Способ поосного взвешивания объектов железнодорожного состава в движении

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1425465 A i (5и 4 С 01 С 19/04

13 „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-ОЯ gy +085

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4214035/24-10 (22) 24.03.87 (46) 23.09;88. Бюл. № 35 (71) Челябинское областное производственное объединение "Вторчермет" (72) Э.Ф.Драчук, В.Н.Бессонов и В.M.ßíêoâñêèé (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 1177683, кл. С 01 G 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ !278604, K . G 01 G 19/04, 1985. (54)(57) 1. СПОСОБ ПООСНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА В ДВИЖЕНИИ, включающий измерение с помощью весовых модулей осевых усилий объектов, определение направления движения и осности взвешиваемых объ ектов, нахождение масштабирующих осевых коэффициентов путем тарирования весовых модулей контрольными объектами различной осности, определение массы взвешиваемого объекта суммированием произведений результатов взвешивания по осям на соответствующие осевые коэффициенты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, при тарировании весовых модулей одну из тележек контрольных объектов загружают до задан" ной грузоподъемности, а другую оставляют порожней, осевые коэффициенты вычисляют и запоминают отдельно для порожней и груженой тележки, а при определении массы взвешиваемого объекта проводят оценку в первом приближении веса его оси и в зависимости от его значения выбирают ряд осевых коэффициентов, соответствующих порожней или груженой тележке.

2. Способ по п. 1„ о т л и ч а ю— шийся тем, что при перегруженном или неполностью загруженном объекте осевые коэффициенты находят путем интерполяции осевых коэффициентов для груженых и порожних объектов.

1425465

t5

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности взвешивания.

На фиг. 1 и 2 изображены графики, поясняющие способ поосного взвешивания соответственно для четырехосного и шестиосного железнодорожных объектов, например вагонов; на фиг. 3 блок-схема устройства для реализации способа °

Ввиду наличия у каждой тележки подвижного объекта автономной систе:мы рессорного подвешивания перераспределение осевых нагрузок от неров1 ности пути, предположим, под осью 1 первой тележки происходит только между осями 1, и 2 этой тележки без влияния на оси 3 и 40 этого объекта.

Отсюда следует, что несмотря на то, что у различных подвижных объектов первая и вторая тележки разнесены на разные расстояния, механизм взаимодействия вагона с неровностями пути . определяется типом тележки и ограничивается случаями двухосной (фиг. 1) и трехосной (фиг. 2) тележек. Четырехосная тележка восьмиосного вагона состоит иэ двух независимых двухосНых тележек и не составляет самосто тельного типа. При движении 1 1лево (фиг. 1а) первой оси 1„ по весовым

Модулям ВМ, края которых при длине

Модулей 1300 мм имеют координаты (в метрах) +0,65 и -0,65, вторая ось

2 проходит расстояние от координаты

+2,45 до координаты +1,15 с правой стороны модулей ВИ. Аналогично происходит взвешивание при проезде по

Весовым модулям ВМ третьей оси объекта. Соответственно, при взвешивании второй оси 2, (и четвертой оси 4,) взаимодействуют неровности весового модуля и участка железнодорожного пути с координатами от -2,45 до -1,15

На фиг. 2а показан график взвешивания первой оси 1 трехосной тележки, взаимодействующие с второй и третьей осями участки пути выделены (от +1,1 до +2,4 и от +2,85 до +4, 15)

На фиг. 23 и g показаны графики взвешивания второй 2, и третьей 3 осей.

Для конкретного железнодорожного пути взаимодействие неровностей пути и весового модуля имеет при идеальном состоянии колес подвижного объекта ие случайный, а детерминированный характер и, следовательно, может быть заранее учтено с помощью осевы:.

I коэффициентов, т.е. индивидуальных для каждой оси масштабных множителей.

Для четырехосного Объекта это — коэффициенты К4, и К4, а для шестиocHoI Î K ь Кь< Кь 3 (первОе числО индекса означает осность объекта, второе — номер оси).

Осевые нагрузки для четырехосного и для шестиосного объектов могут быть получены, например, взвешиванием контрольных объектов на имеющихся в эксплуатации двуМплатформенных железнодорожных весах путем последовательного передвижения все большего количества осей с одной весовой платфоро* мы на другую.

После прокатывания с малой скоростью (2-3 км/ч) такого контрольного объекта по весовым модулям определяются результаты взвешивания по осям

Р4 — P44 для четырехосного объекта

41 и Рь(Р66 для шестиосного Объекта.

Осевые коэффициенты при этом находятся делением известных масс осей контрольного объекта на полученные значения масс тех же осей в результате измерения, Например К, =Р„„ /Р4, и т.д.

Взаимодействие неровностей весовых модулей и задействованных участков пути при порожнем и загруженном вагонах и, соответственно, перераспределение осевых нагрузок подвижного объекта носит различный характер и должно учитываться осевыми коэффициентами различной величины. В связи с этим введено два уровня (два ряда) осевых т т коэффициентов: уровень тары К„,,К4, .т т b 3 урОвень брутто K, K .8 3

Кь1 Кь . При этом для обеспечения определения указанных рядов осевых коэффициентов способ предусматривает использование одного и того .же контрольного объекта, одна из тележек которого загружается до максимальной грузоподъемности, а другая Оставляется порожней. Таким образом, за один проезд по: весовым модулям В11, предположим, четырехосного объекта опрет деляются кОэффициенты К, К H К4, Г

К4, которые запоминаются. В дальнейшем при взвешивании любого подвижного, объекта первоначально определяется ориентировочный вес его оси, по котооому делают вывод, что взвешива1425465 ется: порожний вагон (при весе оси около 5тс) или груженый вагон (при весе оси около 20тс). Соответственно этому при взвешивании порожнего ваго.5 на для определения массы всего объек- та используются коэффициенты иэ ряда тары, а при взвешивании груженого вагона — коэффициенты из ряда брутто.

Если в составе встречается перегру-10 груженный или неполностью загруженный объект, то осевые коэффициенты находят путем интерполяции соответствующих коэффициентов для груженых, и порожних объектов. Интерполяцию осуществляют путем решения уравнения прямой, проходящей через известные т 8 точки (Р, К ) и (Р, К ), относительно измеренного значения аргумента Р„: 20 х К „г

К = — -Рх+i: Р х где — = ---- — угол наклона указанhP Р -Р ной прямой; ,х 25

К вЂ” искомое значение осевого коэффициента;

К вЂ” осевой коэффициент при осевой нагрузке, равной нулю, определяемой только геомет- рическими неровносЭ. тями.

Указанная интерполяция осуществляется для каждого иэ осевых коэффициентов К в 142 s К6 Каза 35

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит (фиг. 3) встроенную в железнодорожный путь 1 грузоприемную платформу из двух весо-.лО вых модулей 2, расположенных один против другого под соседними рельсами пути 1 и соединенных с фундаментными блоками 3 с помощью струнокфиксаторов 4. Осевое усилие переда- 45 ется через колесо 5 на весоиэмерительные датчики 6, соединенные через аналого-цифровой преобразователь 7 с шинами 8 адреса данных и управления микропроцессорного блока 9 обработки, содержащего центральный процессор 10> оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 11, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 12 и связанного через интерфейс 13 регистрации с терминальным блоком 14, а также через интерфейс 15 с клавиатурой 16, путевые датчики 17 и 18 схемы..19 управления, связанной с входами блока 20 идентификации, соединенного через компаратор

21 с выходом весоизмерительных датчиков 6.

Для возможности распознавания вагонов и локомотивов или других нерегистрируемых объектов путевые датчики 17 и 18 расположены от весовых модулей 2 на расстоянии (около

1950 мм), большем типового межосевого расстояния вагонов (1800-1850 мм), но меньшем типового межосевого расстояния локомотивов (2100-220(мм). Выходы блока 20 идентификации ТП (тележка подъехала) и ТВ (тележка въехала) подключены к шинам 8 адреса данных и управления микропроцессорного блока 9 обработки.

Первая и вторая тележки четырехосного подвижного объекта 22 (фиг.3) связаны с колесами 5 через системы

23 и 24 рессорного подвешивания. Для превращения подвижного объекта 22 в контрольный объект одна из его тележек загружается грузом 25, жестко закрепленным на платформе и равным по массе половине грузоподъемности объекта.

Груз 25 располагается между третьей 3, и четвертой 4, осями объекта

22 так, что первая 1 и вторая 2 оси объекта 22 оказываются незагруженными, а оси Зо и 4 — загруженными до максимальной нагрузки.

Способ осуществляют следующим образом.

При наезде первого колеса 5 первого в составе объекта 22 на путевой датчик 17 или 18 схема 19 управления вырабатывает один из сигналов Л (движение левое) или П (движение правое) и на блок 20 идентификации на все время взвешивания данного состава выдаются сигналы Д и Д (1-й датчик и 2-й датчик), причем сигналу Ду соответствуют срабатывания того из путевых датчиков 17 (18), который сработал первым. Блок 20 идентификации при подъезде к модулям 2 каждой тележки объекта 22 формирует по сигналам Д, сигнал В (вагон), поступающий на шины 8 адреса блока 9.

Программа работы процессора 10 записанная в ПЗУ 12, предусматривает постоянную проверку состояний сигналов Н и В (наезд) и (вагон), При наличии обоих признаков H и В процессор 10 начинает цифровую обработку кодов аналого-цифрового пре1425465 обраэователя 7, т.е. обработку сигналов весоизмерительных датчиков 6.

В результате такой обработки по одному из известных алгоритмов получают интегралы, представляющие результаты для всех осей объекта 22.

Для получения укаэанных интегралов требуется, чтобы обрабатывались сигналы датчиков 6 в течение всего времени проезда по модулям 2 той или иной оси объекта 22, так как только такая обработка полностью устраняет влияние неровностей пути и различие результатов при изменении направления движения, Перед началом работы по взвешиванию объ ктов 22 с клавиатуры 16 в

ОЗУ 11 вводятся значения масс осей контрольных объектов: Р4,, — Р4 „ для четырехосного, и Р6,, — Р,„-„ для шестиоснога контрольного объекта, причем одна из тележек каждого контрольного объекта оставлена порожней, а другая загружена до максимальной грузоподъемности.

Далее на клавиатуре 16 набирается код теста "Динамическое мас1птабирова;ние и начинается прокатывание конт;рольных объектов по модулям 2. Тест

"Динамическое масштабирование" предусматривает определение указанным об;разом интервалов Р4 — Р44 для четы, рехосного объекта и Р6, — Р66 для

ыестиосного объекта и подсчет осевых коэффициентов.

После каждого прокатывания контрольного объекта вычисленные осевые

Коэффициенты вводятся на табло термиНального блока 14 и записываются оператором. После нескольких прокатываний значения коэффициентов анализируются на сходимость, производится при необходимости их усреднение, после чего принятые окончательно значения осевых коэффициентов с клавиатуры 16 вводятся в ОЗУ 11 для постоянного употребления.

Взвешивание подвижных объектов осуществляется следующим образом, Сформированное схемой 19 направление движения определяет порядок выемки из ОЗУ 11 осевых коэффициентов, например, прямой порядок при левом движении (Е41 р К 42 > Е 6t — 63 ) или обратный при правом движении (K42, 1(4 К63 I(6 K6 ) gJ1H умно1KeII14 I тегралов, получаемых в результате обработки блоком 9 сигналов весоизмерительвых датчиков 6.

Блок 20 идентификации выдает сиг5 нал В за время взвешивания подвижного объекта 22 дважды, так как этот сигнал формируется при подъезде каждой тележки объекта 22 к модулям 2 и погашается при въезде последней оси

10 тележки на модуль 2.

Таким образом, процессор 10 подсчетом числа наездов H за время существования первого по счету для данного объекта 22 сЬгнала В определя15 ет осность объекта 22. Осность может быть определена только к моменту въезда на модули 2 последней оси первой тележки объекта 22. Ранее, например, по интегралу, полученному при

20 взвешивании первой оси, процессор 10 оценивает, что собственно взвешивается: тара или брутто и какой ряд осевых коэффициентов следует извлекать из ОЗУ 11 для умножения.

Следовательно, к моменту проезда первой тележки объекта 22 имееется вся необходимая информация для определения блоком 9 массы первой тележЗ0 ки. Пусть, например, при левом направлении движения проехала двухосная тележка, оцениваемая как порожняя по полученным интегралам первой и второй оси Р41 и P42 . Тогда масса

35 Рвой ележки р т т

Р4 К4 +Р4 ° К42

При правом направлении движения масса первой тележки груженого шестиос4 ного объекта 22 определяется так:

E Е

61 6.3 62 6Я 63 К 61 где Р,. — P6 — полученные интегралы.

При, например, левом проезде те45 лежки BocbMHocHoI объекта 22, оцененной по интегралам P — Р как порожняя, масса тележки определяется так:

8 4 8 4т 63 41 84 4 так как тележка восьмиосного объекта 22 состоит из двух независимых тележек.

При оценке процессором 10 осевой

55 нагрузки может выясниться, что ось перегружена или недогружена, для чего в ПЗУ 12 заранее записаны оценочные критерии, например необходимость определения значений осевых

1425465

15 коэффициентов при осевых нагрузках

5,5 — 19,5 тс и свыше 20,5 тс. В этом случае процессор 10 производит решение для всех используемых осевых коэффициентов уравнения

К г

К =- Р +К р к путем подстановки в него найденнбго значения Р„-. Определенное значение

К используется для расчетов по прик веденным формулам массы тележки данного конкретного объекта.

Определение массы второй тележки любого объекта 22 не отличается от описанного выше, за исключением того, что не требуется проводить контроль осности тележки.

После проезда через модули 2 последней оси каждоно объекта 22 массы его тележек суммируются процессором 10, контролирующим четность сигналов В и после каждого четного сигнала В передающим сумму в терминальный блок 14 для регистрации.

Локомотивы и иные объекты, не обладающие идентификационньяи.признаками, не влияют на процесс взвешивания и могут находиться в составе в любом колиЧестве и последовательности.

1425465

Составитель В,Ширшов

Редактор В.Петраш Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 47.57/36

Тираж 717 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4