地磅承載器承力傳力定位限位結構分析

汽車駛上地磅承載器后，承載器與汽車有共同的速度而產生一個水平力，此力使承載器產生縱向移動，因此需要對承載器采取定位限位措施抑制水平力的影響。本文根據國內外地磅承載器、稱重傳感器、水平力抑制方法、定位限位裝置結構與特點，遵循在地磅使用期限內承載器受力分配系數恒定不變的原則，介紹了承載器與稱重傳感器的連接形式及水平力抑制方法，重點討論了點接觸的鋼球、雙球面搖柱支撐、自動定心稱重傳感器組件和線接觸的鏈環、馬鞍環承力傳力定位限位結構的力學特性、工作特點和應用情況，以澄清最普通又極容易被誤解的承載器水平力抑制裝置設計、計算和應用中的一些問題。
1.概述
汽車駛上地磅承載器后，承載器與汽車有共同的速度而產生一個水平力，以最大秤量為30噸的地磅為例，其水平力可達8000kgf以上。此力使承載器產生較大的縱向運動和較小的橫向移動，為使承載器盡快復位以保證稱量的準確性，必須為承載器設計較理想的水平力抑制裝置，對承載器進行定位、限位。國際上將地磅承載器的水平力抑制裝置稱其為水平力抑制器，國內稱為定位限位裝置。根據地磅的最大稱量、承載器的結構、稱重傳感器的承力傳力方式有不同的結構形式。國內不論是單個承載器還是兩個、三個、四個承載器組合的地磅，較多采用3英寸鋼球傳遞載荷的雙剪梁型稱重傳感器，較少采用雙球面搖柱型支撐或自動定型的圓柱式稱重傳感器組件，基本不采用線接觸鏈環、馬鞍環承力傳力定位限位組件。
2.地磅承載器的水平抑制力
以最大秤量p1=30000kg,承載器自重P2=8000kg的地磅為例進行計算：
M1=P1/g=30000/9.8=3061
M2=P2/g=8000/9.8=816
該汽車上承載器的速度V=5km/h=1.389m/s,駛上后承載器與汽車有共同速度V1,根據能量守恒定律有：
M1V=(M1+M2)V1
則V1=M1V/M1+M2=3061*1.389/3061+816=1.097m/s
汽車上承載器撞到縱向限位器前，鋼球與球碗、壓頭產生滾動摩擦，一般撞擊后0.5秒才能停止Δt=0.5秒
根據動量定律：FΔt=(M1+M2)V2-(M1+M2)V1
承載器與汽車的末速度V2=0,則F=-M1+M2)V1/Δt=-(3061+816)*1.097/0.5=-8506kgf.
3地磅承載器的縱向擺動量
承載器的縱向擺動量對地磅的稱量準確度、復位速度和零點穩定性均有影響。稱重傳感器與定位限位裝置必須滿足此擺動量要求。
4.承載器與稱重傳感器載荷引入定位限位誤差分析
稱重傳感器作為地磅的基礎部件，被安裝于承力基礎與承載器之間，由于外界加荷條件變化，稱重傳感器能否復現檢定時的準確度等級，主要取決于載荷引入傳遞方式和承載器定位限位裝置是否合理。
5.承載器水平力抑制方法及定位限位結構分析
（1）采用鋼球承力傳力的水平力抑制方法
（2）采用自動定心承力傳力定位限位裝置的水平力抑制方法
（3）彈性組件與搖柱一體化的自動定心承力傳力限位裝置。
（4)線接觸鏈環組件承力傳力定位限位裝置
（5)線接觸馬鞍環組件承力傳力定位限位裝置