SCS-30B型电子地上衡的结构分析与计算

0　引　言

衡器在国民经济的发展中有较重要的地位。它广泛应用于国防、科学研究、工业、农业、商业、医疗卫生和运输等部门对各种物质、商品、原材料和收获物的计量。电子衡器以其迅速、准确的称量以及结构简单、易于维修广泛用于现代化的工业生产中。

SCS-30B型电子地上衡主要用于人力、畜力车和载重汽车所载货物的称量,其最大称量为30吨,最小称量为0.5吨,全长12000mm,由左右两半称体承插而成,称体共用6个SB传感器支承。其结构示意简图如图1所示。

图中QL、QR=分别为左、右称体的集中重量且QL=2.90×10⁴N,QR=2.88×10⁴N,重心位置经计算得出。A、B、D三处为传感器支承处,C为承插处。本文主要对SCS-30B型电子地上衡在考虑了超载、偏载及冲击等因素以总重量为P=2.45×10⁵N的汽车开上称台后,主要结构件的受力分析及强度、刚度计算,说明电子地上衡的传感器规格选择依据,支承结构及称体的强度、刚度校核。(注:汽车前后,轮轮距L=4000mm,且后轮重量为汽车总重量的2/3,即P1=8.17×10⁴N,P2=1.63×10⁵N。)

1　传感器规格选择计算

1.1　计算依据

图1中除C处外,A、B、D三处支座中各有两个传感器,传感器规格大小完全取决于支座反力。同时支座反力是P1和P2位置的函数,并且受汽车开行方向的影响,为方便计,现取左、右称体为简支梁,分别计算之。

1.2　汽车左行

选取坐标系如图2。

1.2.1　CD段支反力计算

　  当x∈[-4390,-390]仅P1作用于CD段;当x∈[-390,1610]P1、P2同时作用于CD段,可求RD最大值;当x∈[1610,,5610]仅P2作用于CD段可求RC最大值。∵RD=(1/5582)[(1582-x)P1+(5582-x)P2+2726QR],x∈[-390,1610]∴当x=-390时,RDmax=2.175×10⁵N .又∵RC=(1/5582)(2820QR+P2x) ,x∈[1610,5610] ,∴当x→5610时,RCmax=1.784×10⁵N

1.2.2　AB段支反力计算

　  对x∈[1610,,5610]当P1作用于AB段,而P2作于CD段时,可求RB的最大值,RB=(1/5447)[2810QL+5638RC+(7220-x)P1],当x→5610时,RBmax=2.237×10⁵N .对x∈[5610,7610]P1和P2同时作用于AB段RB=(1/5447)[2810QL+5638×2820/5582QR+(7220-x)P1+(11220-x)P2] .当x→5610时,RB=2.22×10⁵N ,对x∈[7610,11610],仅P2作用于AB段,此时RAmax=(1/5447)[2637QL+(x-5773)P2-191RC] .当x=11610时,RAmax=1.882×10⁵N .

1.3　汽车右行

选取座标如图3。用于汽车左行相同的计算方法可得:当x=-390时,RA有最大值RAmax=2.158×10⁵N;当x→5610时,RB有最大值RBmax=2.223×10⁵N当x=5610时,RC有最大值RCmax= 2.019×10⁵N;当x=11610时,RD有最大值RDmax=1.886×10⁵N

1.4　传感器选用规格

在A、B、D处,其最大反力分别求出为:RAmax=2.158×10⁵N,RBmax=2.237×10⁵N,RDmax=2.175×10⁵N,与此相对的各传感器承受最大载荷分别为:NAmax=(1/2)RAmax=1.079×105N,NBmax=(1/2)RBmax=1.1185×10⁵N,NDmax=(1/2)RDmax=1.0875×10⁵N .选用传感器规格应为12tf,即1.176×10⁵N。