電子稱重設(shè)備在我國有了飛速發(fā)展，其中無基坑地磅正 在進(jìn)入各個(gè)域。本文以生產(chǎn)實(shí)踐中的體會(huì)就地磅秤臺(tái)的設(shè)計(jì)、傳感器的合理 安裝、基礎(chǔ)凍害的防止等問題予以介紹。

　　一、前言

　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對生產(chǎn)過程中稱 重技術(shù)提出了越來越高的要求。地磅作為一種大型稱重設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用于工 礦企業(yè)、鐵路、港口、倉庫等各個(gè)部門，其額定 稱量也在不斷擴(kuò)大，目前已從幾十噸發(fā)展到 上百噸甚至幾百噸。除稱重顯示控制器和打 印機(jī)等部分外,秤臺(tái)、基礎(chǔ)及傳感器的安裝等 都是地磅系統(tǒng)中重要內(nèi)容。因此，只有合理 的秤臺(tái)結(jié)構(gòu)、堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ)、傳感器的妥善 安置，才能為衡器系統(tǒng)的精度提供必要的保 證。下面就本所近年來為鐵路貨場、地方企業(yè) 設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝無基坑地磅的實(shí)踐體 會(huì)予以介紹。

　　二、承重臺(tái)面

　　秤臺(tái)支撐在四個(gè)或多個(gè)支點(diǎn)上，屬于靜 不定支承方式。作用力必須垂直地施加于稱 重傳感器上，應(yīng)避免力的分路，使秤臺(tái)在受水 平力影響時(shí)能夠經(jīng)縱橫向擺動(dòng)，隨后又重新 回到直立的靜止位置。實(shí)踐中，我們采用鋼結(jié) 構(gòu)秤臺(tái)，通過若干橫梁把縱向承載體連接起 來，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)又分為箱式和 橋式兩種形式。前者由型鋼或鋼板焊接組成 箱式框架，臺(tái)面封上一層10毫米厚的鋼板， 結(jié)構(gòu)較簡單;后者由較大型號(hào)工字鋼或鋼板 焊接組成秤臺(tái)兩側(cè)秤橋，使傳感器支撐在秤 橋底面上，秤臺(tái)由一些小型的型鋼和鋼板或 用螺栓固定或焊接在兩側(cè)秤橋上而組成。由于秤橋高出秤臺(tái)平面許多，對車輛起著引導(dǎo) 與限制作用，使過秤更加安全可靠。不論哪一 種形式，機(jī)械部分的設(shè)計(jì)重點(diǎn)應(yīng)放在臺(tái)面系 統(tǒng)各個(gè)部件要有較高的強(qiáng)度與剛度，以能承 受車輛動(dòng)載荷的*頻繁沖擊。根據(jù)實(shí)踐，剛 度指標(biāo)達(dá)到后，強(qiáng)度基本上是沒有問題的。所 以，應(yīng)從剛度出發(fā)，根據(jù)材料力學(xué)疊加原理， 即可求得彎曲變形。設(shè)單個(gè)車輪作用在秤臺(tái) 臺(tái)面上為一集中載荷，則zui大變形量為

　　由于強(qiáng)度性能不同的鋼材的彈性模量E 大致相同，所以為提高彎曲剛度而采用高強(qiáng) 度鋼材，并不會(huì)取得預(yù)期效果，是得不償失 的。變形與梁全部長度內(nèi)所有截面的值有 關(guān)，只有提高全部長度內(nèi)或相當(dāng)長一段內(nèi)的 J值，才能取得明顯的效果。因此.在材料的配置上應(yīng)盡量提高J值，以用盡量少的鋼材 組成承載大的秤臺(tái)結(jié)構(gòu)。

　　三、傳感器的安置部位及基礎(chǔ)承重板上不固定的力學(xué)原理

　　對于支承點(diǎn)而言，被稱物和秤臺(tái)必須占 據(jù)穩(wěn)定的位置，以保持傳感器的定位,減小和 克服傳感器可能承受的偏載和水平分力。支 承點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近秤臺(tái)邊緣而設(shè)置。盡管如 此,當(dāng)較大的負(fù)荷位于支承點(diǎn)之外時(shí).仍存在 把秤臺(tái)對面一側(cè)抬高支承點(diǎn)的危險(xiǎn)。當(dāng)經(jīng)過 秤臺(tái)的邊緣推上重物或運(yùn)輸車輛駛過秤臺(tái)邊 緣時(shí)，尤其可能發(fā)生傾翻(如圖1所示)。在范 圍b內(nèi)，秤臺(tái)穩(wěn)定地落在支撐點(diǎn)上;在范圍a 內(nèi)，秤臺(tái)處于可能“傾翻”的不利條件之下。

　　式(2)表明，由車輛前輪對B點(diǎn)形成的 力矩與AB段臺(tái)面自重對B點(diǎn)形成的力矩之 和要小于BD段臺(tái)面的自重對B點(diǎn)形成的力 矩。實(shí)踐上.我們根據(jù)式(2),并考慮臺(tái)面受力 的剛度因素來選定支承點(diǎn)。

　　采用滾珠支承時(shí).秤臺(tái)的水平位移使?jié)L 珠在四槽內(nèi)滾動(dòng).從而迫使秤臺(tái)發(fā)生小的 起升運(yùn)動(dòng)。這種上升運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償了S值不大的 水平力，使得秤臺(tái)在其水平運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)占據(jù) 穩(wěn)定的位置，可以進(jìn)行正確稱量。在秤臺(tái)超出 其水平運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)，應(yīng)設(shè)有固定的限位裝置， 以對秤臺(tái)在各個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)量加以限制。

　　傳感器放置到基礎(chǔ)承重板上后而不固 定，將為地磅的制造、安裝、施工以及維修 帶來了大的方便和經(jīng)濟(jì)利益。先在秤臺(tái) 的制造上，幾個(gè)傳感器壓頭間的公差可以大 大地放寬，使焊接易于進(jìn)行;其次.基礎(chǔ)承重 板的澆注僅注重水平度的誤差，而對相互間 位置度可按自由公差處理。傳感器不固定，會(huì) 不會(huì)在使用中發(fā)生移動(dòng)呢?不會(huì)的?，F(xiàn)從力 學(xué)原理分析如下：如圖2所示.傳感器自由放 在承重板上，要使其在承重板上滑動(dòng)，就必須 有水平力作用。設(shè)車輛在秤臺(tái)上行走時(shí)產(chǎn)生 水平分力h，則

　　好。

　　四、基礎(chǔ)凍害的形成原因及如何避免

　　在地磅基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，除保證要有足夠 的承栽力、不變形、穩(wěn)定性等因素外，在北方 寒冷的冬季要杜凍害的發(fā)生，也是應(yīng)解決 的關(guān)鍵問題之一。

　　凍害對地磅基礎(chǔ)的破壞性大，如果 發(fā)生，將直接影響汽車衡稱量的準(zhǔn)確性。那 么，凍害為什么會(huì)發(fā)生呢?其原因就是地基土 中水分的作用。地基土中水分凍結(jié)后，土體積 增大的現(xiàn)象稱為凍脹;凍土融化后，土體積恢 復(fù)后產(chǎn)生的沉陷現(xiàn)象稱為融陷。如果基礎(chǔ)埋 置在凍結(jié)深度以內(nèi)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生凍融現(xiàn)象。地 基發(fā)生凍脹時(shí)，會(huì)將基礎(chǔ)升,造成開裂;地 基發(fā)生融陷時(shí)，會(huì)使基礎(chǔ)下沉，也能造成開 裂。當(dāng)凍融反復(fù)進(jìn)行時(shí)，會(huì)減小基礎(chǔ)的耐久 性。當(dāng)土質(zhì)不均勻而出現(xiàn)不均勻凍融時(shí)，基礎(chǔ) 則會(huì)發(fā)生開裂傾斜。

　　根據(jù)土中含水量、土種類及地下水位標(biāo) 高，地基土的凍脹性可分為四類：不凍脹土、 弱凍脹土、凍脹土、強(qiáng)凍脹土。不凍脹土對建 筑物無危害;弱凍脹土對淺埋基礎(chǔ)的建筑物 —般無危害;凍脹土對淺埋基礎(chǔ)的建筑物有 較大的危害,在凍深較大的地區(qū)，即使基礎(chǔ)埋 深超過凍深，也會(huì)受凍脹力作用而使建筑物 破壞。

　　合理選擇凍脹性弱、地勢高、地下水位低 的場地打基礎(chǔ)，采用不凍脹材料(如碎石、砂 土、工業(yè)廢料等)墊在基礎(chǔ)底面下及回填在基 礎(chǔ)四周，即可防止凍害的發(fā)生。我們在實(shí)踐中 又結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮，把汽車衡基礎(chǔ)中承重 板下用混凝土澆注到當(dāng)?shù)氐膬鰧右韵?，而?秤臺(tái)兩端承重板中間的部位只澆注較薄的混 凝土,其余部分用中砂填充到凍層以下，這樣 既可保證強(qiáng)度，防止凍害發(fā)生，又使基礎(chǔ)造價(jià) 降低，獲得了良好效果。