú)坑式電子平臺(tái)秤成功地應(yīng)用 在3**地磅上。該衡最大秤量為40t,其秤臺(tái) 總長(zhǎng)為12m，支座間距L = 10m，選用TCH-15型傳感器四只。如采用常規(guī)設(shè)計(jì)單梁式結(jié) 構(gòu)，則梁的高度H約為1000mm，采用雙梁式 結(jié)構(gòu)，秤臺(tái)主梁高度僅為640mm,付梁采用 7- 5s角鋼(橫梁采用20s工字鋼以保證傳感 器的穩(wěn)定)僅作為連接兩端橫梁〖付梁)之用。 秤臺(tái)重量也僅為5t重。

該秤經(jīng)計(jì)量檢定達(dá)到了三級(jí)秤(商貿(mào)用 秤)準(zhǔn)確度，使用至今仍保持設(shè)計(jì)精度1為我 公司物料進(jìn)出廠統(tǒng)計(jì)數(shù)字的準(zhǔn)確性提供了保 證?？梢姡瑹o(wú)坑式電子平臺(tái)秤，具有設(shè)計(jì)先進(jìn)、 計(jì)量準(zhǔn)確、投資節(jié)省等優(yōu)點(diǎn)，是企業(yè)較為理想 的物資汽車裝運(yùn)計(jì)量設(shè)備。