汽车衡产生偏载误差的原因及解决方法

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The reason and solutions of truck scale partial load errorsArticle abstract：The maximum sca1e of electronic truck scale exceeds 1 00t，there are some previously new phenomenon. which inthe weighing performance，actualy has its roots in the design and manufacture.This paper introduces the reason of eccentric loaderors truck scale and solutions。

Key words：truck scale；eccentric load error；design；manufacture-、 问题的提出(-)载荷停留位置引起的误差(1)-台最大秤量为 150t的汽车衡 ，其承载器为三段结构，中间段为主段使用四只称重传感器支承 (停留位置引起不同误差的原因，与承载器哪-段作为主段没有必然关系，这个问题在下文中进行了分析)。在使用叉车调整完成偏载误差后，当使用 50t之内重量值的载重车辆分别停留于中间和两端时，偏差比较校但是，当使用 70多吨载重车辆时，越接近两端部的示值比停留于中间位置的示值之差明显增大。

(2)同样-台 150t以上的汽车衡 ，承载器也是三段结构，使用 8个称重传感器的产品。当使用三轴组或两轴组的载重车辆称量时，轴组越接近两块搭接处 ，称重指示器所显示的重量值差别越大。

(1)当-台 150t汽车衡，使用 50t桥式称重传感器时 ，当使用-段时间后，称量明显出现较大偏载误差，但是，当更换了柱式称重传感器后，这种现象就不再出现了。

(2)柱式称重传感器高度不同，偏载误差也不同。高度低的柱式称重传感器的偏载误差明显大于高的。

二、产生问题的原因(-)停留位置不同所产生问题的原因(1)因为衡器的秤量比较大 ，没有合适的载荷进行偏载调试 ，所以偏载误差调试不是很精细；偏载调试的目的是保证相同重量的载荷，在承载器不同位置时输入到称重指示器中的信号电压-致 ，而当使用偏载调试的载荷不足时，仅仅只能保证较小称量范围的信号-致性。

(2)承载器的设计结构是否合理刚度是否能够满足要求特别是搭接处结构是否合理在㈠ 01 年第 卷 第5期 / - 鬈 s参· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·- - - · - - -： ： ： ： ： ： ：Technology Exchange l 髻。

GB/T 7723-2008《固定式电子衡器》 国家标准 中规定 ，不同规格产品的承载器在-定载荷作用下 ，其相对变形量要求控制在 1/800范围之内，目的就是保证承载器的刚度对称重传感器产生的分力不影响称量性能。

多块承载器连接处搭接结构，-是必须保证结构的刚度和强度指标 ，二是要旧能减少接触面，目的是对边界条件减少影响，但是减少接触面的前提是保证接触强度。

(3)安装调试是否合格比如称重传感器安装是否能够保持 横平竖直”如果是柱式称重传感器安装在长承载器的大型汽车衡上，当环境温度发生较大变化 ，由于受到热胀冷缩的影响 ，即使初期保证了称重传感器的 横平竖直”，也会发生改变 ，由于其抗偏载性能比较差，可能产生的问题比较大-些。

(4)-般汽车衡出厂的随机文件中都明确规定，限位间隙应该保持在 3mm左右，太大了会影响衡器的称量性能 ，太小了可能-天的温度变化就会使纵向限位顶死。但是 ，又要求使用人员要经常注意限位问隙，最好-年之内调整两次。

(5)限位结构设计首先必须保持足够的强度和刚度 ，其次必须方便对限位间隙进行调试。

(6)焊接工艺可能存在的问题 ，-些焊接工人为了提高工作效率 ，私 自修改焊机的参数 ，加大了电流和行走速度 ，使被焊结构的热影响区变大，后期也没有采取相应的处理措施 ，所以产生的焊接应力在释放时承载器产生较大变形 ，两块承载器搭接处不平整，接触位置随着载重量的变化而变化。

(二)使用称重传感器不同所产生问题的原因(1)桥式称重传感器的恢复力矩不如双球面摇柱式称重传感器。桥式称重传感器压头的直径为 76ram，而柱式称重传感器 40t的球面半径为180mm；60t的球面半径为 220ram。同时，桥式称重传感器的压头硬度比弹性体高，在使用了-段时间后会在弹性体的接触面上压出压痕，也会影响其恢复力矩。

(2)由于受到桥式称重传感器结构特点的影响，弹性体的变形量必然会大于柱式称重传感器弹性体变形量，特别是目前桥式称重传感器-般都是采用分体结构，当外部作用力比较大时，紧 Technology Exchange'.： .：：..：·O·0·：..： ： .：·· ·····件的刚度和强度就不是很重视了，这里-个是这l 些部件自身的刚度和强度问题，而更重要的是这l 些部件与承载器之间的连接强度。这些连接部件l 可以选择比较大的结构，但是他们与承载器的连l l l 接强度不仅仅是依靠焊缝，还必须在设计中安排i l l 巧妙。

l l i (3)保证称重指示器和称重传感器与整机性l l l 能的兼容性l li R76(2006年)中对于-台电子衡器不同部l l l 件之间的兼容性提出了专门的要求，为设计电子l 衡器给出了很好的方法。只要设计者将选择的称l 重传感器、称重指示器等指标输入所提供的 兼l 容性核查表”中，就能比较容易地看出选择的可i《l 行性。

i (4)安装基础的强度必须满足称量要求《 汽车衡安装基础的设计必须首先考虑基础的l 基层土壤的耐压能力 (简称 地耐力”)，-般要i 求大于 120kPa；其次是按照单个支撑点的承载力 确定基础钢筋混凝土中的钢筋配置尺寸和结构；l 最后才是考虑混凝土的标号，-般要求大于C30。

l 设计时-定要使基础有良好的排水能力，- 方面是防止积水泡软基层土壤，另-方面是防止 积水影响称重传感器的使用寿命。

、 (5)限位机构应该有效l 限位机构的作用就是保证承载器在使用中能l 够正确传递作用力的同时，承载器不会产生水平年 i 位移。在 谈衡器的限位机构”-文中，总结了第 l 目前国内外多种限位机构后，得到了-个结论就42 l 是：只有在正确理解限位机构原理的基础上，才卷 l 有可能只用-种限位机构就能满足所有产品的需第l 要。 。i(6)大秤量汽车衡不宜选择桥式称重传感器 ，期 i 特别是分体式桥式称重传感器。

l 这个问题必须从这种称重传感器的结构来谈，从刘九卿老师编写的 《电阻应变式称重传感器》的教材，对 《梁式剪切应力称重传感器》的设计《 中，可以清楚看出这种称重传感器的弹性体和托l 架部分是-同计算的，它的形变情况是依靠两侧l 的高强度螺栓紧密联系在-起的。如果在制造过l 程中由于紧固力矩不足，那么就有可能该称重传l 感器的滞后指标达不到要求，影响了汽车衡的计《 量性能。

I--(二)从制造方面(1)设计编制合理的加工工艺 ，旧能减少加工应力的影响。

对于 目前流行的 u型梁的承载器结构，必须认真考虑如何安排焊接加工的工艺流程。如果在焊接 u型梁之前将两端的端板首先焊接，那么在连续焊接 U型梁的过程中产生的焊接应力，将使承载器产生较大的变形。当然，解决方法也不是唯-的，当采用手工焊接工艺时，是可以先将各个部件 (包括端板)定位，然后选择 断续跳跃”的工艺焊接完成全部焊缝。

(2)严格按照工艺文件规定的工艺参数进行加工工艺参数是经过技术人员和工人多次工艺试验而总结出来的结晶。比如焊接工艺规定的：直径多大的焊条 、在电流多少的情况下 、走行速度是多大，就能将热影响量减小到最小 ，也就是减少被焊接件的变形量。如果操作人员为了提高生产能力，随意更改工艺参数，可能是劳动效率是提高了，但是给产品带来的隐患却大大增加了，有可能给现巢装增加了麻烦，甚至需要拉回来更换，增加了安装的费用，所以工艺与工艺纪律执行情况的考核是十分重要的。

(3)关键部位应该设计制造工艺装备制造过程中的工艺装备是保证制造质量的有效手段 ，可以控制部件的平面度，以及部件之间的定位精度 ，减少加工应力的影响。所以在机械行业很重视专用工艺装备与零部件的比率，比率越高越说明质量的保证力度越大 ，对操作人员技术等级的要求也可以降低。例如 ，汽车制造行业大批量生产时的比率系数在 5～l0左右。

(4)应该旧能对焊接结束的承载器进行时效处理对于汽车衡这个产品的制造过程，其重点就是 承载器”的制造。而承载器的制造过程主要是由焊接加工来完成的，前面也谈到了焊接加工存在的弊端，从焊接工艺理论上讲 ，在正确控制焊接工艺流程和工艺参数的情况下，焊接应力不会很快释放 出来的，只有在外界作用力影响下 ，才会使被焊接件的应力释放而变形。所以可以在尽量短的时间内对被焊接件进行时效处理 ，如：振动时效、脉动时效和过载时效等等。

警 ll誊0· · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· ·· 鬈t · ·· · · · · · ·：1.： ： ： ： -.： ：I TechnoIogy EXchange l(三)从安装方面 影(1)保证承重板的混凝土二次灌浆质量保证二次灌浆质量应该从几个方面注意 ：-是灌浆的混凝土质量必须是收缩量小；二是混凝土灌人后的捣固质量必须均匀；三是混凝土充填必须饱满，避免承重板下产生空隙。当然在注意了以上三个方面问题的同时，也不能忽视其最重要的质量，就是混凝土的质量。

(2)控制承重板的高度差在允许范围内这个问题在目前制造商的安装资料中都是必备的内容了，但是现场实际控制的怎样呢问题经常出在检测时使用的 水准仪”上，因为有许多水准仪超出了检定周期，失准了，特别是物镜转动产生的误差 ，影响到测量准确度。所以，水准仪应该架设在基础长度轴线的延长线上 ，因为这时水准仪在测量多个标高点时，物镜转动的角度最小，误差对其的影响也校(3)称重传感器安装应该做到 横平竖直”安装的 横平竖直”是保证承载器上的作用力，能够全部传递到称重传感器上的必备条件。

特别是 柱式称重传感器”由于结构特点，其抗偏载性能在所有称重传感器中是 比较差的 ，对垂直度”要求比较高。

(4)应该保证承载器与四周基础的间距合理因为现在汽车衡的长度都比较长，当使用环境温度变化比较大时，其热胀冷缩变化也比较大，所以在设计基础时-定要留出合理的间距。

(5)承载器限位装置安装有效合理- 般 在 使 用 中 限 位 间 隙 应 该 调 整 到3ram～5mm，太大了会影响承载器垂直将作用力传递到称重传感器上，太小了可能-天的温差就使限位顶住了。但是在产品检定时，为了控制汽车衡的重复性，可以将限位间隙临时调至 1mm左右。

(6)承载器上平面与两端通道在-个水平面上这个问题对于 目前汽车衡承载器长度-般超过汽车前后轴距，所以不会影响到衡器的计量性能了，可能会被许多人所忽视。当承载器略高于两端通道时 ，哪怕只有仅仅的 ]0ram左右，由于汽车驶上承载器时所产生的冲击力是比较大的，这些冲击力会对某些称重传感器将产生破坏性的称号辆方差力呙根还来寻在用衡差参[12[3[4[5[6