Способ взвешивания на вагонных электронных весах для оценки безопасности движения вагонов с сыпучими грузами

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано при взвешивании движущихся вагонов в поездах на вагонных электронных весах. Способ заключается во взвешивании движущегося вагона с учетом измерения масс брутто левой и правой сторон вагона. Путем суммирования определяют массу брутто вагона. Измерение разности масс загрузки боковых сторон вагона получают как сумму соответствующих разностей двух тележек вагона по левой и правой сторонам. Дополнительно определяют расчетным путем по предельному значению поперечного смещения центра массы груза "а" от продольной оси эти же массы брутто, распределенные по левой и правой сторонам двух тележек вагона. Затем вычисляют разность масс в загрузке боковых сторон вагона путем вычитания из массы брутто, распределенной по левой стороне двух тележек, массу брутто, распределенную по правой стороне двух тележек. Сравнивают полученную расчетным путем разность масс загрузки левой и правой сторон вагона с разностью масс, измеренной на весах. Технический результат заключается в упрощении способа определения перегруза вагона и сокращении объема вычислений при взвешивании. 3 ил.

 

Изобретение относится к способу взвешивания движущихся вагонов в поездах на вагонных электронных весах и может быть использовано на железнодорожном транспорте для определения безопасности движения поездов с учетом неравномерности загрузки сыпучими грузами вагонов.

Известен способ оценки неравномерности загрузки вагонов с помощью вагонных электронных весов для безопасности движения поездов, включающий измерение массы брутто движущегося вагона с последующим вычитанием из нее массы тары вагона и определением массы груза в вагоне (Патент РФ 2160889, кл. G01G 19/04, 1982 г.).

Недостаток данного способа заключается в невозможности оценки правильности загрузки вагонов со смещенными грузами по железной дороге.

Из известных способов определения безопасности движения поездов наиболее близким по технической сущности является способ взвешивания четырехосных вагонов на вагонных электронных весах для оценки безопасности их движения, включающий взвешивание движущегося вагона, при котором производят измерение массы брутто вагона с учетом измерения масс брутто левой и правой сторон вагона путем суммирования и измерение разности масс загрузки боковых сторон вагона как сумму соответствующих разностей двух тележек вагона по левой (Патент РФ 2210747, кл. G01G 19/04, 1982 г.).

Недостаток состоит в том, что при этом способе требуется обязательное поколесное взвешивание вагонов, что практически усложняет определение неравномерности загрузки боковых сторон вагона.

Техническим решением задачи является упрощение способа определения перегруза вагона для безопасности движения поездов и сокращение объема вычислений при взвешивании вагонов.

Указанная в техническом решении задача достигается тем, что при способе взвешивания четырехосных вагонов на вагонных электронных весах для оценки безопасности их движения, включающем взвешивание движущегося вагона, при котором производят измерение массы брутто вагона с учетом измерения масс брутто левой и правой стороны вагона путем суммирования и измерение разности масс загрузки боковых сторон вагона как сумму соответствующих разностей двух тележек вагона по левой и правой сторонам, при этом дополнительно определяют массы брутто, распределенные по левой и правой сторонам двух тележек вагона, по предельному значению поперечного смещения центра массы груза от продольной оси вагона по формулам

где Р_л - масса брутто, распределенная по левой стороне первой и второй тележкам вагона;

Р_п - масса брутто, распределенная по правой стороне первой и второй тележкам вагона;

Р₀ - масса брутто вагона;

L - ширина колеи вагона;

а - предельное значение поперечного смещения центра массы груза от продольной оси вагона,

затем вычисляют разность масс в загрузке боковых сторон вагона путем вычитания из массы брутто, распределенной по левой стороне двух тележек вагона, массу брутто, распределенную по правой стороне двух тележек вагона по формуле

,

и сравнивают полученную расчетным путем разность масс загрузки левой и правой сторон вагона с разностью масс, измеренной на весах, по следующей зависимости:

.

Предлагаемый способ, обладая указанными ограничительными признаками, позволяет производить взвешивание движущегося вагона, при котором измерение массы брутто вагона с учетом измерения масс брутто левой и правой стороны вагона получают путем суммирования, а измерение разности масс загрузки боковых сторон вагона получают как сумму соответствующих разностей двух тележек вагона по левой и правой сторонам.

В известных способах-аналогах не решен вопрос быстрого определения допускаемой разности загрузки боковых сторон вагона и требуется для этого большой объем вычислений.

Новизна предлагаемого способа, характеризуемая его отличительными признаками, состоит в том, что дополнительно определяют массы брутто, распределенные по левой и правой сторонам двух тележек вагона, по предельному значению поперечного смещения центра массы груза "а" от продольной оси вагона по формулам

где Р_л - масса брутто, распределенная по левой стороне первой и второй тележкам вагона;

Р_п - масса брутто, распределенная по правой стороне первой и второй тележкам вагона;

Р₀ - масса брутто вагона;

L - ширина колеи вагона.

Затем вычисляют разность масс в загрузке боковых сторон вагона путем вычитания из массы брутто, распределенной по левой стороне двух тележек вагона, массу брутто, распределенную по правой стороне двух тележек вагона, по формуле

и сравнивают полученную расчетным путем разность масс загрузки левой и правой сторон вагона с разностью масс, измеренной на весах, по следующей зависимости:

Все формулы и нормативы необходимо внести в память ЭВМ и отразить в программе определения массы груза на вагонных электронных весах для весовщика. На весах по массе брутто конкретного вагона определяют массу груза и массу смещенной части груза относительно колес вагона в поперечном направлении. Далее вычисляют необходимые геометрические размеры по формулам.

Массу брутто каждого вагона определяют при суммировании результатов взвешивания массы брутто каждого колеса и каждой оси первой и второй тележек. Массу груза вычисляют как разность между вычисленной на ЭВМ вагонных весов массой брутто и нетто G_B=Т (тарой) вагона, считанной весовщиком с нижнего бруса вагона и внесенной в результат взвешивания вагона.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами: на фиг.1 - общий вид взвешиваемого вагона на весах типа РТВ-Д; на фиг.2 - схема действующих сил, действующих при взвешивании (курсивом обозначены массы брутто, приходящиеся на колеса вагона Р₁...P₈); на фиг.3 - расчетная схема для определения предельного бокового перегруза вагона.

Способ взвешивания четырехосных вагонов на вагонных электронных весах для оценки безопасности их движения заключается во взвешивании движущегося вагона 1 на вагонных электронных весах 2 типа РТВ-Д (фиг.1). Весы 2 позволяют взвешивать сразу по четыре колеса у вагона 1 с одной (левой) боковой стороны на левом рельсе весов 2 и с другой (правой) боковой стороны на правом рельсе весов 2. Измерение массы брутто вагона 1 Р₀ на весах 2 производят с учетом измерения масс брутто левой Р_л и правой Р_п сторон вагона путем суммирования

Измерение разности масс загрузки боковых сторон вагона 1 на весах 2 производят как сумму соответствующих разностей двух тележек вагона по левой и правой сторонам (фиг.2)

где P₁ - массы брутто, распределенные по левой стороне первой тележки вагона 1;

Р₂ - массы брутто, распределенные по правой стороне первой тележки вагона 1;

Р₃ - массы брутто, распределенные по левой стороне второй тележки вагона 1;

Р₄ - массы брутто, распределенные по правой стороне первой тележки вагона 1.

Массы брутто, распределенные по левой и правой сторонам вагона 1 двух тележек вагона, определяют по предельному значению поперечного смещения центра массы груза "а" от продольной оси вагона по формулам

где Р_л - масса брутто, распределенная по левой стороне первой и второй тележкам вагона 1;

Р_п - масса брутто, распределенная по правой стороне первой и второй тележкам вагона 1;

L - ширина колеи вагона 1.

Затем вычисляют разность масс в загрузке боковых сторон вагона 1 Δ_р путем вычитания из массы брутто Р_л, распределенной по левой стороне двух тележек вагона 1, массу брутто Р_п, распределенную по правой стороне двух тележек вагона 1, по формуле

.

Сравнивают полученную расчетным путем разность масс Δ_р загрузки левой и правой сторон вагона 1 с разностью масс Δ_и, измеренной на весах 2, по следующей зависимости:

.

В случае превышения измеренной разности или величины поперечного смещения делают заключение о неправильной загрузке вагона 1 и в целях безопасности движения его отцепляют от поезда. Если измеренная разность и величина поперечного смещения центра тяжести у вагона 1 не превышены, вагон 1 может следовать в поезде дальше по назначению.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. На весах получена масса брутто вагона Р₀=89 т при загруженных боковых сторонах Р_л=45 т, Р_п=44 т. Разность в загрузке составила Δ_и=1 т.

Техническими условиями погрузки и крепления грузов определено предельное значение поперечного смещения центра массы груза а=120 мм от продольной оси вагона для загруженного вагона, например 67 т каменного угля. При таре вагона 22 т масса брутто вагона будет равна: Р₀=89 т.

Вычислим допускаемые по загрузке боковых сторон вагона массы брутто левой Р_л и правой Р_п сторон вагона по формулам

L=1520 мм - ширина колеи вагона;

Данный вагон, равномерно загруженный по длине, имеет небольшое боковое смещение груза в допустимых пределах:

Пример 2. У взвешенного на весах вагона зафиксированы следующие показания:

Разность в загрузке боковых сторон на весах равна

Таким образом, масса брутто вагона равна

где P₁ - массы брутто, распределенные по левой стороне первой тележки вагона 1;

Р₂ - массы брутто, распределенные по правой стороне первой тележки вагона 1;

Р₃ - массы брутто, распределенные по левой стороне второй тележки вагона 1;

Р₄ - массы брутто, распределенные по правой стороне первой тележки вагона 1.

Предельное значение поперечного смещения центра массы груза от продольной оси вагона для загруженного вагона массой сыпучего груза 69 т при таре вагона 22 т установлено в размере а=100 мм.

Расчетные массы брутто левой Р_л и правой Р_п сторон вагона по безопасному смещению груза в вагоне вычисляем по формулам

Этот неравномерно загруженный по длине (по тележкам) вагон также имеет небольшое боковое смещение груза в допустимых пределах:

Пример 3. Для вагона с загрузкой 50 т предельное значение смещения "а"=150 мм. Вагон массой брутто 72 т взвешен на весах РТВ-Д. Р_л=32 т, Р_п=42 т, Δ_и=10 т.

Расчетные массы брутто левой Р_л и правой Р_п сторон вагона по безопасному смещению груза в вагоне вычисляем по формулам

Данный вагон имеет большое боковое смещение груза 10 т, но и это смещение остается в допустимых пределах:

Все формулы и нормативы вносятся в память ЭВМ и отражаются в программе определения массы груза на вагонных электронных весах для весовщика. На весах по массе брутто конкретного вагона определяют массу груза и массу смещенной части в поперечном направлении.

Предлагаемый способ взвешивания четырехосных вагонов на вагонных электронных весах для оценки безопасности их движения позволит осуществить наиболее полный контроль правильности загрузки всех прибывающих на станцию вагонов по допустимым разностям масс брутто боковых сторон вагона. На станции или пункте коммерческого осмотра оценивают неравномерность загрузки каждого вагона по данным взвешивания его боковых сторон и боковых сторон тележек. Использование этого способа позволит значительно расширить область применения вагонных электронных весов на железнодорожном транспорте в целях повышения безопасности движения.

Способ взвешивания четырехосных вагонов на вагонных электронных весах для оценки безопасности их движения, включающий взвешивание движущегося вагона, при котором производят измерение массы брутто вагона с учетом измерения масс брутто левой и правой сторон вагона путем суммирования и измерение разности масс загрузки боковых сторон вагона, при этом дополнительно определяют массы брутто, распределенные по левой и правой сторонам двух тележек вагона, по предельному значению поперечного смещения центра массы груза от продольной оси вагона по формулам

P_л=P₀×(0,5L-a)/L;

P_п=P₀×(0,5L+a)/L,

где Р_л - масса брутто, распределенная по левой стороне первой и второй тележек вагона;

P_п - масса брутто, распределенная по правой стороне первой и второй тележек вагона;

P₀ - масса брутто вагона;

L - ширина колеи вагона;

а - предельное значение поперечного смещения центра массы груза от продольной оси вагона,

затем вычисляют разность масс в загрузке боковых сторон вагона путем вычитания из массы брутто, распределенной по левой стороне двух тележек вагона, массы брутто, распределенной по правой стороне двух тележек вагона, по формуле

Δ_р=Р_л-Р_п

и сравнивают полученную расчетным путем разность масс загрузки левой и правой сторон вагона с разностью масс, измеренной на весах, по следующей зависимости: .