動態(tài)軸重地磅靜態(tài)稱量試驗專用砝碼的研制

0.引言
伴隨著公路運輸業(yè)的快速發(fā)展，近年來我國道路運輸貨車超載現(xiàn)象較為普遍，車輛在超載的情況下行駛，是造成公路加速損壞、引發(fā)交通事故的一個重要原因。公路計重收費是我國目前正在推廣的一項公路收費政策，也是我國治理超限超載的一項有效措施。特別是超載嚴(yán)重的貨運車輛，它以貨車的實際載荷總質(zhì)量為依據(jù)實行計重收費，不僅更好地體現(xiàn)了社會公平，也使交通管理部門根據(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，而動態(tài)軸重地磅便是實現(xiàn)計量收費的核心技術(shù)設(shè)備，按照J(rèn)JG 907-2006《動態(tài)公路車輛自動衡器》國家計量檢定規(guī)程以及道路交通管理相關(guān)部門的政策法規(guī)，在用動態(tài)軸重地磅應(yīng)定期進(jìn)行周期檢定。
1.試驗方法
動態(tài)軸重地磅是一種對行駛中的機(jī)動車進(jìn)行動態(tài)稱重的計量儀器。它通過對車輛的各軸或軸組分別進(jìn)行稱量，且能自動累加軸（或軸組）的稱量結(jié)果，從而確定該車輛的總質(zhì)量。
1.1靜態(tài)試驗方法
根據(jù)JJG 907-2006《動態(tài)公路車輛自動衡器》國家計量檢定規(guī)程的要求，當(dāng)動態(tài)軸重地磅可通過靜態(tài)稱量方式作為集成控制衡器來確定雙軸剛性參考車輛單軸載荷約定真值時，應(yīng)首先對其進(jìn)行靜態(tài)加載試驗。當(dāng)靜態(tài)試驗符合要求后，再依次對雙軸剛性參考車輛的每個單軸進(jìn)行稱量，記錄每個單軸載荷。當(dāng)兩個單軸都稱量后，即可計算兩個單軸載荷之和一即車輛總質(zhì)量。根據(jù)該方法對車輛適當(dāng)?shù)丶虞d及卸載，使軸載荷能覆蓋衡器的稱量范圍，以確定靜態(tài)參考單軸載荷，并計算得到不同載荷狀態(tài)下參考車輛整車總重的約定真值。
1.2動態(tài)試驗方法
將已知總質(zhì)量的參考車輛按規(guī)定方向、規(guī)定勻速車速下對動態(tài)地磅進(jìn)行數(shù)次動態(tài)試驗，獲得參考車輛單軸載荷的動態(tài)數(shù)據(jù)。通過計算得到的動態(tài)時車輛總質(zhì)量與靜態(tài)時確定的整車約定真值進(jìn)行比較計算，便可確定動態(tài)試驗是否符合檢定規(guī)程的允差要求。
動態(tài)軸重地磅進(jìn)行靜態(tài)稱量測試不僅僅是為了檢查計重秤臺的固有稱量特性，同時還可以發(fā)現(xiàn)計重設(shè)備安裝維護(hù)是否良好，是否存在基坑污染、秤臺與路基秤框擦靠現(xiàn)象，更是為了確保獲得參考車輛約定真值有效性的前提條件。所以，動態(tài)軸重地磅靜態(tài)的準(zhǔn)確度不僅是對稱重設(shè)備本身準(zhǔn)確度的檢定，更是對稱重設(shè)備安裝后的一種質(zhì)量驗收手段。
2.基本原理和設(shè)計
根據(jù)目前高速公路收費口所安裝的公路計重收費裝置一動態(tài)軸重地磅（圖1)，其實際承載面積較小，寬度只能適應(yīng)車輛每個單軸依次通過。

目前廣泛應(yīng)用的動態(tài)軸重地磅的承載臺尺寸般為長（3.2 m) X寬（0.8 m),超寬車道為長（4.0 m) X寬（0.8 m),承載臺面積約為2.56 m2和3.2 m2。而在靜態(tài)加載稱量試驗時，通常采用傳統(tǒng)1 t的鎖形大砝碼，其尺寸約為：長（0.8 m)x寬（0.6 m)x 高（0.52 m),底面積為0.48 m2 (圖2)。在砝碼進(jìn)行加、卸載過程中，往往會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現(xiàn)最大量程的加載，且當(dāng)砝碼疊加過程中若重心不穩(wěn)，極易造成傾斜和側(cè)翻等問題，存在較大的安全隱患。

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)品試驗的使用率，以承載面積最小的動態(tài)地磅產(chǎn)品作為參考，通過類似堆疊積木的思路和方法，設(shè)計一塊專用砝碼平臺承載支架和兩種不同外觀的扁形砝碼來實現(xiàn)疊加，既可有效降低總的疊加高度來減小安全隱患，又可實現(xiàn)滿量程靜態(tài)加載要求。
依據(jù)JJG 907-2006中6.3.1條的要求，專用砝碼平臺承載支架的設(shè)計總質(zhì)量應(yīng)滿足動態(tài)軸重地磅在初始置零調(diào)整范圍不大于最大秤量（Max)20% 的要求，使動態(tài)地磅在初始置零狀態(tài)下，仍能滿足開機(jī)示值顯示為零點，而不影響之后加、卸載的砝碼示值準(zhǔn)確度。
專用砝碼平臺承載支架自重約1.5 t，尺寸約為：長（2.6 m)x 寬（0.60 m)x 高（0.13 m)，占地面積均為1.56 m2 (如圖3所示）。

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（1.0 m)x 寬（0.70 m)x 高（0.25 m); 拱形尺寸約為：長（1.0 m)x寬（0.70 m)x高 (0.27 m);占地面積均為0.70 m2 (圖4、圖5)。

通過組合疊加的方式，將3個M形砝碼分別扣在專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。通過合理的疊加，可實現(xiàn)所需量程范圍的加載。疊加俯視圖，如圖6所示。

通過最終組合疊加的方式，再根據(jù)實際稱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，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。

3.結(jié)語
綜上所述，專用砝碼和砝碼承載支架在加載結(jié)構(gòu)上更加合理，加載總高度將約為傳統(tǒng)鎖形大砝碼疊加高度的一半，能更充分地應(yīng)對承載底面積較小的動態(tài)軸重地磅，無論在高度上還是使用安全性上也都有更佳的表現(xiàn)，也為進(jìn)一步利用在其他衡器的測試上打下良好的基礎(chǔ)。

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