CN101435717B - 一种用于汽车衡校验的加载结构单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车衡校验的加载结构单元,包括刚性承载基座、悬臂式承载器、双作用液压缸和标准传感器,刚性承载基座上设有可旋转悬臂式承载器,双作用液压缸采用倒置方式固定于悬臂式承载器下方,标准传感器也采用倒置方式与双作用液压缸连接。本发明有效的实现了加载基准的选择、基准水平度的保证和基准加载过程中的保持。双作用液压缸和标准传感器采用倒置式加载方式,加载精度高,标准传感器采用球形压头承载,点面接触的方式,抗偏载、抗侧向力,提高了测试精度。本发明作为高精度力值加载系统中的核心部分,实现了承载、加载、力值传递、载荷值测试功能,对汽车衡校验装置来说起着至关重要的作用。

Description

一种用于汽车衡校验的加载结构单元
技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽车衡的校验装置,特别是一种用于汽车衡校验的加载结构单元。
背景技术
[0002] 随着国民经济的快速发展,物流业迅速发展,公路运输量也随之剧增,同时电子衡 器的普及应用,电子汽车衡的最大称量和台面尺寸也相应地发生了较大的变化。台面尺寸 已达到3.4mX24m,最大称量已超过150t。日常的维护校验已成为影响衡器使用的重要问 题。特别是现在,随着钢材价格的不断上涨,各衡器厂家不断为衡器结构瘦身,衡器强度降 低,导致大量称段不能满足精度要求。目前我国汽车衡的校验采用砝码或标准替代物校准 的方法。该方法存在以下问题:1、计量检定部门标准器拥有量严重不足,难做到实现规程 测试到最大称量的要求。2、校验工作工作量过大。 一次完整的校验过程至少搬动几百吨砝 码甚至上千吨砝码。因此衡器的准确校准方法和手段成为当前计量的重要课题。汽车衡校 验装置是针对以上传统砝码校验存在的缺点,而产生的一种基于汽车衡同级比对校验的装 置。其中校验装置的一个核心问题就是加载结构问题,到底采取什么样的加载结构,才能有 效保证校验装置标准传感器系统感受的力值准确有效传递到被校准的汽车衡。
发明内容
[0003] 本发明目的是为了解决上述背景技术的缺陷,提供一种用于汽车衡校验的加载结 构单元,能够有效保证校验装置标准传感器系统感受的力值准确有效传递到被校准的汽车 衡。
[0004] 本发明的技术解决方案是:一种用于汽车衡校验的加载结构单元,包括刚性承载 基座(D、刚性悬臂式承载器(2)、双作用液压缸(3)和标准传感器(4),刚性承载基座(1) 上设有可旋转刚性悬臂式承载器(2),其四周通过螺栓连接,中间通过定位销(8)定位,双 作用液压缸(3)采用倒置方式固定于刚性悬臂式承载器(2)下方,标准传感器(4)采用倒 置方式与双作用液压缸(3)连接,刚性悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3)的安装面(A) 作为加载结构单元的安装基准,水平度要求不大于0. 05。
[0005] 所述的标准传感器(4)包括底座(41)、弹性体(42)、压帽(43)和补偿电路(46), 弹性体(42)内设有球形压头(44),弹性体(42)内沿圆周上均匀设有12个等圆孔(47)构 成12根应变梁(48),每根应变梁(48)上设有45°和135°的两片应变片(45)。 [0006] 所述的刚性承载基座(1)上、下两个面(B、D)互为基准,其平行度要求不大于 0.05,刚性悬臂式承载器(2)和刚性承载基座(1)的结合面(B)同刚性悬臂式承载器(2) 和双作用液压缸(3)的结合面(A)互为基准,其平行度要求不大于0.03,刚性悬臂式承载 器(2)上表面(C)与刚性悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3)的结合面(A)互为基准, 其平行度要求不大于O. 05。
[0007] 所述的双作用液压缸(3)的活塞和缸体之间为小间隙配合,缸体底面和缸体内腔垂直度不大于0. 03,缸体内腔圆柱度不大于0. 03,活塞圆柱度不大于0. 03,垂直度不大于 0. 03,活塞上表面和缸体下表面之间平行度不大于0. 05。
[0008] 本发明采用刚性悬臂式承载器和双作用液压缸的安装面(A)作为加载结构单元 的安装基准,因而保证了校准系统的测试精度。本发明还保证了基准水平度在加载过程中 的一致性,提高系统的精度。因此本发明有效的实现了加载基准的选择、基准水平度的保 证和基准加载过程中的保持。另外,双作用液压缸和标准传感器采用倒置式加载方式,加 载精度高,标准传感器采用球形压头承载,点面接触的方式,抗偏载、抗侧向力,提高了测试 精度。加载结构单元采用固定式结构外置式方式,长期稳定性好,结构合理、刚性好、操作 简单,使用方便。本发明作为高精度力值加载系统中的核心部分,实现了承载、加载、力值传 递、载荷值测试(标准传感器)功能,对汽车衡校验装置来说起着至关重要的作用,为国内 大型衡器的校准提供了一种新方法。
附图说明
[0009] 图1为本发明结构示意图。 [0010] 图2为标准传感器结构示意图。 [0011] 图3为图2的A-A方向剖视图。
具体实施方式
[0012] —般情况下,汽车衡秤体(6)下设有衡器传感器(7),每只衡器传感器(7)旁边均 设置一套加载结构单元,一种用于汽车衡校验的加载结构单元,包括刚性承载基座(D、刚 性悬臂式承载器(2)、双作用液压缸(3)和标准传感器(4),刚性承载基座(1)与基础预埋 板通过螺栓连接,刚性承载基座(1)上设有可旋转刚性悬臂式承载器(2),其四周通过螺栓 连接固定,中间通过定位销(8)定位,本发明采用外置式刚性承载基座和刚性悬臂式承载 器(也就是刚性承载基座和刚性悬臂式承载器在衡器的外侧)作为力承载支架,结构合理、 刚性好、操作简单,使用方便。本发明不使用时,刚性悬臂式承载器(2)的悬臂部分背对衡 器,以防止影响正常的过磅。本发明使用时,刚性悬臂式承载器(2)围绕着中间定位销(8) 转动180度再用螺栓紧固。
[0013] 双作用液压缸(3)采用倒置方式固定于悬臂式承载器(2)下方,标准传感器(4) 也采用倒置方式通过螺纹与双作用液压缸(3)连接。本发明双作用液压缸(3)和标准传感 器(4)采用倒置方式,实际上是基准转变,即将传统衡器上面板为基准转变为以刚性悬臂 式承载器(2)和双作用液压缸(3)的安装面(A)作为本发明加载结构单元的安装基准,水 平度要求不大于O. 05。
[0014] 安装基准的水平度直接影响校准系统的测试精度。
[0015] 对校验系统而言,加载载荷值做为衡器校验时的标准值。衡器主要是测量重力测 质量,因此一般只感受重力方向的力值。安装基准的不水平,会直接对校准系统产生水平分 力,导致校准系统精度降低。因此基准的选择及基准的恒定对校验系统至关重要。 [0016] 传统的做法会将衡器台面上面板(厚度一般10-14mm)作为基准,由于衡器台面上 面板存在微观的不平行度和刚度较低缺陷,同时在加载过程中,衡器台面上面板因为受力 的不均衡,导致基准随加载值而改变。校准过程线性误差较大。 一般情况下,表现为校验装置校准值偏大。本发明采用刚性悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3)的安装面(A)作为 加载结构单元的安装基准,有效避免或减少了传统做法带来的弊端。
[0017] 安装基准要求主要体现为:a)基准的水平度的要求。b)基准水平度在加载过程中 的一致性要求。
[0018] 1)基准的水平度的要求主要通过以下方式得以保障: [0019] a)通过结构设计和加工工艺的互为基准来保证。
[0020] 今刚性承载基座(1)上、下两个面(B、D)互为基准,平行度要求:0. 05 ;
[0021] 今刚性悬臂式承载器(2)和刚性承载基座(1)的结合面(B)与刚性悬臂式承载器
(2)和双作用液压缸(3)的结合面(A)互为基准,平行度要求:0.03。
[0022] b)通过现场的安装调试工艺来保证加载结构单元安装基准的水平度。水平度要 求:0. 05。
[0023] 2)基准水平度在加载过程中的一致性要求。
[0024] 为了提高系统的精度,基准水平度在加载过程中的一致性要求至关重要。对本发 明而言,通过下述结构以及高刚性、高强度来解决这一 问题。
[0025] 刚性悬臂式承载器(2)上表面(C)与刚性悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3) 的结合面(A)互为基准,平行度要求:0.05。
[0026] 刚性悬臂式承载器(2)上表面(C)作为安装调试的测量基准。本发明在承载15t 时,以刚性悬臂式承载器(2)上表面(C)作为安装调试的测量基准,测量双作用液压缸(3) 安装位置的最大水平度改变量0. 03mm。
[0027] 所述的标准传感器(4)包括底座(41)、弹性体(42)、压帽(43)和补偿电路(46),
弹性体(42)内设有球形压头(44),弹性体(42)内圆周上均匀设有12个等圆孔(47)构成
12根应变梁(48),每根应变梁(48)上设有45°和135°的两片应变片(45),分别感受45。
和135°的应变,相当于圆周每30。贴一组应变片,有效补偿圆周方向的位置误差。同时压
头采用球面,抗偏载、抗侧向力。完全满足作为标准传感器的性能要求。
[0028] 本发明标准传感器采用高精度轮辐式称重传感器。内部采用球形压头承载,点面
接触的方式。球形压头承载方式,由于点面接触,对力作用点位置改变不敏感,对作用力影
响较小,可以有效减少加载过程由于衡器台面上面板微观的不平行度和较低刚度引起的误
差,精度高、抗偏载、抗侧向力长期稳定性好,提高了测试精度。
[0029] 双作用液压缸有其特殊的工艺要求。
[0030] 1)活塞和缸体之间的小间隙配合;
[0031] 2)缸体底面和缸体内腔垂直度要求。垂直度不大于0. 03 ; [0032] 3)缸体内腔圆柱度要求。不大于0. 03 ; [0033] 4)活塞圆柱度要求。不大于0. 03。垂直度不大于0. 03 ; [0034] 5)活塞上表面和缸体下表面之间平行度要求:不大于0. 05 ;
[0035] 6)加工工艺要求缸体进行内圆磨,活塞进行外圆磨,以保证表面光洁度要求,提高 装配精度。
[0036] 上述这些措施全部用于保障双作用液压缸(3)在整个加载过程能够有效的传递 沿重力方向的力。专用垫板(5)放置于衡器之上,主要作用增加加载单元和衡器的接触面 积,提高测试精度,避免损坏衡器面板。[0037] 本发明加载原理:加载时,通过液压工作站,输出高压液压油,液压油作用于双作 用液压缸(3),双作用液压缸(3)活塞杆伸长,双作用液压缸产生推力F推动标准传感器 (4),直到标准传感器(4)和衡器秤体(6)接触,并产生作用力F1, Fl =F。 Fl作用于被校 准的汽车衡。校验系统处于相对平衡时,F1就是校验装置加载于衡器上的标准载荷。同时 悬臂式承载器受到反作用力F2作用,Fl与F2力大小相等方向相反。 [0038] 以下为本发明和传统检验装置对汽车衡进行检验的实验数据: [0039] 1、传统的做法。(衡器台面上面板作为基准,由于存在微观的不平行度,同时在加 载过程中,衡器台面上面板因为受力的不均衡,导致基准随加载值而改变。校准过程线性误 差较大。)
[0040] 实验对象:SCS-80T电子汽车衡
[0041] 衡器量程:80t分度值:10kg精度等级:III
[0042](衡器在校准前,用砝码进行校准,最大误差为10kg
[0043] 校验装置量程:80t分度值:5kg精度等级:0.03级
[0044]
<table>table see original document page 6</column></row> <table>
[0045] 实验结论:1)相对误差过大,最大误差0. 156%,不能满足衡器校准使用要求。 [0046] 2)根据实验数据:汽车衡校准装置显示值大于衡器显示值,主要原因:以衡器台 面上面板作为基准,存在微观的不平行度,以及加载过程中,衡器台面上面板因为受力的不 均衡,导致基准随加载值而改变。水平分力也越来越大。
[0047] 3)根据实验数据:随载荷的增加,相对误差增加,主要原因:以衡器台面上面板作 为基准,在加载过程中,衡器台面上面板因为受力的不均衡,导致基准随加载值而改变。水 平分力也越来越大。校准过程线性误差较大。
[0048] 2、采用本发明汽车衡校验的加载结构单元加载测试数据。 [0049] 实验对象:SCS-80T电子汽车衡[0050] 衡器量程:80t分度值:10kg精度等级:III [0051](衡器在校准前,用砝码进行校准,最大误差为10kg
[0052] 校验装置量程:80t分度值:5kg精度等级:0. 03级 [0053]
序号<table>table see original document page 7</column></row> <table>[0054] 实验结论:相对误差最大误差0. 099%,能够满足衡器校准使用要求。

Claims (3)

  1. 一种用于汽车衡校验的加载结构单元,其特征在于:包括刚性承载基座(1)、刚性悬臂式承载器(2)、双作用液压缸(3)和标准传感器(4),刚性承载基座(1)上设有可旋转刚性悬臂式承载器(2),其四周通过螺栓连接,中间通过定位销(8)定位,双作用液压缸(3)采用倒置方式固定于刚性悬臂式承载器(2)下方,标准传感器(4)采用倒置方式与双作用液压缸(3)连接,刚性悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3)的安装面(A)作为加载结构单元的安装基准,水平度要求不大于0.05。
  2. 2. 如权利要求1所述的一种用于汽车衡校验的加载结构单元,其特征在于:所述的标 准传感器(4)包括底座(41)、弹性体(42)、压帽(43)和补偿电路(46),弹性体(42)内设有 球形压头(44),弹性体(42)内沿圆周上均匀设有12个等圆孔(47)构成12根应变梁(48), 每根应变梁(48)上设有45°和135°的两片应变片(45)。
  3. 3. 如权利要求1所述的一种用于汽车衡校验的加载结构单元,其特征在于:所述的刚 性承载基座(1)上、下两个面(B、D)互为基准,其平行度要求不大于0.05,刚性悬臂式承载 器(2)和刚性承载基座(1)的结合面(B)同刚性悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3)的 结合面(A)互为基准,其平行度要求不大于O. 03,刚性悬臂式承载器(2)上表面(C)与刚性 悬臂式承载器(2)和双作用液压缸(3)的结合面(A)互为基准,其平行度要求不大于O. 05。
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