文章針對鋼鐵廠(chǎng)和鑄造廠(chǎng)韋運鋼(鐵)水的起重機(行車(chē))上的電子秤存在容易失靈的問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)地觀(guān)察 分析，并提出了切實(shí)有效的改進(jìn)措施。

鋼鐵廠(chǎng)和鑄造廠(chǎng)吊運鋼(鐵)水的起重機(行車(chē))上都安裝有 電子秤。傳感器是電子秤的感應部件，也是主要部件之一，為 使稱(chēng)量準確，傳感器應安裝在能夠準確感受吊物重量引起的壓 力的地方（比如行車(chē)定滑輪軸的正下方)。

一些小鋼鐵廠(chǎng)和鑄造廠(chǎng)反映，吊運鋼(鐵)水的小噸位行車(chē) 上的電子秤比別的行車(chē)上的電子秤更容易失靈，生產(chǎn)常常因此 受到影響。到現場(chǎng)查看后，我們發(fā)現，行車(chē)的定滑輪軸及傳感 器安裝在小車(chē)架的上平面以下(見(jiàn)圖1)，暴露在溫度很高的鋼 (鐵)水的正上方，沒(méi)有任何遮擋，傳感器直接被鋼(鐵)水高溫 烘烤。很明顯，電子秤容易失靈，是傳感器被鋼(鐵)水高溫烘 烤所致。

因此，要徹底解決這個(gè)問(wèn)題，必須把傳感器的安裝位置移 至小車(chē)架的上平面之上，使傳感器能夠被小車(chē)架遮擋住，避免 鋼(鐵)水的直接高溫烘烤。為此，我們對整套定滑輪組進(jìn)行了 改造(見(jiàn)圖2)。

1.定滑輪組的結構改進(jìn)

(1)傳感器的安裝位置的改變。首先，傳感器（見(jiàn)圖1和圖2中的序號4)的安裝位置改變了，這是最根本的改進(jìn)。

即，改進(jìn)前傳感器安裝在小車(chē)架上平面之下，改進(jìn)后傳感器 安裝在小車(chē)架上平面之上。為此，必須進(jìn)行下面（2)、（3)和 (4)共3項改進(jìn)。

（2）增加4塊側板（見(jiàn)圖2中的序號2)，側板的材料采 用Q235-B,側板尺寸為：厚度50 mm,寬度500mrt,長(cháng)度 900 mm;每塊側板上下各加工1個(gè)通孔，上下通孔的直徑分 別為：$ 150mm和$ 110mm, 2個(gè)通孔的中心距離為510mm; 4塊側板分為2組，每組2塊，在每組側板下面裝配一根定滑 輪軸（定滑輪軸2端的軸徑均為￠ 110 mm),在每根定滑輪軸 上裝配2個(gè)定滑輪（見(jiàn)圖2中的序號6),即定滑輪和滑輪軸 懸掛在側板的下面，不與其他零部件接觸。

（3）增加1根長(cháng)軸（見(jiàn)圖2中的序號1),長(cháng)軸的材料采用 40 Cr,長(cháng)軸的總長(cháng)度為864 mm,長(cháng)軸的直徑為￠150 mm; 長(cháng)軸穿進(jìn)4塊側板上面￠150 mm的孔中，即4塊側板吊掛在 長(cháng)軸的下面，長(cháng)軸兩端的下面均壓著(zhù)傳感器，傳感器則安裝在 小車(chē)架上平面之上。為使側板能夠定位，每一組側板的兩板之 間的長(cháng)軸上還要安裝一個(gè)擋圈（見(jiàn)圖2中的序號3)。

（4）定滑輪軸（見(jiàn)圖2中的序號5)的加工改造：把2根 定滑輪軸兩端的直徑加工為$110 mm,使之與側板下面的通 孔直徑（￠110mm) —致，以使2者能夠裝配在一起。定滑 輪軸的中間段無(wú)需改變，和改進(jìn)前一樣。

2.長(cháng)軸的設計與計算

由于固定滑輪組的下面通過(guò)鋼絲繩直接連接的是吊鉤組和 吊物一~鋼(鐵)水包，因此，上述長(cháng)軸和側板的安全直接關(guān)系 鋼(鐵)水包的安全，必須對兩者進(jìn)行詳細的設計與計算。

因側板的設計與計算比較簡(jiǎn)單，本文不作詳述。以下僅對 長(cháng)軸的設計與計算進(jìn)行詳述（以額定起重量63 t為例)。

2.1長(cháng)軸的截面幾何性質(zhì)

根據圖2可確定：

長(cháng)軸的直徑D = 150 mm = 0.15 m;

長(cháng)軸的總長(cháng)為864 mm;

長(cháng)軸的跨度（計算長(cháng)度）L = 758 mm = 0.758 m;

長(cháng)軸的截面積A = πD2/4= tt x0.152/4 = 0.017 662 5 m2;

長(cháng)軸的抗彎截面模量(根據《機械設計手冊》，化學(xué)工業(yè)出 版社出版)：W, = πDV32 = x 0.153/32 = 0.000 331 2 m30 

2.2長(cháng)軸的受力分析與計算

長(cháng)軸的受力為簡(jiǎn)支梁受力模式(見(jiàn)《機械設計手冊》，化學(xué) 工業(yè)出版社出版），長(cháng)軸兩端的2個(gè)傳感器為簡(jiǎn)支點(diǎn)，中間4 塊側板為4個(gè)集中載荷（P,、P2、P和P4，見(jiàn)圖3)。為偏于 安全計算，并且簡(jiǎn)化計算，把4個(gè)集中載荷簡(jiǎn)化為一個(gè)集中 載荷(P),這一個(gè)集中載荷為4個(gè)集中載荷之和（P = P1+P2 + P3+ P4),其位置在長(cháng)軸的跨中（見(jiàn)圖4)。

2.2.1長(cháng)軸受到的集中栽荷(P)的計算

起重機（行車(chē))的額定起重量：Q = 63t = 63OOOON (含吊 具鋼水包的重量);

動(dòng)載系數：K = 1.1;

計算載荷：（Q計 = KQ=l.lx630 000 = 693 000N;

滑輪組的倍率為5，受力鋼絲繩總支數為5 x 2 = 10; 定滑輪數量為4個(gè)，定滑輪組上受力鋼絲繩總支數為4x 2 = 8；

長(cháng)軸的集中載荷：計 X 8/10=693 000x8/10 = 554 400No

2.2.2長(cháng)軸受到的最大彎矩(Mmax)的計算

根據《機械設計手冊》(化學(xué)工業(yè)出版社出版),計算過(guò)程如

下：

Mmax=PL/4 = 554 400 x 0.758/4 = 105 058.8 N-m 最大彎矩的位置在長(cháng)軸的跨中。彎矩(JW)圖見(jiàn)圖5。

2.2.3長(cháng)軸受到的最大剪力（Qmax)的計算

根據《機械設計手冊》(化學(xué)工業(yè)出版社出版)，計算過(guò)程如

下：

Qmax = P/2 = 554 400/2 = 277 200 N 剪力(0)圖見(jiàn)圖6。

2.3長(cháng)軸的強度計算

2.3.1長(cháng)軸跨中受到的最大正應力的計算

根據《材料力學(xué)》(高等教育出版社出版)，長(cháng)軸跨中受到的 最大正應力為：

trm = = 105 058.8/0.000 331 2 = 317 206 522 N/m2 = 317.2 MPa

2.3.2長(cháng)軸受到的最大剪應力(Tmax)的計算

根據《材料力學(xué)》(高等教育出版社出版)，計算過(guò)程如下： Tmax=4Qm/( 3A) = 4x277 200/( 3x0.017 662 5)

=20 925 691 N/m2 = 20.9 MPa

2.3.3長(cháng)軸跨中受到的最大合應力(o合)的計算

a合=V317.22 +20.92 = 317.9 MPa

2.3.4長(cháng)軸的強度校驗

長(cháng)軸的材料選用40Cr。根據《材料力學(xué)》(高等教育出版 社出版)及《起重機設計手冊》（中國鐵道出版社出版），40 Cr 的屈服強度為o'. = 500 MPa,安全系數取U.5,則容許應 力為：[o'] = (tJK, = 500/1.5 = 333.3 MPa。 a合BP，長(cháng)軸的強度足夠。

長(cháng)軸的剛度計算本文不作詳述。

3.結語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述的改進(jìn)設計，鋼鐵廠(chǎng)和鑄造廠(chǎng)吊運鋼(鐵)水行車(chē)上的電子秤可以像別的行車(chē)上的電子秤一樣正常工作了，不 容易出現失靈。因為改進(jìn)后，電子秤的傳感器處在小車(chē)架上 平面之上了，傳感器被小車(chē)架遮擋住，不會(huì )被高溫鋼（鐵)水 直接烘烤。

其中的2項主要的結構改變(長(cháng)軸和側板)也很安全，沒(méi)有 任何變形。這說(shuō)明，這樣的改進(jìn)設計是成功的。