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    對國際建議 R76 中偏載試驗的認識

    2020-09-09 00:00:00

    對國際建議 R76 中偏載試驗的認識 

    山東金鐘電子集團股份有限公司 沈立人

     [ 摘要 ] 衡器偏載試驗,是要求任何載荷放置于承載器不同位置時,能夠提供相互一致量值的能力。 對于小型產品來講不是一個問題,而對于大型衡器來講,由于載荷量值比較大,相同秤量的衡器選 用稱重傳感器數量多少不同,按照規定就存在較大的問題了,本文就是從兩個方面談一點個人的看法。 一是偏載加載量值的問題,一是如何理解稱量滾動載荷的衡器進行偏載試驗的問題。

     [ 關鍵詞 ] 衡器 偏載試驗 偏載量值

    一、引言 OIML R76-1《非自動衡器》[1]中規定了偏載的計量要求和偏載試驗的方法。 1. 偏載試驗分為四種情況: ⑴對于承載器的支撐點數 n ≤ 4 的衡器,將相當于秤量與相應添加皮重效果之和的 1/3 載荷,施加于約等于承載器 1/4 面積的區域,依次進行加載試驗。 ⑵對于承載器的支撐點數 n > 4 的衡器,將相當于秤量與添加皮重值之和的 1/(n-1) 載荷,施加于約等于承載器的 1/n 面積的區域(n 為支撐點的個數),依次進行加載試驗。 ⑶對承載器承受極小偏心載荷的衡器(如料箱、料斗等),各支撐點上施加的試驗載荷應相當于 秤量與添加皮重之和的 1/10。 ⑷對用于稱量滾動載荷的衡器(如車輛衡,軌道懸掛衡器),將不大于秤量與添加皮重 量之和的 0.8 倍的載荷,在承載器的起始端、中間和末端區域,依次進行加載試驗。如果可以雙向使 用,則以相反方向對這些位置重復施加滾動載荷,它相當于可能稱量的集中的滾動載荷。 本文要討論的問題是:對于相同秤量而不同結構的衡器,所加載的偏載量值也不同,是否會 影響到衡器的偏載性能? 2. 不同加載方式的產品偏載試驗 R76 在 3.6.2 偏載中專門注釋:“如果衡器的設計可以用不同方式加載,應采用描述中一種以上 的試驗方法進行偏載試驗?!?在這里要討論的是按照這個要求進行試驗,是否能夠得到相同的結果?因為這里涉及到不同的加 載試驗方式,對承載器產生的作用力是完全不同的,在一定情況下可能會影響量值傳遞的準確性。 、第二兩種加載方式是局部均布載荷,而第四種加載方式是局部集中載荷,而且第四種加載方 式是“將不大秤量與添加皮重量之和的 0.8 倍的載荷”進行加載,是否可以這樣理解:這 2 個載荷既可以是“秤量與添加皮重量之和的 0.8 倍”,又可以是“秤量與添加皮重 量之和的 0.1 倍”?如果可以這樣任意選擇所加載載荷的量值,其試驗結果是不同的!

    二、偏載試驗的機理[4] 偏載允差是指同一載荷放置在衡器承載器上的不同位置時,所指示的示值不超過規定的該載荷下 允許誤差。 對于機械衡器來講,偏載試驗是解決多根杠桿臂比的一致性問題; 對于使用單只稱重傳感器的電子衡器來講,偏載試驗是調整單只稱重傳感器的彈性體機械結構加 工的偏差,電阻應變計參數偏差,電阻應變計粘貼位置偏差等問題,這些問題會影響載荷在不同位 置處時產生的輸入信號一致性問題。 對于使用多只稱重傳感器的電子衡器來講,偏載試驗是解決多只稱重傳感器各自制造偏差,安裝 位置的尺寸偏差,承載器制造與基礎施工高低尺寸產生的偏差等問題,這些問題會影響載荷在不同 位置時產生的輸入信號一致性問題。

    三、偏載試驗存在的問題 1. 偏載試驗載荷量值的問題 偏載試驗的加載量值應該是多少才是合適的呢? 對于相同秤量的不同結構的衡器,按照上述所給出的量值是不同的。比如: 一臺秤量 60t 的汽車衡(A 秤),承載器長度是 7m,具有 4 個稱重傳感器; 一臺量 60t 的汽車衡(B 秤),承載器長度是 18m,具有 8 個稱重傳感器。 那么,A 秤進行偏載試驗時,所加載的偏載量值應該是 60t/3,即 20t; B 秤進行偏載試驗時。所加載的偏載量值應該是 60t/8-1,即 8.6t。 兩種結構的衡器所加載的偏載量值差別達到一倍多,這個問題應該如何考慮呢? 按理說,秤量相同的衡器應該采用相同的量值進行偏載試驗,才能將衡器的偏載性能得到保 證。

    從前面所講述的機理分析,要保證載荷在不同加載位置輸入信號的一致性,在偏載試驗時應該 盡可能采用接近實際使用的載荷量值。

    對于 B 秤來講,其承載器長度加長了,是為了滿足半掛車輛的稱量,但是不能限制稱量范圍內 短軸距車輛的稱量,因為短軸距車輛載重量更加集中。按照 GB1589-2016《汽車、掛車及汽車列車 外廓尺寸、軸荷及質量限值》[2]規定三軸組車輛的允許軸荷限值為 24t。也就是說,按照這個 規定,每個支撐點上方所加載的偏載量值,應該為 12t,而不是 8.6t。如果再考慮一定量值的過載量值, 這個偏載量值應該是 15t 左右了。

    再則,B 秤的承載器加長了,為了保證其剛度和強度,又要減少鋼材的使用量,必然將其設計成 3 多段結構,這樣無形之中增加了多個連接機構。所產生“位移邊界條件影響”[3],必然影響衡器的 偏載性能,就更加需要增大偏載試驗時的量值。

    所以說,偏載試驗規定的量值主要與每個傳感器在使用中實際能夠承受的載荷大小有關。 2. 不同方式加載的問題 在 3.6.2 和 A.4.7 條款中專門注釋:“如果衡器的設計可以用不同方式加載,應采用描述中一種 以上的方法進行偏載試驗?!?實際上對于汽車衡之類的平臺式衡器來講,其主要使用方式就是“用于稱量滾動載荷”,也可以 用于直接加放載荷進行稱量,其偏載加載量值也就是 1/3 秤量。用于稱量滾動載荷的物品, 它相當于可能稱量的集中的滾動載荷,其偏載加載量值不大于秤量的 0.8 倍。

    兩種偏載加載量值是相差比較大的,如果是 1/n-1 秤量的量值,相差就更大了。這樣要滿 足一種以上的試驗方法,進行偏載試驗都能夠達到要求,可能難度是比較大的。 如果一定需要填寫此條規定,是否可以這樣表述:“如果衡器的設計可以用不同方式加載,應采 用接近實際使用的模式,來選擇偏載加載量值進行試驗?!?3. 稱量滾動載荷衡器試驗方法的問題 根據如上所述,偏載試驗的目的是要保證同一載荷在不同加載位置的示值符合允許誤差的要 求。如果采用一輛載重貨車進行滾動載荷衡器實驗,應按照其滿載量值加放相對穩定的物品,讓其 后軸按照起始端、中間、末端(車輛調頭)位置,停放于兩個支撐點上方,和兩組支撐點中間,依 次再用閃變點法加放小砝碼,計算出不同位置的稱量誤差值是否在允許誤差范圍內。

     汽車衡也是一種稱量滾動載荷的衡器,現在汽車衡采用的試驗方法與實際使用的狀態完全不同, 這樣在許多情況下造成試驗結果不能解決汽車衡存在的誤差問題,而目前又很難找出一種適應稱量 滾動載荷衡器的試驗設備。 而數字指示軌道衡是規定將 T6FK 型或 T7K 型檢衡車內軸距為 1m 的約為 40t 砝碼小車,依次加放 在承載器支撐點上方及相鄰兩支撐點的中間位置進行偏載試驗。這個 40t 砝碼小車質量基本接近一輛 貨車轉向架的載重量,這個 1m 的軸距又小于轉向架心盤距 1.75m,完全可以模擬火車車輛對軌道衡 的作用力情況。 四、結束語 1. 從以上分析可以清楚看出,偏載試驗時所采用載荷的量值,是不應該按幾個支撐點的多少考慮, 而是應該盡可能采用接近實際使用的載荷量值。 2. 實際上 R76 中 3.6.2 和 A.4.7 條款中注釋,是否可以這樣規定:對于適用多種加載方式的衡器, 應該選擇一種嚴格的方法進行偏載測試。因為什么樣的衡器適用于什么樣的現場,稱量什么樣的 4 物品,都是制造企業按用戶要求而考慮的問題,作為計量技術機構可以根據現場使用情況進行試驗。 3. 汽車衡如何進行偏載性能試驗,建議國家相關部門應該組織一個研究小組進行試驗,然后在試 驗的基礎上,設計適當的、便于操作的試驗裝置對汽車衡進行偏載試驗,然后對規程進行修訂。 【參考文獻】 [1]國際法制計量組織 R76-1《非自動衡器》國際建議[S] [2]GB1589-2016《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》國家標準[S] [3]沈立人 邊界條件對衡器性能影響問題的探討 [J] 衡器 2012.7. [4]沈立人 汽車衡產生偏載誤差的原因及解決方法 [J] 衡器 2013.5

    文章來源:中國衡器網——作者:沈立人 發表日期:2018年4月


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