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杭州易測(cè)計(jì)量設(shè)備有限公司

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動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡靜態(tài)稱(chēng)量試驗(yàn)專(zhuān)用砝碼 的研制

 伴隨著公路運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,近年來(lái)我國(guó)道 路運(yùn)輸貨車(chē)超載現(xiàn)象較為普遍,車(chē)輛在超載的情況 下行駛,是造成公路加速損壞、引發(fā)交通事故的一 個(gè)重要原因。公路計(jì)重收費(fèi)是我國(guó)目前正在推廣的 一項(xiàng)公路收費(fèi)政策,也是我國(guó)治理超限超載的一項(xiàng) 有效措施。特別是超載嚴(yán)重的貨運(yùn)車(chē)輛,它以貨車(chē) 的實(shí)際載荷總質(zhì)量為依據(jù)實(shí)行計(jì)重收費(fèi),不僅更好 地體現(xiàn)了社會(huì)公平,也使交通管理部門(mén)根據(jù)超重程 度進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰,成為治理超限超載的一種有效手 段,而動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡便是實(shí)現(xiàn)計(jì)量收費(fèi)的核心技 術(shù)設(shè)備,按照 JJG 907-2006《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器》 國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程以及道路交通管理相關(guān)部門(mén)的政 策法規(guī),在用動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡應(yīng)定期進(jìn)行周期檢定。 1 試驗(yàn)方法 動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡是一種對(duì)行駛中的機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)行 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的計(jì)量?jī)x器。它通過(guò)對(duì)車(chē)輛的各軸或軸組 分別進(jìn)行稱(chēng)量,且能自動(dòng)累加軸(或軸組)的稱(chēng)量 結(jié)果,從而確定該車(chē)輛的總質(zhì)量。 1.1 靜態(tài)試驗(yàn)方法 根據(jù) JJG 907-2006《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器》 國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程的要求,當(dāng)動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡可通 過(guò)靜態(tài)稱(chēng)量方式作為集成控制衡器來(lái)確定雙軸剛性 參考車(chē)輛單軸載荷約定真值時(shí),應(yīng)首先對(duì)其進(jìn)行靜 態(tài)加載試驗(yàn)。當(dāng)靜態(tài)試驗(yàn)符合要求后,再依次對(duì)雙 軸剛性參考車(chē)輛的每個(gè)單軸進(jìn)行稱(chēng)量,記錄每個(gè)單 軸載荷。當(dāng)兩個(gè)單軸都稱(chēng)量后,即可計(jì)算兩個(gè)單軸 載荷之和——即車(chē)輛總質(zhì)量。根據(jù)該方法對(duì)車(chē)輛適 當(dāng)?shù)丶虞d及卸載,使軸載荷能覆蓋衡器的稱(chēng)量范圍,
以確定靜態(tài)參考單軸載荷,并計(jì)算得到不同載荷狀 態(tài)下參考車(chē)輛整車(chē)總重的約定真值。 1.2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法 將已知總質(zhì)量的參考車(chē)輛按規(guī)定方向、規(guī)定勻 速車(chē)速下對(duì)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行數(shù)次動(dòng)態(tài)試驗(yàn),獲得參 考車(chē)輛單軸載荷的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。通過(guò)計(jì)算得到的動(dòng)態(tài) 時(shí)車(chē)輛總質(zhì)量與靜態(tài)時(shí)確定的整車(chē)約定真值進(jìn)行比 較計(jì)算,便可確定動(dòng)態(tài)試驗(yàn)是否符合檢定規(guī)程的允 差要求。 動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡進(jìn)行靜態(tài)稱(chēng)量測(cè)試不僅僅是為了 檢查計(jì)重秤臺(tái)的固有稱(chēng)量特性,同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)計(jì)重 設(shè)備安裝維護(hù)是否良好,是否存在基坑污染、秤臺(tái)與 路基秤框擦靠現(xiàn)象,更是為了確保獲得參考車(chē)輛約定 真值有效性的前提條件。所以,動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡靜態(tài) 的準(zhǔn)確度不僅是對(duì)稱(chēng)重設(shè)備本身準(zhǔn)確度的檢定,更是 對(duì)稱(chēng)重設(shè)備安裝后的一種質(zhì)量驗(yàn)收手段。 2 基本原理和設(shè)計(jì) 根據(jù)目前高速公路收費(fèi)口所安裝的公路計(jì)重收 費(fèi)裝置——動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡(圖 1),其實(shí)際承載面 積較小,寬度只能適應(yīng)車(chē)輛每個(gè)單軸依次通過(guò)。
目前廣泛應(yīng)用的動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡的承載臺(tái)尺寸 一般為長(zhǎng)(3.2 m)×寬(0.8 m),超寬車(chē)道為長(zhǎng)(4.0 m) × 寬(0.8 m),承載臺(tái)面積約為 2.56 m2 和 3.2 m2。 而在靜態(tài)加載稱(chēng)量試驗(yàn)時(shí),通常采用傳統(tǒng) 1 t 的鎖形 大砝碼,其尺寸約為:長(zhǎng)(0.8 m)× 寬(0.6 m)× 高(0.52 m),底面積為 0.48 m2(圖 2)。在砝碼進(jìn)行 加、卸載過(guò)程中,往往會(huì)受限于砝碼自身高度和底 面積的因素,較難控制加載的高度和實(shí)現(xiàn)最大量程 的加載,且當(dāng)砝碼疊加過(guò)程中若重心不穩(wěn),極易造 成傾斜和側(cè)翻等問(wèn)題,存在較大的安全隱患。
圖 2 傳統(tǒng)鎖形大砝碼疊加示意圖
為了提高砝碼加載的安全系數(shù)和工作效率,并 適應(yīng)絕大多數(shù)產(chǎn)品試驗(yàn)的使用率,以承載面積最小 的動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡產(chǎn)品作為參考,通過(guò)類(lèi)似堆疊積木的 思路和方法,設(shè)計(jì)一塊專(zhuān)用砝碼平臺(tái)承載支架和兩 種不同外觀的扁形砝碼來(lái)實(shí)現(xiàn)疊加,既可有效降低 總的疊加高度來(lái)減小安全隱患,又可實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)量程靜 態(tài)加載要求。 依據(jù) JJG 907-2006 中 6.3.1 條的要求,專(zhuān)用砝 碼平臺(tái)承載支架的設(shè)計(jì)總質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē) 衡在初始置零調(diào)整范圍不大于最大秤量(Max)20% 的要求,使動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡在初始置零狀態(tài)下,仍能滿(mǎn) 足開(kāi)機(jī)示值顯示為零點(diǎn),而不影響之后加、卸載的 砝碼示值準(zhǔn)確度。 專(zhuān)用砝碼平臺(tái)承載支架自重約 1.5 t,尺寸約為: 長(zhǎng)(2.6 m)× 寬(0.60 m)× 高(0.13 m),占地面 積均為 1.56 m2(如圖 3 所示)。
圖 3 砝碼平臺(tái)承載支架外觀
根據(jù)承載支架尺寸,兩種不同外觀的扁形砝碼 分別為 M 形和拱形,其標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量均為1 t。M 形尺 寸約為:長(zhǎng)(1.0 m)×寬(0.70 m)×高(0.25 m); 拱 形 尺 寸 約 為: 長(zhǎng)(1.0 m)× 寬(0.70 m)× 高 (0.27 m);占地面積均為 0.70 m2(圖 4、圖 5)。
通過(guò)組合疊加的方式,將 3 個(gè) M 形砝碼分別扣 在專(zhuān)用砝碼承載支架上進(jìn)行組合疊加,不僅可在承 載支架的同一水平面上加載 3 個(gè) 1 t 扁形砝碼,也使 扁形砝碼有效利用支架橫向的上、下空間而向外伸 展,降低了砝碼疊加的高度。通過(guò)合理的疊加,可 實(shí)現(xiàn)所需量程范圍的加載。疊加俯視圖, 疊加俯視示意圖 通過(guò)最終組合疊加的方式,再根據(jù)實(shí)際稱(chēng)量要求 加載至所需砝碼量。由于拱形砝碼扣在砝碼支架上, 其伸展部分與地面脫離并不接觸,且脫離地面高度也僅 約2.5 cm,當(dāng)加載不穩(wěn)可能出現(xiàn)傾斜時(shí),兩邊伸展部分 也可起到一定緩沖支撐的作用。疊加側(cè)視圖,如圖7所示。
 
平調(diào)整上。反射光被固定的位置探測(cè)器接收,由于 旋轉(zhuǎn)軸沿豎直方向,假設(shè)平面鏡反射面絕對(duì)水平, 則接收到的反射光位置不發(fā)生變化,即輸出位移不 變;如果反射面與豎直方向有夾角,則輸出信號(hào)在 二維平面內(nèi)成一橢圓軌跡。 這樣,利用電子水平儀和平面鏡反射面,可以 方便測(cè)量激光上下入射的應(yīng)用場(chǎng)合,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 旋轉(zhuǎn)軸豎直狀態(tài);激光器出射光束由下往上傾斜入 射至平面鏡反射面上,輸出信號(hào),調(diào)整傾角臺(tái)傾角, 使得在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)由平面鏡反射出來(lái),輸出的 光點(diǎn)位置在一定范圍內(nèi)維持不變。 利用高精度電子水平儀實(shí)現(xiàn)平面鏡反射面水平 調(diào)整的裝置,由于反射面平面度可以加工良好,而 平面鏡的一大特點(diǎn)是垂直入射其表面的光束將原路 返回,因此利用該反射面作為標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而可應(yīng)用于 對(duì)激光光束在豎直方向的準(zhǔn)直。這種方法傳遞至平 面鏡的反射面上,實(shí)驗(yàn)得到平面鏡水平傾角小于 30 μrad,從而實(shí)現(xiàn)一種平面鏡反射面作為參考級(jí)水平 基準(zhǔn)的調(diào)整。用平面鏡克服了液面參考的局限性, 尤其是對(duì)于激光光束豎直向上入射的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了
一種更高精度的水平參考。 4 結(jié)語(yǔ) 水平儀從過(guò)去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現(xiàn)在的電子 水平儀,是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作 為一種檢測(cè)工具,它已成為橋梁鐵路、土木工程、 航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少 的重要計(jì)量?jī)x器。電子水平儀是一種非常準(zhǔn)確的測(cè) 量小角度的檢測(cè)工具,不僅可以測(cè)量被測(cè)平面的平 面度、直線度等參數(shù),還可以結(jié)合光學(xué)等方法,獲 得更多的測(cè)量結(jié)果,實(shí)現(xiàn)相對(duì)于水平位置的傾斜度 的測(cè)量,得到準(zhǔn)確的水平基準(zhǔn)面。在機(jī)械測(cè)量及光 機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用中占有重要地位,研究性 能精度更好的電子水平儀具有重要意義。
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