秤体弯曲变形对两种不同结构的电子汽车衡的影响
目前,80一100吨大吨位电子汽车衡已十分普及,120一150吨的电子汽车衡也随处可见,传统的检定方法越来越难适应,而且费时费力,检定成本也直线上升,寻找新的检定方法已十分迫切,而了解秤体弯曲变形对不同结构的电子汽车衡的影响十分必要。本文就是本所获得国家专利项目《电子汽车衡快速标准检定仪》的实验结论,现在提供给其他研究电子汽车衡及电子汽车衡检定装置的同行们,以作参考。
根据电子汽车衡的传感器安装方式的不同,可将电子汽车衡分为两种:1、传感器反放,2、传感器正放。当电子汽车衡进行承载时,秤面将发生弯曲变形,变形会对称量结果造成误差,同样的变形,传感器不同的安装方式,对称量结果产生的误差大小不同。
下面分别进行讨论
(一)电子汽车衡的称重传感器正放置。对于这种情况,秤体在大负荷的时候受重力产生变形,使称重传感器受到一个水平分力和一个弯矩的作用,而且受力点也产生偏移,所以误差稍大。
(二)电子汽车衡的称重传感器反放置。对于这种放置方式,不存在上一种方式存在的问题。因为这种称重传感器的放置,当秤体在大负荷受到重力产生变形时,称重传感器也跟着秤体变形发生偏转,使称重传感器的受力方向始终与其轴线一致。由下面计算可知:此情况秤体变形产生的相对误差只有10-7数量级,相对于中准确度级允许相对误差10-3召数量级来说,可以忽略不计。
下面先计算秤体变形产生的挠度和偏转角。
例:100吨电子汽车衡,长16米,由六只压式称重传感器支撑,传感器反放置,纵梁由六根28槽钢(E=2x109,I=5130x10-8组成。按照检定规程计算偏载测试,采用两种检定手段,差别多大?
解:由检定规程可知,此电子秤偏载测试需要的重量值为196000N(20吨),为了计算方便,取受力点在两个传感器的中点(此时为挠度最大的点,为最差情况)
现在就两种情况进行受力分析:
传感器正放:受力分析图如下
此时传感器受三个力的作用:秤体的压力F,地面的支撑力N和摩擦力f。在水平方向f=Fsin ,在垂直方向N=Fcos ,而在垂直方向的力等于秤体所受的重物的重力P,所以N=p=Fcos ,f=Ntg A =ptg ,所以外=tg =tg(0.075)=0.0013,即传感器要受到重物重力0.13%的水平剪切力和弯距作用,同时传感器受力点发生偏移。
传感器反放:受力分析如下
传感器受到两个力的作用:秤体对传感器的压力和球的支撑力,二者在传感器轴线上,大小相等,方向相反。传感器受力N与荷载p的关系为:
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