动态轴重地磅静态称量试验专用砝码的研制

0.引言
伴随着公路运输业的快速发展，近年来我国道 路运输货车超载现象较为普遍，车辆在超载的情况 下行驶，是造成公路加速损坏、引发交通事故的一 个重要原因。公路计重收费是我国目前正在推广的 一项公路收费政策，也是我国治理超限超载的一项 有效措施。特别是超载严重的货运车辆，它以货车 的实际载荷总质量为依据实行计重收费，不仅更好 地体现了社会公平，也使交通管理部门根据超重程 度进行经济处罚，成为治理超限超载的一种有效手 段，而动态轴重地磅便是实现计量收费的核心技 术设备，按照JJG 907-2006《动态公路车辆自动衡器》 国家计量检定规程以及道路交通管理相关部门的政策法规，在用动态轴重地磅应定期进行周期检定。
1.试验方法
动态轴重地磅是一种对行驶中的机动车进行 动态称重的计量仪器。它通过对车辆的各轴或轴组 分别进行称量，且能自动累加轴（或轴组）的称量 结果，从而确定该车辆的总质量。
1.1静态试验方法
根据JJG 907-2006《动态公路车辆自动衡器》 国家计量检定规程的要求，当动态轴重地磅可通 过静态称量方式作为集成控制衡器来确定双轴刚性 参考车辆单轴载荷约定真值时，应首先对其进行静 态加载试验。当静态试验符合要求后，再依次对双 轴刚性参考车辆的每个单轴进行称量，记录每个单 轴载荷。当两个单轴都称量后，即可计算两个单轴 载荷之和一即车辆总质量。根据该方法对车辆适 当地加载及卸载，使轴载荷能覆盖衡器的称量范围， 以确定静态参考单轴载荷，并计算得到不同载荷状 态下参考车辆整车总重的约定真值。
1.2动态试验方法
将已知总质量的参考车辆按规定方向、规定匀 速车速下对动态地磅进行数次动态试验，获得参 考车辆单轴载荷的动态数据。通过计算得到的动态 时车辆总质量与静态时确定的整车约定真值进行比 较计算，便可确定动态试验是否符合检定规程的允 差要求。
动态轴重地磅进行静态称量测试不仅仅是为了 检查计重秤台的固有称量特性，同时还可以发现计重设备安装维护是否良好，是否存在基坑污染、秤台与 路基秤框擦靠现象，更是为了确保获得参考车辆约定 真值有效性的前提条件。所以，动态轴重地磅静态 的准确度不仅是对称重设备本身准确度的检定，更是 对称重设备安装后的一种质量验收手段。
2.基本原理和设计
根据目前高速公路收费口所安装的公路计重收 费装置一动态轴重地磅（图1)，其实际承载面 积较小，宽度只能适应车辆每个单轴依次通过。
 
目前广泛应用的动态轴重地磅的承载台尺寸 般为长（3.2 m) X宽（0.8 m),超宽车道为长（4.0 m) X宽（0.8 m),承载台面积约为2.56 m2和3.2 m2。 而在静态加载称量试验时，通常采用传统1 t的锁形 大砝码，其尺寸约为：长（0.8 m)x宽（0.6 m)x 高（0.52 m),底面积为0.48 m2 (图2)。在砝码进行 加、卸载过程中，往往会受限于砝码自身高度和底 面积的因素，较难控制加载的高度和实现最大量程 的加载，且当砝码叠加过程中若重心不稳，极易造 成倾斜和侧翻等问题，存在较大的安全隐患。
为了提高砝码加载的安全系数和工作效率，并 适应绝大多数产品试验的使用率，以承载面积最小 的动态地磅产品作为参考，通过类似堆叠积木的 思路和方法，设计一块专用砝码平台承载支架和两 种不同外观的扁形砝码来实现叠加，既可有效降低 总的叠加高度来减小安全隐患，又可实现满量程静 态加载要求。
依据JJG 907-2006中6.3.1条的要求，专用砝 码平台承载支架的设计总质量应满足动态轴重地磅在初始置零调整范围不大于最大秤量（Max)20% 的要求，使动态地磅在初始置零状态下，仍能满 足开机示值显示为零点，而不影响之后加、卸载的 砝码示值准确度。
 
专用砝码平台承载支架自重约1.5 t，尺寸约为： 长（2.6 m)x 宽（0.60 m)x 高（0.13 m)，占地面 积均为1.56 m2 (如图3所示）。
 
根据承载支架尺寸，两种不同外观的扁形砝码 分别为M形和拱形，其标准质量均为1 ^M形尺 寸约为：长（1.0 m)x 宽（0.70 m)x 高（0.25 m); 拱形尺寸约为：长（1.0 m)x宽（0.70 m)x高 (0.27 m);占地面积均为0.70 m2 (图4、图5)。
 
通过组合叠加的方式，将3个M形砝码分别扣 在专用砝码承载支架上进行组合叠加，不仅可在承载支架的同一水平面上加载3个1 t扁形砝码，也使 扁形砝码有效利用支架横向的上、下空间而向外伸 展，降低了砝码叠加的高度。通过合理的叠加，可 实现所需量程范围的加载。叠加俯视图，如图6所示。
 
通过最终组合叠加的方式，再根据实际称量要求 加载至所需砝码量。由于拱形砝码扣在砝码支架上，其伸展部分与地面脱离并不接触，且脱离地面高度也仅 约2.5 cm，当加载不稳可能出现倾斜时，两边伸展部分 也可起到一定缓冲支撑的作用。叠加侧视图，如图7所示。
 
3.结语
综上所述，专用砝码和砝码承载支架在加载结 构上更加合理，加载总高度将约为传统锁形大砝码 叠加高度的一半，能更充分地应对承载底面积较小 的动态轴重地磅，无论在高度上还是使用安全性 上也都有更佳的表现，也为进一步利用在其他衡器 的测试上打下良好的基础。