桥式起重机，俗称天车。所谓电子天车秤，也就是对桥式起重机所吊升物品进行重量计量的设备。
天车作为炼钢厂生产原料和产品的吊运设备，大部分都配有电子秤，根据生产规模和管理方式不同，其电子秤用数量，少则几台、十几台，多则几十台。
对于平台秤类衡器，制造厂家可以把一个完整秤台系统提供给用户。而电子天车秤则不同，在签订供购合同时，技术人员须先了解天车相关结构，然后确定能否安装传感器及其安装方式。也就是说，秤体结构设计是对天车相关结构的添加设计或改造设计。是电子天车秤组秤技术的关键与核心，并决定着电子秤质量的好坏。决定着组秤的成功与失败。
故此，笔者在这里根据多年设计和现场安装改造经验，将常用几种电子天车秤结构即传感器的安装方式和特点进行分析阐述，以供同行业相关人士参考。
一、吊板辅轴式秤体结构
如图 1 所示，辅轴和吊板将定滑轮组架起，辅轴两端由鱼背桥式传感器所支承。
(一) 传感器额定载荷的选用如图2所示，起重机吊起额定载荷 W 时每只传感器受力 P
在实际使用中，选择传感器的额定载荷时，应为计算载荷的 1.5 倍。
(二) 吊板和辅轴强度计算
1. 辅轴的强度计算
1) 辅轴的计算载荷 (吊板处)：
Qj=φ2Q Q———额定载荷 φ2———载荷系数
2) 辅轴的最大弯矩(吊板处)：
3) 吊板处断面的截面模数：
4) 弯曲应力 (吊板处)：
2. 吊板的强度计算吊板垂直轴向的 A1—A2截面的平均拉应力为：
(三) 精度等级
如图 2 所示，传感器承担被吊重物的 3/4，并且定滑轮所承担的全部重量，都由传感器支承。从而确定了称重系统的线性和综合精度，现场检定结果，其系统综合精度可达 FS0.3%以上。完全满足用户要求。
(四) 设计改造过程应注意的问题
1.如图 1 所示，设计和安装时，一定要保证卷筒外缘和吊板上部外缘之间距离S大于两根钢丝绳的直径。即能使两根钢丝绳重叠通过。
2.如图 1 所示，整个定滑轮组通过吊板和辅轴，必须完全被传感器支承。
如受结构限制，少安装一只传感器或有辅助支承分解了传感器的受力，将会使系统精度遭到破坏。
吊板和辅轴式秤体结构常用于 50t 和 50t 以下天车电子秤。
二、定滑轮轴两端支承式秤体结构
如图 4 所示，此结构是将定滑轮组轴两端用鱼背桥式传感器支承，而传感器座落在固定小车台面上的支架上。
其基本原理及其计量系统精度与吊板辅轴式是相同的。多用于 100t 和 100t 以上的起重机。
三、钢轨式传感器安装方式
依据钢轨外形，长度在 500mm 左右制成传感器。安装时按天车小车轮距，在工艺计量指定位置，将小车行走的钢轨去掉 4 段，每段长 500mm，再将传感器嵌入固定。当小车行驶到传感器固定位置时，四只传感器将小车四个车轮完全支承，即可进行计量。
这种方式优点是组秤方式简单。但缺点是必须定点称量，计量不方便。而且这种安装方式必须具备一个先决条件，那就是在传感器底部和在与钢轨结合部位的下方大梁箱内必须具有强度足够的加强筋，以确保此处大梁有足够的强度与刚性。否则计量时，此处会出现局部下陷。
以上这三种方式，第一、二种方式被炼钢厂大量采用，主要是用于天车吊运钢水和铁水的重量计量。第三种方式很少采用。
还有其他一些传感器安装方式，如小车台架式秤体结构。它的原理是将天车起重系统部分，如卷筒和动力传递驱动部分、定滑轮等固定于一个平面台架上，台架四角下方由四只钢球桥式传感器支承，传感器固定于小车台面上。这种方式计量精度很高，可达到贸易Ⅲ级秤标准。但由于结构较大，受到使用空间、制造成本等方面条件制约，目前炼钢厂不予采用。但是这种结构却大量被铝厂采用。
还有一种将卷筒一侧安装平面桥式传感器的方式，只能做超载限制器使用，因为其线性极差，故不能作为电子秤使用。
还有电子吊钩秤，如图 5 所示。
其精度很高，在炼钢厂常被用于计量钢坯重量，在吊称热坯时，用的是加有水冷防护套的吊钩秤。但无法用于吊称铁水和钢水。
还有在天车动滑轮，钢水包的龙门吊架等处安装传感器，吊称钢水，经环境考验、时间证明，效果不好，最终失败。
四、一种新型的传感器———角轴承箱体传感器
综上所述，在钢厂吊运钢水的电子天车秤，主要是吊板辅轴式和定滑轮轴两端支承式秤体结构，其核心都是围绕着定滑轮的结构在进行设计改造。
但是由于天车结构的多样性，有些天车的定滑轮结构安装方式无法加装传感器，这种现象在现场时常遇到，是让技术人员最头疼的事情。
那么，还有没有对天车结构适应性更强，又能满足钢厂钢水吊运条件的新的组秤方式呢?笔者通过长期对天车相关结构观察分析，于 2004 年提出一种新的方案，按照小车车轮轴，轴承支承架
———角轴承箱的外形尺寸，制作成传感器，其命名为角轴承箱式传感器。组秤时，用八只角轴承箱式传感器，取代原小车车轮配用的八个角轴承箱即可，如图6所示。
这样，整个小车通过八个角轴承箱式传感器座落在四个车轮上，形成了一个秤台。它具备以下特点：
(一) 计量精度高，不受钢丝绳升降的影响。
(二) 可实现双钩计量，因为是整车计量。
(三) 原天车结构无改变，无几何尺寸变化，仅是将原角轴承箱被一个外形尺寸一致的传感器取代而已。
这种组秤方式于 2005 年在普特公司实验成功。几年来已批量走向市场，效果良好，满足了用户的需求。
这种组秤方式及新型的传感器在炼钢厂天车上的应用属于首创。它在天车秤的组秤方式的完备性和实用性上迈上了一个新的台阶。打破了炼钢厂因某些天车结构条件限制无法加装电子秤的瓶颈。并带来了良好的经济效益和社会效益。
作者简介：齐双成 (1958-)，男，河北承德人，机械工程师，学士学位，曾任普特智能电子有限公司生产制造副总经理，长期从事电子秤研制及其秤体结构设计工作。
