淺談多臺(tái)面電子汽車(chē)衡故障

摘要：文章對(duì)多臺(tái)面電子汽車(chē)衡由于結(jié)構(gòu)原因而產(chǎn)生的故障進(jìn)行粗淺的探討，分類(lèi)加以分析，并做出相應(yīng)的改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：多臺(tái)面電子汽車(chē)衡 傳感器 信號(hào)

作為大型稱(chēng)重設(shè)備的汽車(chē)衡越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于礦企業(yè)、交通運(yùn)輸、港口、倉(cāng)庫(kù)等各個(gè)部門(mén)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)輸車(chē)輛類(lèi)型不斷增多，裝載能力不斷提高，這就對(duì)汽車(chē)衡的承載能力提出挑戰(zhàn)，從前的單臺(tái)面、雙臺(tái)面、三臺(tái)面、已經(jīng)滿(mǎn)足不了需求了，現(xiàn)已被大噸位的電子汽車(chē)衡所帶替，但其結(jié)構(gòu)相應(yīng)復(fù)雜，易產(chǎn)生一些與其結(jié)構(gòu)相關(guān)的故障，本文針對(duì)在實(shí)際工作中遇到的此故障做一個(gè)粗淺的分析。

1 雙臺(tái)面電子汽車(chē)衡故障

我公司一臺(tái)50t電子汽車(chē)衡采用的就是雙臺(tái)面的秤體結(jié)構(gòu)，在其投入使用后，存在著大噸汽車(chē)下秤時(shí)秤臺(tái)尾部翹起的故障。如果長(zhǎng)期如此，將會(huì)造成尾部傳感器因受沖擊而損壞，使設(shè)備不能正常使用。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察、研究，設(shè)計(jì)方案，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。

1.1 分析故障原因 經(jīng)觀察，發(fā)現(xiàn)故障多發(fā)生在30t以上的單車(chē)下秤時(shí)，我們來(lái)分析一下的故障原因。

其秤體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

秤體由1、2兩節(jié)秤臺(tái)組成，1號(hào)秤臺(tái)由4個(gè)傳感器支撐，2號(hào)秤臺(tái)一面有2個(gè)傳感器支撐，另一面架在1號(hào)秤臺(tái)上。

如圖1所示，汽車(chē)由1號(hào)秤臺(tái)上秤，稱(chēng)量完畢后，從2號(hào)秤臺(tái)下秤。

由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因，當(dāng)洗車(chē)稱(chēng)量完畢，剛剛離開(kāi)1號(hào)秤臺(tái)，上了2號(hào)秤臺(tái)時(shí)，1號(hào)秤臺(tái)以架接頭下面的傳感器為支點(diǎn)，形成了以架接點(diǎn)為作用力點(diǎn)的杠桿，當(dāng)作用力F的力矩超過(guò)1號(hào)秤臺(tái)上的總重量在杠桿上的作用力矩時(shí)，1號(hào)秤臺(tái)的尾部就會(huì)上翹。而故障多發(fā)生在30t以上的單車(chē)下秤時(shí)，是由于在這種情況下，作用力F的力矩超出了限度。如果汽車(chē)較輕而作用力不是足夠的大，1號(hào)秤臺(tái)的尾部就不會(huì)翹起。如果是帶掛車(chē)稱(chēng)量，當(dāng)主車(chē)離開(kāi)1號(hào)秤臺(tái)，剛上2號(hào)秤臺(tái)時(shí)，掛車(chē)還在1號(hào)秤臺(tái)上，掛車(chē)的重量相當(dāng)于增加了1號(hào)秤臺(tái)的重量，即增加了1號(hào)秤臺(tái)的合作用力，所以1事情秤臺(tái)不可能翹起，而當(dāng)掛車(chē)離開(kāi)1號(hào)秤臺(tái)時(shí)，主車(chē)已離開(kāi)2號(hào)秤臺(tái)，掛車(chē)只是一個(gè)輕車(chē)，因此1號(hào)秤臺(tái)也不會(huì)翹起。

1.2 故障處理方案 針對(duì)以上故障分析，要消除故障可以從兩方面著手，一是消除形成杠桿的因素；二是使已經(jīng)形成的杠桿不能發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，1號(hào)秤臺(tái)不能翹起，也就是使連接處作用力F的力矩，在量程范圍內(nèi)總小于1號(hào)秤臺(tái)自身對(duì)杠桿所產(chǎn)生的力矩。

1.2.1 如果是新安裝的汽車(chē)衡，可從共設(shè)計(jì)入手以使故障根除，具體可采取以下兩種方案：①在設(shè)計(jì)、制作、安裝秤體時(shí)，在秤臺(tái)強(qiáng)度允許的情況下，盡可能地讓中間的傳感器靠近連接處，從而使連接點(diǎn)作用力F的作用力臂減到最小，使秤體平衡；②兩秤臺(tái)方向?qū)φ{(diào)，即汽車(chē)從2號(hào)秤臺(tái)上秤，從1號(hào)秤臺(tái)下秤。因?yàn)榻?jīng)過(guò)對(duì)汽車(chē)做受力分析發(fā)現(xiàn)，汽車(chē)在載重時(shí)重心在后輪上，前輪先到兩秤臺(tái)的連接處時(shí)，并不能1號(hào)生臺(tái)翹起，而前輪如果跨過(guò)2號(hào)秤臺(tái)，后輪到達(dá)連接處，則前輪作用于1號(hào)秤臺(tái)，后辦作用于連接處，前輪增加了1號(hào)秤體的作用力，而1號(hào)秤臺(tái)尾部不能翹起，這就從根本上消除了故障的發(fā)生。

1.2.2 由于此汽車(chē)衡已安裝完畢，因此前面的方案基本上不可能實(shí)施，需要采取以下兩種方案：①消除杠桿。對(duì)連接點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，把2號(hào)秤臺(tái)架接部件延長(zhǎng)，使其跨過(guò)1號(hào)秤體中間傳感器支點(diǎn)，如圖2所示，這樣在同樣作用力下，1號(hào)秤臺(tái)形不成轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿，當(dāng)然也就消除了故障。但是架接部件延長(zhǎng)，需要架接度有否達(dá)到要求，需要理論和實(shí)踐對(duì)其進(jìn)行證明。②在杠桿不能徹底消除的情況下，只能對(duì)其自身進(jìn)行改進(jìn)。要使杠桿不發(fā)生受力轉(zhuǎn)動(dòng)，可以采用力矩平衡的方法。因?yàn)橹剀?chē)的情況不能消除，它作用秤體連接點(diǎn)而形成的力臂和1號(hào)秤體自身的力臂不能改變，要想使力矩平衡，只能增加1號(hào)秤體的重量，即在秤體內(nèi)部加入配重，而且加入配重的點(diǎn)要盡可能地離中間傳感器遠(yuǎn)，這樣才能使它在同樣的重量下產(chǎn)生的力矩較大，具體配重的重量根據(jù)做實(shí)驗(yàn)來(lái)定。由于配重造成的傳感器返回信號(hào)不相同，可以調(diào)節(jié)接線(xiàn)盒中相應(yīng)傳感器所對(duì)應(yīng)的電位器，加以平衡。

以上各種方案中，此汽車(chē)衡只能用（1）節(jié)中①、②方案，我們選擇了簡(jiǎn)單易行的②方案，雖然增加了配重部位傳感器的負(fù)重，但可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，以消除故障。

2 三臺(tái)電子汽車(chē)衡故障

120t電子汽車(chē)衡是我公司的一臺(tái)大噸位汽車(chē)衡，采用三臺(tái)面的秤體結(jié)構(gòu)，在其投入使用后，發(fā)現(xiàn)存在著普通短單車(chē)停在不同臺(tái)面上時(shí)，計(jì)量誤差較大的問(wèn)題。下面就此故障進(jìn)行分析。

120t電子汽車(chē)衡的秤體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

汽車(chē)從1號(hào)秤臺(tái)上秤，稱(chēng)量完畢后從3號(hào)秤臺(tái)下秤。通過(guò)對(duì)其秤體結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，汽車(chē)停在各個(gè)臺(tái)面上所產(chǎn)生的受力情況各不相同。汽車(chē)停在1號(hào)秤臺(tái)時(shí)的受力情況如圖4所示。在此情況下，汽車(chē)只對(duì)1號(hào)秤臺(tái)的4個(gè)傳感器施加壓力，這時(shí)顯示儀表得到的信號(hào)主要是由支撐1號(hào)秤臺(tái)4個(gè)個(gè)傳感器的變化而產(chǎn)生的信號(hào)組成的。而當(dāng)汽車(chē)停在2號(hào)秤臺(tái)上時(shí)，受力情況如圖5所示，在此情況下汽車(chē)不僅對(duì)2號(hào)秤臺(tái)右邊的兩個(gè)傳感器施加壓力F2，在壓力F2的作用下，以連接處的兩個(gè)傳感器為支點(diǎn)。1號(hào)秤臺(tái)形成杠桿，這時(shí)1號(hào)秤臺(tái)左邊的傳感器所受到的作用力，會(huì)由于杠桿的形成而減少，這樣一來(lái)，各個(gè)傳感受的信號(hào)變化復(fù)雜了很多。而當(dāng)汽車(chē)停在3號(hào)秤臺(tái)上時(shí)，其所受到作用力如圖6所示。在此情況下，汽車(chē)不僅對(duì)3號(hào)秤臺(tái)右邊兩個(gè)傳感器施加壓力F1，而且對(duì)2號(hào)秤臺(tái)和3號(hào)秤臺(tái)連接處產(chǎn)生壓力F2，在壓力F2的作用下，2號(hào)秤如同1號(hào)秤臺(tái)一樣，以連接處的兩個(gè)傳感器為支點(diǎn)形成杠桿，由于2號(hào)秤臺(tái)部分自重要用來(lái)消除杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以由2號(hào)秤臺(tái)的自重對(duì)1號(hào)秤臺(tái)和2號(hào)秤臺(tái)連接處所產(chǎn)生的壓力會(huì)相應(yīng)減少，而1號(hào)秤臺(tái)和2號(hào)秤臺(tái)連接處所受到的作用力減少，而1號(hào)秤臺(tái)的受力也相應(yīng)變化，且這次與汽車(chē)停在2號(hào)秤臺(tái)上時(shí)對(duì)1號(hào)秤臺(tái)引起的變化正好相反，這樣整個(gè)秤體各個(gè)傳感器的信號(hào)變化將更加復(fù)雜。

顯示儀表所得到的信號(hào)是整個(gè)秤體8個(gè)傳感器的信號(hào)的綜合，當(dāng)我們把秤體作為整體研究時(shí)，無(wú)論它內(nèi)部如何轉(zhuǎn)化，對(duì)外它都是一個(gè)整體，即汽車(chē)無(wú)論停在哪個(gè)秤臺(tái)灣隊(duì)，它都?jí)涸诹藗鞲衅魃希灰ㄟ^(guò)壓點(diǎn)測(cè)試，調(diào)節(jié)器節(jié)各個(gè)傳感受器信號(hào)在總信號(hào)中的比例，從理論上它總能使汽車(chē)的重量和顯示儀表所得到的信號(hào)值相同，但是通過(guò)我們剛才的受力分析可以知道，由于情況的不同，受力的復(fù)雜，實(shí)際中我們不可能真正做到，因此汽車(chē)停在不同秤臺(tái)上時(shí)所顯示的重量之間的誤差不可避免。

針對(duì)上述情況，我們只能在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，使它的受力情況盡可能的簡(jiǎn)單，即把秤體改為如圖7所示，這樣汽車(chē)停在1號(hào)秤臺(tái)上和停在3號(hào)秤臺(tái)上對(duì)整頓秩序個(gè)秤體的受力情況相同。現(xiàn)以汽車(chē)在1號(hào)秤臺(tái)上做分析，汽車(chē)對(duì)1號(hào)秤臺(tái)左邊的傳感器有壓力，同時(shí)也對(duì)1號(hào)和2號(hào)秤臺(tái)的連接處有壓力，在此壓力的作用下，2號(hào)秤臺(tái)形成以它左邊傳感器為支點(diǎn)的杠桿，其右邊的傳感器受力將減少，但3號(hào)秤臺(tái)不影響。而當(dāng)汽車(chē)停在2號(hào)秤臺(tái)上時(shí)，只對(duì)它下面的4個(gè)傳器有壓力，其它傳感器不影響，這樣就使改進(jìn)前的三種復(fù)雜的受力情況變?yōu)閮煞N，且變的簡(jiǎn)單。

多臺(tái)面電子汽車(chē)衡作為大噸位汽車(chē)衡的發(fā)展方向，有著美好的發(fā)展前景，然而多臺(tái)面電子汽車(chē)衡由于其復(fù)雜結(jié)構(gòu)，新故障也隨之產(chǎn)生，應(yīng)不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來(lái)消除由于結(jié)構(gòu)缺陷而帶來(lái)的故障。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文