汽車稱重系統設計工作原理及組成

2022-09-04 06:21:06 字數 4581 閱讀 6799

圖2 - 2

八十年代末生產的第一代汽車衡產品為秤臺1、2、3三節秤臺依次搭接組成,隨著經濟的發展,運輸車型的改變,其主要缺點在於大噸位汽車上下秤台易造成第1節秤臺一端上翹抬起,而後落下砸壞感測器。

根據第一代汽車衡的缺點,在九十年代中期開發設計了第二代汽車衡,並在九八年被國家經貿委評為國家級新產品。第二代產品以中間秤臺為主秤臺,兩側為副秤臺分別與主秤臺連線,從而解決了秤臺一端上翹的問題。第二代汽車衡產品也是現在被廣泛應用於煤炭、電力、冶金、港口、礦山等各行各業主要稱重計量裝置。

然而由於車型不斷的加大加重,第二代汽車衡的使用使用者在使用中也發現了許多問題並反饋回來,例如汽車衡秤臺表面蓋板螺栓易鏽蝕及螺栓頭被磨圓等,在檢修維護時不易拆下;汽車衡限位為內建式,在日常中不易觀察排除問題;秤臺之間的縫隙易漏粉塵,長時間易堆積在秤臺底部而影響汽車衡稱重計量。此外,由於產品在標準化、系列化方面缺乏有效的策劃,在生產過程中也不利於規模批量生產。

根據第二代汽車衡存在的一些問題,在2023年我公司又開發出第三代模組化電子汽車衡,第三代模組化電子汽車衡採用模組化、通用化、標準化、系列化、引數化的設計思路,使其能夠充分滿足使用者的使用需要。其主要特點有:

a. 模組化、標準化、通用化設計:第三代模組化電子汽車衡由5公尺、6公尺、7公尺三種長度結構拼接組裝而實現。如15公尺長汽車衡由5公尺 + 5公尺 + 5公尺三段秤臺組成。

b. 引數化設計:模組化電子汽車衡整體採用引數化設計,例:

scs-100/80系列模組化電子汽車衡10~21公尺長度在總圖上體現為兩張圖紙,10、12、14公尺長度(二節秤臺)在一張圖紙上體現,15、16、18、21公尺長度(三節秤臺)在一張圖紙上體現。在汽車衡參數列中,分別是汽車衡的型號、檯面尺寸l×w(長×寬)、基礎圖號、秤台圖號。l1、l2、w1分別代表感測器的間距,基礎圖也是如此。

目前模組化電子汽車衡均實現了引數化設計(見圖2-3)。

c. 無蓋板式結構設計:根據目前國內同行業生產的電子汽車衡產品情況來看,金鐘公司是唯一一家做到無蓋板設計的廠家。

秤臺表面為一整張平板,不再開口,徹底解決蓋板螺栓鏽蝕、易斷等缺點。該產品申請國家專利號為zl 02 2 69296.7。

d. 秤臺的支撐點與搭接受力點重合:即秤臺的轉力臂為零,不存在秤臺的一端上翹的可能,是秤臺受力後更加平穩。

圖2 - 4

e. 限位裝置採用外接式:在日常使用、維護時便於及時觀察,可有效的防止因限位卡死造成計重失誤。

(在施工時減少了原有限位的二次澆灌,節省了服務人員現場協調工作和服務時間,亦即提高了效率。)

f. 秤臺與秤臺之間間隙能夠控制在0~3mm之間,可有效防止粉塵等從縫隙處落到秤台下部。

g. 秤臺與秤臺之間的連線螺栓改為外部側面安裝,解決了原有中間連線螺栓因空間小造成不易安裝、緊固等現場安裝的問題。

第三代汽車衡自2023年開始全面投入生產,並逐漸]取代了第二代汽車衡產品,由於自身的先進性及優點已被廣大使用者所選用。

2.2.1.2 防塵功能

模組化電子汽車衡產品在保證正常的計量效能的基礎上,在秤體的兩端及四周採用了防塵處理,有效的防止灰塵雜物進入秤體下部。在秤體前後兩端加裝安全緩衝墊和耐磨橡膠帶,耐磨橡膠帶平鋪在秤臺和基礎上,完全掩蓋住秤臺與基礎之間的間隙,耐磨橡膠帶平鋪在基礎上的一端用安全緩衝墊壓住,並通過膨脹螺栓固定在混凝土基礎上,安全緩衝墊能夠降低車速,減緩對秤體的衝擊,保證行車安全。在汽車衡兩側秤體與基礎之間的間隙採用特製的「t」型橡膠密封件進行防塵處理,多種系列不同寬度及厚度的「t」型橡膠密封件可適用於各種縫隙進行密封。

安全緩衝墊和耐磨橡膠板、t型橡膠密封件可非常方便地進行安裝與更換。

2.2.1.3 防滑效能

模組化電子汽車衡產品秤臺採用特殊有效的防滑設計,即在車輪下方用斷續焊和塞焊方式履一層δ4優質花紋板,形成防滑通道,防止雨雪天汽車上衡打滑現象。防滑花紋板磨平後可非常簡單的去除,進行重新更換即可。保持良好的防滑功能又增加了秤臺的使用壽命。

2.2.1.4 防腐效能

模組化電子汽車衡產品秤臺材料選用優質熱軋型鋼及板材,其化學成分和力學效能符合gb700-88《普通碳素結構鋼技術條件》的規定。全部鋼材加工前表面進行拋丸等預處理,去除鋼材表面的氧化皮、鏽蝕及異物,除鏽達到gb8923-88《塗裝前鋼材表面鏽蝕等級和除鏽等級》sa 2.5級。

所有材料預處理後馬上噴塗一層環氧富鋅底漆,在整機出廠前再塗覆環氧富鋅底漆和樹脂面漆,同種油漆顏色不超過乙個色差。

2.2.1.5 機械效能

模組化電子汽車衡產品全部採用cad、cae等先進的設計手段,秤臺的設計均採用計算機進行秤體剛度、強度受力分析計算,保證承重臺受力合理,具有良好的剛度、強度,秤臺的安全載荷大於125%fs,保證汽車衡具有良好的使用安全性和長期可靠性。

2.2.1.6 製造工藝

由於熱軋槽鋼彎曲應力遠遠小於冷彎槽鋼,其結構穩定性較好,所以我公司模組化電子汽車衡產品的秤臺採用型鋼和鋼板焊接成框架箱形結構。採用co2氣體保護焊和埋弧自動焊等裝置加工而成,保證有足夠的焊深。焊接表面處理的光滑平整,無氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,保證焊接質量。

設計製造全面符合gb50205-95《鋼結構工程施工及驗收規範》。

2.2.1.7 防護設計

模組化電子汽車衡產品感測器線走線全部採用防護設計,在金屬導線管之間的走線採用包塑軟管防護,多餘電纜線將與接線盒一起放置在封閉的箱體內,有效避免了感測器電纜線的機械損傷或鼠咬等原因造成汽車衡的計量效能失誤,同時防止了人為等因素在感測器電纜線上的作弊行為。

2.2.1.8 抗干擾、防電擊、雷擊效能

模組化電子汽車衡產品結構基礎設計符合gb50057-94《建築防雷設計規範》和gb64-83《工業與民用電力裝置的過電壓保護設計規範》要求,設計有良好的接地網,接地電阻小於4ω,秤臺通過專用接地線與接地網連線。感測器安裝時採用了一根多股編織銅線跨接,使基礎板與秤臺連線成為乙個等勢體,防止因意外電流從感測器上經過,造成感測器損壞。接線盒為防浪湧接線盒,外殼採用壓鑄鋁結構,防護等級達ip55。

接線排上焊有精密的防浪湧電子元件,可有效防止雷電及電網浪湧電壓對感測器的損害。儀表設有單獨的接地。

2.2.1.9 專利應用

模組化電子汽車衡產品採用8只橋式高精度稱重感測器,在設計中應用我公司專利《多個稱重感測器的電子衡器》(專利號:91221886x),它可以減少多檯面長汽車衡在溫度變化時秤臺熱脹冷縮對稱重感測器受力的影響,確保全電子汽車衡的計量精度。

模組化電子汽車衡產品整體採用無蓋板式結構設計,該產品申請國家專利號為zl 02 2 69296.7。根據目前國內同行業生產的電子汽車衡產品情況來看,金鐘公司是唯一一家做到無蓋板設計的廠家。

秤臺表面為一整張平板,不再開口,徹底解決蓋板螺栓鏽蝕、易斷等缺點。

2.2.2 稱重感測器

電子汽車衡選用bm-ls系列高精度橋式稱重感測器。這種感測器是我公司引進日本久保田公司全套裝置及技術自行生產的主導感測器產品,91年其代表受測產品bm-ls-20t獲得國優銀獎,也是衡器行業唯一獲得國優稱號的產品,在全國同類產品中市場占有率最高。

稱重感測器選用我國著名合金鋼生產企業——大冶鋼鐵公司專門為我公司冶煉的材料,其成分一致性很高;

機械加工採用美國辛辛那提公司和日本okk公司購置的數控工具機,其各部分尺寸一致性高;

使用微機控制的高真空熱處理窯爐,其工藝控制資料準確,內部組織一致性高;

利用日本著名溫箱製造企業島川公司生產的零點溫度槽和帶溫度槽的測力機檢測,進行雙重補償(零點及靈敏度溫度補償),其溫度效能的一致性很高。

由於以上先進裝置及先進工藝的應用,使我公司生產的稱重感測器在-40~+70℃的很寬的溫度範圍下都能保證很高的準確度和極強的互換性。

其疲勞壽命通過山東大學(原山東工業大學)測試中心150萬次的試驗後,仍能保持原技術指標水平(見附件)。

我公司汽車衡產品一直使用bm-ls型橋式感測器(見圖)。橋式感測器採用獨特的兩端支撐、中間受力的雙剪下梁式結構,傳力元件採用壓頭、鋼

圖2-5

隨著數位化時代的到來,我公司又開發出數位化稱重感測器。數位化稱重感測器原有模擬感測器的基礎上加配了數模轉換裝置及cpu處理器,稱重感測器受力產生的電訊號在代表感測器內部即轉化為數碼訊號,採用rs485介面將數碼訊號傳輸出去,傳輸距離不小於1000公尺,且抗外界干擾能力強。採用數字技術實現感測器的非線性、強度效能等引數的自補償,在汽車衡校驗時,偏載校準時一次性輸入感測器引數完成自動校準,且更換時也不許重新校準,因此配備數位化感測器的數字汽車衡將是今後的主要發展趨勢。

模擬式電子汽車衡配備模擬橋式感測器,數字式電子汽車衡配備數字式橋式感測器。稱重感測器量程的選擇主要考慮秤體自重以及振動、衝擊、偏載等情況。

2.2.3 稱重顯示儀表

電子汽車衡所配稱重顯示儀表(以下簡稱儀表)為金鐘電子衡器公司自行生產的稱重儀表,儀表的整體效能優於國內同類產品。

表2 – 1

儀表均選用進口高檔關鍵器件,具有良好的人機介面,功能齊全、效能可靠、穩定性強、操作簡便,適用於靜態、動態計量。

自動記錄進、出海關監管站、卡口車輛的重量,具有毛重、淨重、皮重、超載、置零、去皮、自動零點跟蹤等資訊提示等功能,鍵盤可設定、標正、線性調整,具有時間、日期斷電資料保護與有自診斷功能,自動列印稱重資料,可連續命令方式輸出資料,動、靜態稱重資料可自動傳輸到計算機等裝置,可鍵盤程式設計,具有豐富的介面功能,可向海關物流監控系統提供可靠的稱重資料傳輸,並可根據系統整合商的要求提供相應的技術支援。

該產品靜動態稱量轉換方便,提示準確,符合gb/t7724-99《稱重顯示控制器技術條件》,主要功能有:

●去皮功能:包括手動、自動去皮、數字去皮。

●具有累加累減功能,並有50個分類累加。

●**功能,50組**可分別設定皮重、計量上下限、欠量、超量、判別。

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