我司關于電子衡器結構創(chuàng)新與應用分析
天津博達宏力科技發(fā)展有限公司關于電子衡器結構創(chuàng)新與應用分析
【摘 要】任何電子衡器都是以用戶需要為基礎，以市場競爭為導向，并依賴于精
心設計與制造而發(fā)展起來的。本文在分析了近些年來一些電子衡器脫離傳統(tǒng)結構設計方
法，向著小型化、輕型化、模塊化、集成化方向發(fā)展與應用的基礎上，介紹了模塊化拼
裝結構電子汽車衡、工業(yè)軸重秤；集成化稱重軌、稱重板、稱重鉤、稱重環(huán)；部分集成
化電子汽車衡、電子吊鉤秤；輕型化薄壁型鋼結構電子稱重梁、電子平臺秤；特種用途
的承載器可伸縮型電子秤、分體式滾動圓捆紙張電子秤。重點介紹了國內(nèi)較少設計與應
用的空心閉合截面薄壁型鋼結構承載器的設計與計算。
【關鍵詞】電子衡器,承載器,模塊化,集成化,輕型化,空心閉合截面,薄壁型鋼
一、概述
承載器、稱重傳感器、稱重儀表是電子衡器的三大基礎部件，其中承載器結構的科
學性、合理性是電子衡器準確度、穩(wěn)定性和可靠性的重要保證。在電子衡器市場日益國
際化的今天，電子衡器結構的改進與創(chuàng)新，必然以用戶的需要和市場競爭為導向，受新
技術、新材料、新工藝的強力牽引。進入 21 世紀以來，隨著科學技術的進步，工業(yè)過
程自動化、智能化水平的提高，各行業(yè)對所用電子衡器的結構、功能和性能提出了許多
新要求，其中對承載器主要的要求就是小型化、輕型化、模塊化和集成化。如果設計
電子衡器還是按照傳統(tǒng)的承載器、稱重傳感器、承力傳力構件、定位限位裝置等零部件
組裝式結構方向發(fā)展，不但滿足不了用戶的新需求，而且自身的發(fā)展也會越來越困難。
在現(xiàn)有承載器結構的基礎上，為了提高技術性能和滿足用戶的某些新要求，就是進行一
些小小的改進，也要用比較高的代價才能實現(xiàn)。正如 20 世紀 90 年代德國衡器專家所評
述的“這種零部件組裝式承載器結構設計幾乎走到了盡頭”。因為零部件組裝式承載器
結構一般都有高大笨重、零部件多、活動環(huán)節(jié)多、安裝調(diào)試時間長、穩(wěn)定性和可靠性差、
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生產(chǎn)效率低和成本高等缺點。因此德國衡器專家提出：“在進行承載器結構設計時，盡
量脫離傳統(tǒng)結構的束縛，大膽尋求另外一種發(fā)展方向，即向著減小尺寸，減少零部件，
節(jié)省空間，有利于實現(xiàn)佳化生產(chǎn)，提率，降低成本等方向發(fā)展”。基于這種認識，
國內(nèi)外一些電子衡器制造公司對承載器結構進行了許多研究工作，其共同的研發(fā)方向和
創(chuàng)新點就是變零部件組裝式承載器結構，為模塊化、部分集成化和集成化承載器結構。
先后研發(fā)出模塊化電子汽車衡、便于運輸?shù)男∧K拼裝型電子汽車衡；部分集成化的承
力傳力、定位限位裝置一體化電子汽車衡、電子吊秤；集成化稱重軌動態(tài)電子軌道衡、
集成化剪切、彎曲板型動態(tài)公路車輛軸重秤、集成化電子稱重環(huán)；空心閉合截面薄壁型
鋼結構電子稱重梁、“竹排”式薄壁型鋼結構電子平臺秤；特種用途的承載器可伸縮型
電子秤、分體式滾動圓捆紙張電子秤等。
二、模塊化電子衡器
1．模塊化電子汽車衡
早在 20 世紀 90 年代，梅特勒—托利多（常州）稱重設備系統(tǒng)有限公司，在*
先實現(xiàn)了模塊化電子汽車衡設計與生產(chǎn)。設計人員將正交各向異性橋梁設計理論應用在
模塊化承載器設計中，并對其進行了適當簡化，將縱梁和主梁合二為一，成為封閉結構
的“U“型鋼，再將底梁簡化成端板，在端板上完成模塊間的搭接和稱重傳感器的過渡
支撐，整個承載器模塊僅由”U“型鋼、面板和端板組成。
所謂模塊化承載器，就是根據(jù)載重汽車及拖車長度和額定承載量，設計制造出幾種
標準的模塊化承載器，根據(jù)用戶對承載器尺寸要求，將兩塊或兩塊以上模塊任意搭接而
組成各種規(guī)格的電子汽車衡。例如根據(jù)載重汽車長度≤12m，牽引車、拖半掛車長度≤
16m，汽車拖掛車長度≤20m，選擇模塊化承載器的單元長度系列為 5m、6m 和 7m，優(yōu)選
寬度系列為 3m 和 3.3m。每種不同寬度和不同長度系列的單塊、2 塊、3 塊和 4 塊模塊，
可組合成 5～28m 長的 22 種尺寸規(guī)格的承載器，從其中選出十幾種常用的承載器長度作
為優(yōu)選的標準系列即可。這種模塊化電子汽車衡不但增強了產(chǎn)品的通用性和互換性，而
且也較大的提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，特別適合規(guī)?；妥詣踊a(chǎn)。
2．承載器為小模塊拼裝型電子汽車衡
電子汽車衡承載器結構的模塊化、標準化和系列化，既有利于規(guī)?；?、自動化生產(chǎn)，
又便于移動和運輸。美國 FIRST 衡器制造公司研發(fā)出小模塊拼裝型承載器的大型電子汽
車衡。與模塊化電子汽車衡不同之處是：前者單節(jié)承載器模塊為一整體結構，后者為方
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便運輸將單節(jié)承載器模塊一分為二，由兩個小模塊并聯(lián)組裝而成，再根據(jù)不同的尺寸要
求將并聯(lián)而成的單節(jié)模塊串聯(lián)成電子汽車衡的承載器。小模塊之間的連接是通過模塊上
具有足夠強度的若干個支腳相互吻合后用螺釘固緊。一般小承載模塊由 4 根“U“型鋼
或槽鋼做縱向主梁，在端部橫梁上焊接有 5 個串聯(lián)支腳，一個定位支板，在側(cè)面主梁上
焊接有并聯(lián)支腳。因受力不同，兩種支腳的結構也不相同。其小模塊承載器結構示意圖
如圖 1 所示。
圖 1 承載器小模塊結構示意圖
3．模塊化工業(yè)軸重秤
為滿足工礦企業(yè)物料轉(zhuǎn)運，內(nèi)部結算等需要，美國 SI／Allegany 公司研發(fā)出可稱
量不同車型軸重、軸組重進而給出整車重量的模塊化工業(yè)軸重秤。其承載器的寬度與集
成化稱重板相同，為雙輪胎寬度的 1.5 倍（750mm 左右），長度為車型的三連軸長度和稱
重儀表采樣時間內(nèi)車輛行駛距離之和，一般為 1600mm 左右。選擇不同長度的模塊化承
載板與安裝有懸臂梁型稱重傳感器的盒段式稱重梁搭接，就形成了可以稱量軸重、軸組
重和整車重量的工業(yè)軸重秤。因為模塊化軸重秤承載器較長，為使其具有足夠的剛度和
較低的外形尺寸，在設計中多采用兩節(jié)模塊化承載板搭接在低外形盒段式稱重梁上的結
構，模塊化承載板為帶筋條加強的花紋鋼板，連接在承載器兩端的斜面引橋也由花紋鋼
板焊接而成。美國 SI／Allegany 公司模塊化工業(yè)軸重秤的結構示意圖如圖 2 所示。
此種模塊化工業(yè)軸重秤的特點是：結構簡單，高度低，重量輕，便于安裝攜帶；承
載模板與稱重梁搭接，活動環(huán)節(jié)少，剛度大，稱量準確度高；承載模板、盒段式稱重梁、
斜面引橋均可按模塊化設計，進行標準化、系列化生產(chǎn)。
以上是天津博達宏力科技發(fā)展有限公司關于電子衡器結構創(chuàng)新與應用分析介紹完畢。
