谈地磅限位装置的改进

为保证地磅在使用中时刻处于最佳状态，除选用理想可靠的称重传感器和高强度的衡体钢结构外，设计合 理的限位装置也起着不容忽视的关键作用，它不仅可以限制衡体的过量位移，还能够防止衡体因受过大的水平冲击负 荷而影响传感器的使用寿命及计量准确度。文章提出了设计或改进限位装置应满足的几个条件，并对目前地磅应用 市场上的几种限位装置进行了分析比较，指出了其存在的优点和不足之处。同时，作者根据多年地磅管理经验，提出 了合理的限位装置型式和改进建议。

随着称重传感器制造技术、微电子技术的快速发 展和计量法规的完善，国内的地磅产品同其它 新技术一样，也得到了前所未有的快速发展和完善， 被广泛应用于港口、海关、机场、矿山、冶金化工、 物流仓储以及工矿企业的大宗载重货物车辆的称重计 量、贸易结算、安全防护等领域。这些地磅，无论是 在传感器的抗震防过载性、抗偏载性、温度漂移性、 蠕变性、防锈密封性、灵敏度、使用寿命方面，还是 在显示仪表的多功能上、管理软件人性化实用化、设 备故障自诊断功能、衡体结构高强度等方面，都达到 了一个新的水平，能够极大地满足用户的诸多需求， 甚至部分企业的地磅产品已经成为国际品牌远销 海外。

1.限位器选型条件

为使地磅经常处于最佳的使用状态，实现 预期的称重要求，用户在购置衡器产品时不仅仅要考 虑选用理想的传感器、显示仪表和设计合理的钢结构 衡体等软硬件，还应该注意所选衡器限位装置的合理 性和可靠性，确切地说，限位装置是确保衡器计量准 确、低故障率、高使用寿命的一个非常关键的因素， 在设计或改造时应满足以下几个条件：

（1）限位装置必须要有足够的强度，能够抗击纵 向和横向的水平冲击力而把衡体在很短的时间内稳定 下来以进行准确称重，但又不会在衡体发生热胀冷缩 时被卡住，在频繁的撞击下不易发生损坏；

（2）限位装置本身在有效控制衡体水平位移量的 同时，既不能对被测物体的称重数据产生干扰，又不 能妨碍衡体的垂直位移和热胀冷缩产生的位移；

（3）限位装置应成对使用，以不使衡体产生回旋 附加力矩。

另外，限位装置还要满足调整、维修方便和经久 耐用的要求，不发生使用中的限位松脱或受力杆变形折断现象。

2.几种限位器的比较

下面就对目前地磅市场上常用的几种限位装置进 行分析比较。

(1)如图1所示，这是早期衡器的限位装置简 图，以60~80t衡器为例，每台衡有三套限位装置， 在衡体纵向一侧两头各配置一套，同时具有纵向和横 向双限位，衡体中间配置一套，只有横向2个限位， 即整台衡共有纵向限位2个，横向限位6个。

这种型式的限位装置制造简单，出厂前焊接组 装，秤台安装后调节间隙到2~3mm,它完全依靠螺 栓和螺母来进行限位间隙调整和限位状态锁定。这种 装置由于维修调整操作不方便和经常性的发生螺纹锈 住、螺杆变形弯曲或折断、装置支板冲击变形、固定 底板地脚螺栓抽出等现象，已逐步被淘汰。

(2 )由于上面装置存在着受力不合理和故障率较 高的问题，许多生产厂家或用户经过改进，在沿用已 有的横向限位的前提下，将原先的每台衡2个纵向限 位，改装成4个单独的纵向限位装置，并焊装分布在衡体两纵向梁端部四角或衡体两横向端平面的四个对 称面上，称重时产生的水平冲击力也由原衡体上的限 位块承受改为由固定在爬台基础上的限位板承受。虽 然这种装置在受力方面和限位间隙调节上都较先前有 很大改进，但由于它的工作原理仍然是依靠螺杆的进 退调节来控制限位的间隙量，所以依然存在着螺纹受 力变形或潮湿锈蚀以及螺杆弯曲折断、螺杆锁定失效 松开、调节不方便的缺点。

（3）随着模块化地磅的出现，限位装置的布置也 出现了变化，一种情况是，整台衡器设置4个纵向限 位和4个横向限位，将螺杆调节式纵向限位支架对称 焊装在衡体纵向两端部，类似于第二种方式的分布， 而横向限位则焊装在地磅端部两侧的4个传感器里侧 部位上，这种装置设计的优点是解决了地磅本身盖板 多、制造工艺工序复杂的问题，缺点是横向限位调节 空间变得狭窄，且易积存污泥尘土锈蚀装置而不能调 节，再者，一些纵向限位螺栓的直径设计过小，经常 发生或螺纹损坏或螺杆变形折断的情况；另一种情况 是，将4对横、纵向限位设置在衡体纵向两侧的4个 外角部位，它方便了修理人员的间隙调整工作，而 且，有的纵向限位装置还应用了由垫片来调节间隙量 的方案，改变了由承力螺杆进退来调节间隙量的作 法，这是一种非常好的改进。这些装置的缺点是，对 纵向限位装置传统设计的弊端有所重视和改进，但对 横向限位装置存在的相同问题没有引起注意，没有完 全解决螺纹锈蚀和限位器的变形问题给间隙调节量带 来的误差问题。目前，地磅的设计者们仍然存在着一 种错误认识，就是认为称重时产生的横向冲击力不 大，没必要对横向限位作大的变动。而实际上，车辆 称重时不可能完全走直线，有绝大部分司机为了递单 或与司衡员沟通的方便，将车辆斜向上衡，这就产生 了不小的横向冲击力，致使限位器经常出现问题，甚 至需要更新。

（4）如图4所示的是一种双向限位装置，它使用 一套装置能够同时实现对纵向和横向冲击力的限制， 使整套地磅的限位装置数量减少了一半，改善了衡体 制造工艺，节约了制造成本，具有安装与间隙量调整 简便、抗冲击能力强、衡体复位性好、结构紧凑新颖的特点。装置应用的不足之处是，横向受力不合理， 易发生调节杆变形锁死或偏转，也存在着螺纹调节装 置的普遍缺陷，另外，这种装置由于采用了横纵限位 板一体化，增加了对限位板的固定设计要求和施工 难度。

（5）图5是一种市场上应用相对较少的拉杆式限 位装置，它的工作原理是利用在同一传感器固定板上 设置一对由拉杆和上下支承座组成的装置，来实现在 横纵水平方向上限制衡台的位移，装置数量的配置与 传感器配置的数量等同。这种装置在设计上力求实现 理想的衡体位移限制，但在实际应用上由于装配的误 差、支承座强度变化、拉杆联接松动、运动器之间磨 损等因素的影响而难以达到预期的效果。它的优点是 结构简单、安装使用方便，适用于称重冲击力较小的 小吨位衡器。它的优点是避免了传统意义上螺纹限位 装置的一些不足，也防止了衡体与周围基础碰撞、限 位卡住等现象发生，如果支承座和拉杆的材料及设计 尺寸选配得当并保证安装精度，这种装置的应用效果 是非常良好的。

（6）下面这套限位装置是某地磅用户在总结了目前多种在用地磅限位装置类型和其使用状况后研制开 发的专利产品。它的使用原理是，通过增减限位撞块 和支撑架之间的垫片数量和厚度来实现撞块与限位板 之间的间隙量调整。它的优点是结构简单合理、受力 均匀、坚固耐用、抗冲击强度高、可靠性好、调整维 护方便，能够应用于横向和纵向限位，它改变了使用 螺栓进行限位间隙量调整和使用螺纹进行螺杆锁定的 传统方案，避免了因螺纹锈死或螺杆变形开裂而使限 位失效的现象发生。不足之处是，撞块与限位板之间 会因为冲击力大和不断的互相撞击而出现限位器的变 形，另外，由于称重环境的不同，装置空间内会积聚 粉尘和污泥，造成垫片调整困难和拉紧的螺栓锈蚀。

3.限位器使用注意事项

通过对以上几种限位装置的分析不难看出，第5 种和第6种的限位装置是比较适合于地磅使用 的，它们不仅设计合理、结构简单、调整方便，而且非常适合于使用环境恶劣的场合，如果经过适当改进 完善，完全可以用于对已有地磅的同类改造，从而 彻底改变使用螺纹螺杆的传统设计方法。对于第4种 类型的限位装置结构，如果改进横向限位的圆柱形接 触面为球弧面，则也不失为一种好的设计。因此，在 进行限位装置改造时我们应尽可能的做到：

（1）无论是横向还是纵向限位，都要避免应用到 螺杆调节式限位装置，否则，应使用直径大一些的调 节螺杆，螺杆的受撞击头部不要为六边形棱角型式， 应为大球弧面。另外，加强对装置的检查和保养，防 止螺纹锁定松脱和调节螺杆损坏。

（2）采取合适的方法保护装置的调节部位不受到 积聚的粉尘和污泥、积水、积雪等的影响。

（3）要保证装置的制造和安装精度，使其受力达 到原设计要求，不致将水平力转化为垂直力。

（4）选择合适的限位撞块和限位顶板的匹配材料 及尺寸，并保证限位顶板或支撑板的稳固可靠，以防 止或减缓受力点的变形损坏。有时，为了节约制造成 本而简化了装置设计，却增加了以后的保养修理成本 和难度。

（5）装置的设计或改进要以满足经久耐用、维修 方便、称量准确为出发点，对一些螺纹连接件、间隙 调整垫片等应采用不锈钢或铜件，防止它们因生锈而 不能松动或厚度失准。

（6）对于拉杆式限位装置，要保证拉杆安装时的 水平调整，同时，适当加长拉杆长度也有利于调试工 作的进行；对于顶撞式限位装置，顶块头部为大球弧 面有利于改善装置受力和快速平衡复位，安装时，要 保证限位撞块运动中心线垂直于限位板和衡体截 平面。

（7）在装置的分布上，除注意成对配置外，还应 根据车辆上衡的方向性，在地磅的其它支撑部位增加 限位装置，以尽可能减少衡体回旋力矩对称量稳定性 和传感器的影响。