超宽台面汽车衡结构特点及其要求

随着科学技术和国民经济的飞速发展，新型与大型工程与运输车辆也在不断涌现，如何保证汽车衡宽度满足其过衡要求；2015 年，应湖北某大型企业要求，由本公司设计并监制的一台宽 5 米、长 15米、最大秤量为 120 吨的汽车衡已通过试运行及检定。
该衡秤台设计宽度5m,客户所在地技术监督部门认定不符合汽车衡秤台使用与设计标准,设备试运行一段时期后仍不予检定,在取得汽车衡协会及各方专家认可后,当地技术部门按专家建议提出了更严格的检定标准与要求,并对产品设计结构、设计强度进行了反复核算,在验证各项指标达到要求后才开具检定合格证书。回首过去,展望未来,我们感触很多。细想起来,我们对客户要求的汽车衡秤台及其结构要求进行了充分分析与计算,主要有以下几点。
一、超宽台面承重台结构特点及其受力分析
由于公路运输特点,决定着超宽台面汽车衡秤台由左右两半组成,又由于承重台长度设计特点,承重台纵向亦由多秤台通过一定型式的连接而组成一台能够满足汽车整体称重的汽车衡。由于秤台为左右两半组成,因此要求秤台中间必须要有支撑,这个支撑可以由称重传感器来做支撑,亦可由横跨秤台两侧的横梁来做支撑;用传感器做支撑的特点是:两秤台中间预留有中缝,或在秤台中间开设孔口或临时性用于安装与检修孔口;当在秤台中间预留中缝,汽车过衡行驶中存在较大安全隐患,一旦车辆走偏将造成严重的安全事故。如在秤中间上部开检修口,一是盖板螺栓容易锈蚀或折断，久而久之就变成无盖板螺栓，造成有的盖板有，有的盖板无，有的盖板歪，有的盖板扭的混乱状况；二是由于孔口处支撑问题，随着过衡车辆的挤压，都会造成盖板凹凸不平，车辆过衡时都会发生尖锐的异常响声；三是由于加多了支撑，增多了传感器数量，提高了秤台制造成本，同时也提高了地磅的故障率,降低了地磅使用效能。
针对超宽秤台结构，本公司采用的是用支承横梁来做支撑的方案，其断面结构示意如图 1 所示。

在图 2 中：P 为过衡汽车轮胎施加给秤台的重力，P1 与 P2 则分别是秤台施加给横梁的作用力，实际上其作用力我们可以看成是一条简支梁，如图 3 所示，从附图中可以看出，该横梁最大弯矩处在 C- D 段，
支座反力 Ra=Rb=P
最大弯矩为 Mmax=Pa
横梁最大挠度 fmax= paL2 （3- 4α2）
6EI
式中：E 为钢材弹性模量，I 为横梁截面惯性矩，α 为 a/L 的值；

从以上分析可知，横梁强度设计必须首先确保横梁截面惯性矩，在保证的横梁抗弯强度基础上，再充分考虑秤台连接与传感器安装即可。
二、温度对多秤台组合的影响温度对秤台组合的影响主要分左右两半秤台，前后搭接秤台间的影响等；受工作环境影响，左右半秤台在其断面上是有冷热伸缩的，因此当秤台外侧固定的情况下，秤台内侧定位销就要求有一定的冷热伸缩量，左右秤台间亦应留有一定的冷热伸缩量，如图 4 所示。

三、超宽台面汽车衡主受力梁确定目前，衡器业已普遍采用钢板折弯做成 U 型梁作为主要支承的秤台结构，U 型梁条数也因秤台宽度要求而有多寡，对于通用汽车衡秤体设计，一般我们会将靠秤台外侧的第 2 条（或第 1 条与第 2 条一块）作为主梁进行设计，将中间的部分 U型梁作为辅梁进行设计；但对于超宽秤台来说情况则在不相同，我们试做分析。
超宽台面汽车衡，无容置疑是为超宽工程车辆称重设计的，鉴于超宽工程车辆的操作特性，客户选定秤台宽度时会适当考虑预留宽度空间，因此车辆过衡左右偏摆的几率相对较大，另一面既是工程施工现场，诸如加高斗后八轮车一定是辅佐在超宽工程车附近，这些车辆轮距在
2.3m～3.0m 间，由于秤台宽度充裕，过衡时尤如游龙过江是左右不定，因此秤台主梁设计就应是全方位的，不得出现辅梁，不过，秤台设计完成后，我们用“重轴载（超出 30%的设计轴载）且轮距小的车辆”在多个断面位置模拟进行应力分析，确保秤台设计强度。
类似的分析与计算还有很多，诸如左右半秤台抗弯强度、秤台变形量及挠度，传感器分布位置，纵横限位的方案与位置确认等；最终这些问题在技术部门的齐心协力下都得到了解决，也确保了产品的顺利实现，满足了客户的需求。

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