動態(tài)軌道衡工作原理

1、. 動態(tài)軌道衡n 一、概述鐵路運輸?shù)拇笞谏⒀b貨物大部分需要經(jīng)軌道衡計量，軌道衡的應(yīng)用普及煤炭、冶金、電力、石化、機械、建材、鐵路、港口等各個行業(yè)。鐵路是國民經(jīng)濟的大動脈，鐵路貨運量占全國總貨運量的比重很大，大約占50%左右。在每年鐵路貨運量中，需用軌道衡計量的散裝貨物占大部分，所以軌道衡計量準(zhǔn)確度與否，對于企業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效果和政治影響都很大。 我國鐵路運輸是煤炭最為重要的運輸方式，占年煤炭運量的比重超過六成，按年產(chǎn)煤炭產(chǎn)量20億噸計算，就是12億噸。如果其他行業(yè)原料和產(chǎn)成品的50%用鐵路運輸，一年鐵路上要有20多億噸的貨物流動。而這些貨物進出企業(yè)都離不開軌道衡的計量。現(xiàn)在我國已安裝400

2、0余臺動、靜態(tài)軌道衡。n 二、結(jié)構(gòu)1.稱重傳感器工作原理 被測負(fù)荷作用在彈性體上，使彈性體產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形；通過粘貼在彈性體上的電阻應(yīng)變計，被彈性體的彈性變形轉(zhuǎn)換為電阻應(yīng)變計電阻的變化（電阻增大或減少）；再通過測量電路將電阻應(yīng)變計電阻的變化，轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流）輸出。分類： 柱式 橋式 輪輻式 板式 懸臂梁式選用的一般原則 最大秤量 承載器的自重、沖擊載荷、稱重傳感器的靈敏度等； 靈敏度 稱重指示器的靈敏度、稱重傳感器的靈敏度、衡器的靈敏度； 準(zhǔn)確度等級 每只稱重傳感器的準(zhǔn)確度等級、多只稱重傳感器組合誤差； 結(jié)構(gòu) 安裝空間、維護方便、側(cè)向力影響、剛度、數(shù)量、校驗等。2、接線盒由于傳感器

3、在出廠時，傳感器的一致性不一定很理想，再加上現(xiàn)場使用中的環(huán)境因素及安裝手段的限制，給多個傳感器并聯(lián)組帶來不平衡問題。為解決以上問題，需選用接線盒來調(diào)節(jié)傳感器系數(shù)與傳感器輸出阻抗之比（mv/v）接近一致，從而保證整個秤體的平衡。調(diào)整機械臺面水平，對于有四個以上的傳感器受力不一致，只靠電位器的補償是補償不過來的，因此應(yīng)先調(diào)整傳感器高度，在三個分度值范圍內(nèi)，再用電位器補償跳到基本一致，這是一個反復(fù)的過程，由于機械臺面的變形，調(diào)一個角可能影響兩個角，升值三個角，只有反復(fù)實驗。3.稱重指示器（通道） 基本原理 通過稱重傳感器的信號變化，用數(shù)字的形式顯示出實際重量。動態(tài)軌道衡的工作原理車輛判別方法 模擬量

4、車型判別法（信號電壓波形法） 轉(zhuǎn)向架稱重方式中稱重傳感器輸出的信號電壓波形如圖所示： 平臺2 平臺5 平臺1 平臺3 平臺4 跳變 零點 零寬 2 1圖為兩節(jié)車聯(lián)掛通過軌道衡的理想波型圖。當(dāng)臺面沒有車輪時，稱為零點。車輪上或下臺面時產(chǎn)生的重量變化叫跳變。一個或兩個車輪在臺面上運行所維持的一段較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)區(qū)間叫平臺，列車的重量由前轉(zhuǎn)向架和后轉(zhuǎn)向架承重，只要求得，前后轉(zhuǎn)向架的重量兩者相加就是整節(jié)車的重量。圖中平臺2是前轉(zhuǎn)向架，平臺5是后轉(zhuǎn)向架。平臺2是零寬的倒數(shù)第二個平臺，平臺5是零寬的正數(shù)第二個平臺。在程序中用遞進的方式保持2個平臺。當(dāng)出現(xiàn)一個零寬時，把倒數(shù)第二個平臺的值送入前轉(zhuǎn)向架暫存單元，做

5、好標(biāo)記和平臺計數(shù)，出現(xiàn)第二個平臺后把值送入后轉(zhuǎn)向架暫存單元，把與前轉(zhuǎn)向架的值相加得到節(jié)重去顯示存儲。開關(guān)信號法 信號是通過接近開關(guān)輸出的，每通過一根軸，發(fā)出一個信號。4.機械結(jié)構(gòu) 承載器一般是由鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu) 限位裝置 臺面的穩(wěn)定系統(tǒng)由縱向限位、橫向限位和抗扭梁構(gòu)成。過渡器 為減少車輪通過防爬軌和稱重軌接縫處時產(chǎn)生的沖擊振動，在四個軌縫處分別接了一個橋式過渡器。 防爬軌架 防爬軌架是安裝在稱量軌兩端的基礎(chǔ)中，用于固定防爬軌的一個型鋼焊接的框架。5.基礎(chǔ) 基礎(chǔ)不單單是指安裝承載器的部分，還應(yīng)包括兩端25米混凝土整體道床和平直線路6.接地 電子軌道衡作為一種準(zhǔn)確稱量物料質(zhì)量的電子計量設(shè)備，

6、必須對各種干擾有一定的保護和屏蔽接地措施，以確保其安全運行。 保護性接地 主要用于防護直擊雷、感應(yīng)雷和靜電的破壞。接地電阻一般應(yīng)小于4。 屏蔽接地 主要用于抑制噪聲干擾。接地電阻一般應(yīng)小于1。使用中應(yīng)定期檢查接地裝置的良好性。三、操作與維護1 開機順序（1）打開凈化穩(wěn)壓電源；（2）依次打開不間斷電源、多功能插座；（3）打開稱重通道預(yù)熱30分鐘；（4）依次打開微機顯示器、主機、打印機。2 機械部分的日常維護為了保證稱重臺面經(jīng)常的處于正常的工作狀態(tài)，除必要的調(diào)整外，還必須注重經(jīng)常的進行維護和保養(yǎng)。（1）經(jīng)常對臺面進行清掃，由于被稱車輛對某些散裝貨物（尤其是粉、砂狀貨物）的泄露及大自然風(fēng)沙、灰塵的污

7、染，會在臺面上、下形成污垢或雜物堆積，破壞了良好的工作環(huán)境。還有長時間的污垢堆積，遇潮氣（或雨水）會造成稱臺表面的腐蝕，都有可能影響正常的稱量工作，所以及時的、經(jīng)常的對稱臺進行清掃，是保證稱量工作正常使用不可缺少的良好制度。 （2）要經(jīng)常檢查臺面各部分的螺母、螺栓有無松動現(xiàn)象，限位拉板、拉桿松緊程度是否發(fā)生變化，水平是否發(fā)生變化，過渡器處有無異常現(xiàn)象，臺面各部分有無卡死和松動，如有異常，要及時維修調(diào)整。（3）對各種聯(lián)結(jié)件（如螺栓等）要經(jīng)常涂油，防止生銹。（4）如發(fā)現(xiàn)稱臺表面油漆脫落，應(yīng)及時補涂。3 電氣部分的日常維護（1）計算機要專人專用，絕對禁止向硬盤拷入其它程序和玩游戲，嚴(yán)防計算機病毒侵入

8、，影響軟件運行。（2）保持室內(nèi)清潔，電氣系統(tǒng)各部件應(yīng)蓋上防塵罩。（3）儀器的所有插接件都應(yīng)插接牢固。（4) 儀表的地線要可靠接地，防止干擾的竄入。（5）硬盤工作時，禁止重新啟動計算機（冷熱啟動）四、注意事項1.軌道衡使用前請務(wù)必仔細(xì)閱讀本使用說明書及有關(guān)技術(shù)文件，按要求認(rèn)真操作和維護。2.本產(chǎn)品應(yīng)在允許的供電電壓和頻率范圍內(nèi)使用，以免造成不應(yīng)有的故障。若本地電壓不穩(wěn)定易出現(xiàn)波動，應(yīng)考慮加裝穩(wěn)壓電源。3.儀表和承重臺應(yīng)接地，接地電阻不大于4。接地網(wǎng)引入線處接觸面應(yīng)處理好，以減少接觸電阻，并接好傳感器部位的跨接地線。4、用戶應(yīng)在產(chǎn)品上安裝有效的避雷設(shè)施。由于雷電對于設(shè)備的危害表現(xiàn)形式比較復(fù)雜，應(yīng)視

9、產(chǎn)品安裝地點具體地理、氣象情況采取相應(yīng)的防護措施，雷電防護應(yīng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)建筑防雷設(shè)計規(guī)范（GB50057-94）和工業(yè)與民用電力裝置的過電壓保護設(shè)計規(guī)范（GB64-83）的規(guī)定，最好在產(chǎn)品安裝前與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T聯(lián)系，請其根據(jù)安裝地點的雷電危害情況選擇合理的防護措施。5.在無人看管時，須將總電源插頭撥下。6.傳感器信號電纜不可任意減短或接長。7.軌道衡是精密的計量設(shè)備，潮濕對電子器件、傳感器的使用度及穩(wěn)定性影響很大，對機械設(shè)備的銹蝕影響也很大，所以在秤體周圍及基礎(chǔ)內(nèi)必須有完善的排水措施，保證排水管良好，嚴(yán)防傳感器、信號電纜浸泡在水中。多雨地區(qū)應(yīng)在軌道衡上空加蓋防雨棚。8.列車稱重時應(yīng)平穩(wěn)通過臺面，

10、禁止在計量過程中突然加速或制動。9.要經(jīng)常檢查臺面各部位的螺母螺栓有無松動現(xiàn)象?？v橫向限位器應(yīng)處于水平狀態(tài)，縱橫向限位器活動量不超過23（應(yīng)隨季節(jié)溫度變化進行調(diào)整），兩端軌道間隙和軌道上平面高度變化情況有無異樣。如有異樣應(yīng)及時維修調(diào)整。10.各部聯(lián)接螺栓要定期擦試并涂黃油防止生銹。承重架和臺板均為焊接鋼結(jié)構(gòu)，焊縫較多，易生銹，除注意防潮外，每年應(yīng)酌情油漆一次。11.禁止在臺面上進行電焊作業(yè)，以免造成傳感器和儀表內(nèi)部電路損壞。12.用戶在控制室安裝電鈴等設(shè)備時，電鈴的電源不應(yīng)與儀表控制系統(tǒng)接入同一線，儀表控制系統(tǒng)電路上不應(yīng)接有感性負(fù)載。13.不得隨意拆開本產(chǎn)品的機件，更不得隨意更換內(nèi)部零件、若有

11、問題請與我公司技術(shù)服務(wù)部門聯(lián)系。14.使用時若發(fā)生意外，立即切斷電源、請專業(yè)人員進行診斷，嚴(yán)禁非專業(yè)人員拆卸。15.為保證產(chǎn)品長期準(zhǔn)確使用，應(yīng)定期檢定和檢修，原則上檢定周期不超過半年。五、影響計量準(zhǔn)確度的幾種因素1制造質(zhì)量影響的原因可以分為四部分： （1）秤體結(jié)構(gòu)問題當(dāng)秤體主梁由于設(shè)計的剛度較低時，由于主梁變形量大，造成稱重傳感器產(chǎn)生偏載分力，影響計量準(zhǔn)確度。秤體結(jié)構(gòu)由于制造工藝問題：一般焊接結(jié)構(gòu)件，由于熱加工會在焊縫中積蓄大量的應(yīng)力，一定要在短時間內(nèi)采用加熱法和振動法，使這些應(yīng)力均化。如果帶有應(yīng)力，主梁機加工時會產(chǎn)生變形，使在產(chǎn)品安裝調(diào)試時的時間增長。（2）稱重傳感器性能問題由于選用的稱重傳

12、感器的結(jié)構(gòu)，彈性體材質(zhì)，應(yīng)變片質(zhì)量，制造工藝等質(zhì)量原因，會造成稱重傳感器的線性、重復(fù)性、滯后、蠕變、靈敏度系數(shù)、溫度影響量等性能超出允差范圍，從而影響車輛稱量準(zhǔn)確度。（3）稱重儀表性能問題由于選用的稱重儀表（或通道）的設(shè)計，制造問題，直接會影響車輛動態(tài)稱量的質(zhì)量。例如器件噪聲，采樣速度、抗干擾能力、防濕防塵能力等技術(shù)的采用。（4）計算機軟件問題由于采樣距離和判別距離不能很好的兼顧（車輛結(jié)構(gòu)、秤體長度、稱重儀表的采樣速度、計算機軟件的采樣速度等），會造成誤判、丟車等問題。2線路（1）當(dāng)稱量臺面安裝在一個坡度較大的線路上時，由于車輛或轉(zhuǎn)向架重心位置產(chǎn)生的偏移會造成計量誤差。對于C62型車型的車輛來

13、講，0.1%的坡道會影響軸重最大相對誤差0.1%，所以在GCU型動態(tài)電子軌道衡的使用手冊中專門注明兩端應(yīng)各有不小于50米的直線段，并且線路坡度不大于0.05%。（2）當(dāng)稱量臺上鋼軌和引線軌的高差大于1mm時，會使稱量準(zhǔn)確度的產(chǎn)生高于±0.1%的誤差。3、車輛車輛各部的問題也是影響動態(tài)電子軌道衡稱量準(zhǔn)確度因素。如：輪箍的磨損量、連接鉤的摩擦力、減震彈簧的變形量等等。當(dāng)然，車輛的心盤距、轉(zhuǎn)向架距、鉤舌距如果懸殊太大也會對稱量結(jié)果產(chǎn)生很大影響。4振動 當(dāng)車輛在行時中，由于車輛減震彈簧、稱量臺機械結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土、基礎(chǔ)、稱重傳感器都在振動，要提高計量準(zhǔn)確度，就必須降低車速。加大稱量臺主梁的剛

14、度，減小軌縫過渡時的沖擊，加長引線軌平直道的長度，以減小振動引入的誤差。5牽引力 當(dāng)車輛裝載重量不一樣時，車鉤高度也不一樣（例如C62車滿載時，車鉤位置比空車低27mm），當(dāng)編組時前后車輛載荷懸差較大時，牽引力通過車鉤會改變車輛在稱重臺上的稱量準(zhǔn)確度。推拉狀態(tài)的不同影響值也不同。這也就是為什么，動態(tài)檢定時總是將最輕的車輛放在最后的原因。6變速 由于車輛的重心到軌道有1.5米長的距離，當(dāng)車速改變時，必然產(chǎn)生加速度，車輛的加速度又必然導(dǎo)致產(chǎn)生重力以外的作用力，這個作用力會對車輛產(chǎn)生一個附加力矩，使稱量值加大（或減少），對于多次上衡稱量的計量方式，車速變化對其稱量準(zhǔn)確度的影響最大。7 過渡器 接頭處

15、是車輛對軌道沖擊的主要部位，是鋼軌易磨損，失效的薄弱環(huán)節(jié)。為了緩和沖擊，使輪載逐漸加到稱量臺面上安裝合理合格的過渡器是一種好方法。過渡時間越長，沖擊就越緩和。8限位器由于各種因素，使稱量臺受到水平力的作用，如果臺面承重梁產(chǎn)生水平位移，將會影響到臺面承重部分對垂直的傳遞。為了減少這種位移量，必須用限位器將水平力限制在一定范圍之內(nèi)，否則就會使傳感器受側(cè)向力的影響而產(chǎn)生計量誤差。在GCU型動態(tài)電子軌道衡使用手冊中規(guī)定縱向拉桿，橫向拉桿必須進行拉力預(yù)緊，預(yù)緊力矩分別為600N.m和500N.m同時必須將防松螺母背緊。9基礎(chǔ) 基礎(chǔ)是產(chǎn)品的一部分?；A(chǔ)的承載力、穩(wěn)定性是產(chǎn)品性能的保障。六、常見故障及排除1

16、、 重復(fù)性差、零點漂移大A、檢查設(shè)備接地是否良好B、檢查稱量臺面：檢查限位裝置及地腳螺栓是否緊固、傳感器是否垂直受力、過渡器是否自由隨動、臺面軌和引軌是否有間隙；查看兩根稱重梁質(zhì)檢的鏈接橫梁的松緊度，必要時松開重新緊固；C、檢查傳感器：在接線盒內(nèi)用萬用表檢查每只傳感器的正激勵和負(fù)激勵間的電壓值（在接線柱上側(cè)），其直流電壓約為20V(或12V)?？粘訒r傳感器正輸出信號和負(fù)輸出信號之間的電壓應(yīng)在0.21.0mv范圍內(nèi)。如果傳感器供橋電壓不穩(wěn)定或漂移則表明稱重轉(zhuǎn)換器的供橋電源損壞，如果傳感器供橋電壓穩(wěn)定而輸出信號不穩(wěn)定或漂移則表明傳感器損壞；確認(rèn)傳感器損壞的檢測方法：在接線盒中分別單獨將每只傳感器輸出正信號與負(fù)信號脫離接線柱測量，輸出值偏差較大的傳感器有故障。2、 空秤重量異常將稱重轉(zhuǎn)換器上的傳感器信號插頭取下，接入模擬器，通電后觀察工作是否正常。如果不正常則稱重轉(zhuǎn)換器有故障。如果稱重轉(zhuǎn)換器工作正常，檢查接線盒及傳感器；檢查接線盒：是否有無水汽侵入，如有需要用酒精擦