电子汽车衡秤体设计的一种改进方案

　　1 引言

　　面对空前激烈的市场竞争, 部分电子汽车衡生产厂商为了最大限度地降低生产成本、提高竞争力,除在汽车衡的配置上尽可能选择中低档仪表和传感器外, 还在秤体制作上忽视秤体设计要求, 片面地为秤体“ 瘦身”, 致使秤体强度和刚度达不到要求。后种做法直接导致了这些电子汽车衡或在首检时大秤量指标检定不合格, 或是大大缩短了秤体的理论使用寿命。因此如何改进秤体设计, 为秤体合理“ 瘦身”, 对衡器厂商来说有着非常重要的意义。下面我们以 3400mm×7000mm 单节秤台为例, 介绍一种秤体设计改进方案。

　　2 主要设计思路和理论计算

　　秤体是电子汽车衡的主要承载部件, 它是用来承受载荷在台面上产生主弯矩的一种结构, 从设计上讲它应具有足够满足最大载荷的强度和刚度。我们常见的电子汽车衡秤体为型钢框架结构, 用型钢和钢板焊成, 结构笨重, 截面结构见图 A。我们介绍的是一种用钢板制成冷弯槽替代型钢的秤体结构,截面结构如图 B。我们设计改进的目标是降低秤体自重, 减少耗材, 同时力学性能达到相应的强度和刚度要求。

　　2.1 整体结构介绍

　　我们将秤体台面下原有的六条槽钢更换成四条冷弯槽, 冷弯槽是用 8mm 钢板冷卷制成, 四条冷弯槽与台面钢板构成分列在一起的四个箱形梁, 在两个箱形梁之间下方补一块钢板, 这样构成由三个箱形梁并在一起的两条主梁。

　　2.2 主要结构尺寸确定

　　箱形梁截面尺寸的确定, 箱形梁截面宽度 b=400mm, 箱形梁高度 h=360mm, 箱形梁的受压翼缘的宽厚比箱形梁的受压翼缘在上面, 台面厚度为 t=1cm, 翼缘宽 b=40cm, 下面的翼缘是受拉翼缘可不验证失稳。对箱形截面简支梁,若 h/b≤6, 且 L/b≤95( 235/fy) 时, 可不计算整体稳定性, 因此箱形梁部分不用布筋。同时台面钢板厚度从 12mm 减至 10mm。

　　2.3 结构强度和刚度的理论计算

　　总体强度的计算:

　　为了方便, 取截面形状的一半计算, 先计算形心( 弯曲中心) 到上台面的尺寸: 单位为 mm

　　W==852.6867×10-5m3

　　台面受弯矩的计算:

　　总受力 60t, 由四个传感器承受, 每传感器受力15t, 台面长为 8m,

　　台面板受力计算:

　　一般汽车的轮胎的气压为 0.6MPa, 在轮胎处可看作台面上四边固支受的 0.6Mpa( 约合 6kg/cm2) 均布载荷作用, 台面下筋板宽度 b 为 400mm, 其台面的应力为

　　该值略偏大, 但根据薄板的塑性弯曲极限载荷理论, 仍是很安全的。( 见机械设计手册第一卷 P.4-195 机械工业出版社)