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承載器相對變形量測試方法之研究
日期：2025-09-13 23:38
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摘要：
承載器相對變形量測試方法之研究
【摘 要】GB/T7723-2008《固定式電子衡器》國家標準自2009年9月1日實施了，其中在應用的適用性中，針對衡器承載器提出相對變形量的測試要求，如何測試？是這次研究的內容。【關鍵詞】 大型衡器；承載器；相對變形量測試
一、概述
GB/T7723-2008《固定式電子衡器》國家標準已于2008年12月30日發布，并要求于2009年9月1日實施，為此國內衡器標準化技術委員會已于2010年1月17日在上海組織了**國內性的宣貫會。本標準是參照2006年新版《非自動衡器》國際建議，以及美國標準技術研究所（NIST）“44號手冊”，并且針對目前國內該類產品的生產和使用現狀，比對老標準進行了比較大的修訂。寫本文章的宗旨，就是針對其中的“承載器相對變形量測試”問題，談談如何采用通用的方法完成測試工作。
二、標準要求
1、承載器相對變形量控制要求
這是這個標準的變化核心。目的就是要通過這次國家標準的修訂，來抑制一些企業在生產固定式電子衡器時的不負責任的現象。因為一旦衡器出現問題，不單單損害了使用單位的利益，而也損害了制造單位的利益和信譽。
衡器的結構設計應符合預期的使用目的。根據GB1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，對于目前國內正常使用的，*大秤量為30t至150t的大型衡器的承載器相對變形量按表中要求。
衡器承載器的*大相對變形
*大秤量
（t）
檢測載荷
（t）
加載區域
（m）
新安裝后的**檢測
使用中的隨后檢測
30～40
15
1
50～60
26
1.8
80～100
40
2.6
120～150
50
3
≤1/800
≤1/600
2、承載器變形量測試
現場測試時，首先查閱產品隨機文件，了解本產品在加載相應重量載荷后的變形量值。然后使
用相應重量的載荷加載至單節承載器的中部，長度符合加載區域規定，寬度與承載器同寬（見圖1），將置于單節承載器中部的高度游標尺或百分表測量出此時的單節承載器的變形量，按單節承載器的尺寸計算出相對變形，應符合上表的要求。
圖1 相對變形量測試示意圖
按照標準的要求，對于30～40t、50～60t、80～100t、120～150t規格的產品，應該分別在其單個承載器的中間規定部位加載15t、26t、40t、50t的載荷。這些載荷的加載，在制造單位內是比較容易實現的，一是有眾多的砝碼，二是有較大的起重設備。但是，在安裝現場要想完成這項工作就比較困難了，僅這個幾十噸的載荷，就不好尋找，更不要說迅速的完成加載工作了。所以有人講，起草這個標準是給制造單位出了一個難題，是給制造單位和使用單位找麻煩。
在幾年前我在《大型衡器檢測方法探討》一文中提出，大型衡器檢測面臨多個問題，其中*關鍵的是，在使用現場檢定所需的數量巨大的砝碼無法解決；二是即使有眾多砝碼，在較長距離轉運過程中存在有風險等。既然對于大型衡器性能檢測都面臨砝碼的數量問題，其承載器相對變形量檢測的載荷問題，怎么就成為是給制造單位找麻煩了呢？
三、替代法
俗話講，辦法總比困難多。
相對于缺乏數量巨大的砝碼，不能準確傳遞計量性能的困難而言，檢測承載器相對變形量的載荷是比較容易解決的。本標準中給出的圖示是使用砝碼，在承載器中部按照規定局部集中堆放來測試的。實際這個堆放區間是按照車輛軸（軸組）的加載情況換算的。一般車輛的軸距在1.1m～1.8m之間，其中三軸的間距為2.2m左右，再加上可能影響的區域，所以在標準中將加載區間確定為1.8m、2.6m和3m。為了比較實際影響效果，在制定標準前，針對性的對幾種不同加載區域進行了試驗。
車輛的車輪作用于承載器上，是一種典型的多點集中加載模式；而將砝碼放置在承載器一定長度和寬度范圍內，是一種區域集中加載模式。這兩種加載模式是否可以達到相同的效果呢？
1、多點集中加載與局部集中加載比較
（1）兩點集中載荷
結構特點：承載器尺寸為18m×3.4m，采用8只稱重傳感器，三段臺面，*大跨距為6m。
圖2 半掛車輛結構示意圖
例如一輛半掛車輛，按后排兩軸分配，每軸荷重為25t。考慮到車輛在一定速度下開到承載器上，可能會有一定的超載量。我們在計算時加上加上130%的沖擊載荷系數。
P=25t130%=32.5t×
圖3 半掛車輛載荷示意圖
撓度計算：
當承重臺結構的截面軸慣性矩J為210504cm4時，當后排兩軸停留在一塊承重臺中部時，查《機械設計手冊》“受靜載荷梁的內力及變位計算公式”中，簡支梁的撓度為：()22max4324α?=EJPalf
其中：——軸載荷； P
——加載點距支撐點距離； a
l——兩支撐點間距；
α——39.0600235==cmcmla；
E——彈性模量；
——截面軸慣性矩；J()()()cmcmcmkgcmcmtEJPalf65.039.043210504/100.2246002355.3243242426222max=×?×××××=?=α
剛度為：923160065.0max==cmcmlf
（2）局部集中載荷
將以上兩點集中載荷換算成局部集中載荷模式，為*大秤量32.5t×2=65t，考慮到軸兩外側也是重量影響區，砝碼集中放置區為2.6m長，3.4m寬的承載器中部，三段承載器自重為15.84t時，局部單位長度上載荷q=258.8kg/cm，查《機械設計手冊》“受靜載荷梁的內力及變位計算公式”中，簡支梁的撓度為：()323max4-8384γγ+=EJqclf
圖4 局部集中載荷示意圖
其中： ——局部單位長度上的平均載荷； q
——局部單位長度 c
——單節承載器兩支撐點間距； l
γ——c260cm==0l600cm
E——彈性模量
——截面軸慣性矩 J
()()323max624258.8kg/cm260cm600cmf840.430.430.66cm384210kg/cm210504cm××=?××××
剛度為：0.66cm1600cm909=
2、替代法
通過以上兩種不同加載方式的比較，我們是否可以這樣操作！
首先將裝有載荷的車輛，載荷應盡量集中在后軸（軸組）上方，在已經檢定的汽車衡上（或者在需測試的衡器，經初步調試），對其后軸（軸組）進行稱量，具體位置見圖5（a）、（b）所示。
圖5 （a）多軸車輛稱量位置示意圖
圖5 （b）單軸車輛稱量位置示意圖
然后將經過稱量的車輛，開至需要檢測的承載器上方，并且將其后軸（軸組）壓在承載器中間部位（注意其它輪軸不得壓在該承載器上），具體位置見圖6（a）、（b）所示。
圖6 （a）多軸車輛測試位置示意圖
圖6 （b）單軸車輛測試位置示意圖
3、重心轉移問題
采用這種車輛替代固定載荷的測試方法，必然存在重心轉移的問題。
（1）由于通道與承載器不可能完全在一個平面上，當裝載重物的車輛只有局部壓載在承載器上，其他部分停留在兩側通道上時；
（2）車輛上的重物在車輛開動時，總是會發生或多或少的移動；
（3）車輛軸與車橋的結構特點所決定。
為了減少重心轉移的影響問題，**，一定需要注意承載器兩端的通道，必須有足夠長，且平直度與承載器在一個平面上；**，車輛上的物品應該盡量避免產生水平移動。
四、說明
1、相對變形量
由于承載器在制造過程中，即使是采用相同的材料、相同的圖紙、相同的加工工藝，也不可能
保證其相對變形量完全一致。所以，標準中要求的是測量承載器的相對變形量，僅是用于驗證制造單位所提供隨機文件中撓度（剛度）指標。
2、重量差異問題
采用替代法測試時，必然會因為不同衡器之間的使用產生誤差，這些誤差有可能是衡器固有誤差，也有可能是重心轉移產生的誤差，也有可能是物品的含水量變化引起的誤差。但是，由于這種測試是一種相對量的檢測，不需要嚴格到規定值。
3、超出本標準規定*大秤量的產品
在本標準中只包括了30～150t規格的固定式電子衡器，對于超出150t規格的產品，如何進行承載器相對變形量的測試，也可以采用以上方式測試，只是其選擇的檢測載荷和加載區域，可以參考150t規格產品的參數。
