動態(tài)軸重汽車衡靜態(tài)稱量試驗(yàn)專用砝碼的研制

引言伴隨著公路運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，近年來我國道路運(yùn)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(gè)重要原因。公路計(jì)重收費(fèi)是我國目前正在推廣的一項(xiàng)公路收費(fèi)政策，也是我國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)車輛，它以貨車的實(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)軸重汽車衡便是實(shí)現(xiàn)計(jì)量收費(fèi)的核心技術(shù)設(shè)備，按照 JJG 907-2006《動態(tài)公路車輛自動衡器》國家計(jì)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)軸重汽車衡應(yīng)定期進(jìn)行周期檢定。
1　試驗(yàn)方法動態(tài)軸重汽車衡是一種對行駛中的機(jī)動車進(jìn)行動態(tài)稱重的計(jì)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(yàn)方法根據(jù) JJG 907-2006《動態(tài)公路車輛自動衡器》國家計(jì)量檢定規(guī)程的要求，當(dāng)動態(tài)軸重汽車衡可通過靜態(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(shí)，應(yīng)首先對其進(jìn)行靜態(tài)加載試驗(yàn)。當(dāng)靜態(tài)試驗(yàn)符合要求后，再依次對雙軸剛性參考車輛的每個(gè)單軸進(jìn)行稱量，記錄每個(gè)單軸載荷。當(dāng)兩個(gè)單軸都稱量后，即可計(jì)算兩個(gè)單軸載荷之和——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(jì)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(yàn)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)汽車衡進(jìn)行數(shù)次動態(tài)試驗(yàn)，獲得參考車輛單軸載荷的動態(tài)數(shù)據(jù)。通過計(jì)算得到的動態(tài) 時(shí)車輛總質(zhì)量與靜態(tài)時(shí)確定的整車約定真值進(jìn)行比較計(jì)算，便可確定動態(tài)試驗(yàn)是否符合檢定規(guī)程的允差要求。動態(tài)軸重汽車衡進(jìn)行靜態(tài)稱量測試不僅僅是為了檢查計(jì)重秤臺的固有稱量特性，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)軸重汽車衡靜態(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(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——動態(tài)軸重汽車衡（圖 1），其實(shí)際承載面積較小，寬度只能適應(yīng)車輛每個(gè)單軸依次通過。
目前廣泛應(yīng)用的動態(tài)軸重汽車衡的承載臺尺寸一般為長（3.2 m）×寬（0.8 m），超寬車道為長（4.0 m） × 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(yàn)時(shí)，通常采用傳統(tǒng) 1 t 的鎖形大砝碼，其尺寸約為：長（0.8 m）× 寬（0.6 m）× 高（0.52 m），底面積為 0.48 m2 。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(shí)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。
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態(tài)汽車衡產(chǎn)品作為參考，通過類似堆疊積木的思路和方法，設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(jì)總質(zhì)量應(yīng)滿足動態(tài)軸重汽車衡在初始置零調(diào)整范圍不大于最大秤量（Max）20% 的要求，使動態(tài)汽車衡在初始置零狀態(tài)下，仍能滿足開機(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。專用砝碼平臺承載支架自重約 1.5 t，尺寸約為：長（2.6 m）× 寬（0.60 m）× 高（0.13 m），占地面積均為 1.56 m2 。　砝碼平臺承載支架外觀根據(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（1.0 m）× 寬（0.70 m）× 高（0.25 m）；拱形尺寸約為：長（1.0 m）× 寬（0.70 m）× 高（0.27 m）；占地面積均為 0.70 m2 。
通過組合疊加的方式，將 3 個(gè) 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(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。通過合理的疊加，可實(shí)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(shí)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(shí)，兩邊伸展部分也可起到一定緩沖支撐的作用。

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